ALGUNAS CONSIDERACIONES NECESARIAS A TENER EN CUENTA DURANTE EL DESARROLLO DE LA NOMENCLATURA Y NOTACION QUIMICA DE LAS SUSTANCIAS INORGANICAS

Autor: Licenciado Ramón Agustín Pino Pichs. Profesor Asistente del Departamento de Ciencias Naturales de la Universidad de Ciencias Pedagógicas “Conrado Benítez García”. Cienfuegos.

E-mail: pino_mad@yahoo.es

Resumen
El siguiente artículo propone una solución adecuada a los principales problemas que para los profesores noveles y en formación, así como para los educandos del nivel Medio Superior de la enseñanza presenta la nomenclatura y notación química de las sustancias inorgánicas. Las recomendaciones contenidas en este escrito han sido probadas en repetidas ocasiones por el autor cuando impartió el contenido. Consisten en una serie de consejos metodológicos, que a su vez tratan los aspectos esenciales del contenido, diseñados para su fácil comprensión y utilización.

Palabras clave: nomenclatura, notación, química, inorgánicos, clasificación, numero de oxidación.
Summary
The following article gives an appropriate solution to the problems the new teachers and the students present during the study on the nomenclature, chemical notation of inorganic compounds studied in this level of education. The recommendations contained in this writing have been proven in repeated occasions by the author when he has taught this topic. They consist on a series of methodological advices that in turn touch the essential aspects of the content, designed for their easy understanding and use.
Key words: nomenclature, notation, chemical,inorganics, classification, oxidation grade.
INTRODUCCION.
Una de las ideas rectoras de la química, como asignatura y como ciencia es la representación gráfica de las reacciones químicas, es decir las ecuaciones químicas, cuya escritura y ajuste representan siempre un reto, tanto para los estudiantes, como para los docentes que imparten esta asignatura en la Enseñanza Secundaria Básica y en la Enseñanza Preuniversitaria.
Durante el semestre que concluye impartimos la asignatura Química General e Inorgánica a un grupo de estudiantes que aspiran a graduarse como Técnicos Medios de Nivel Superior en la especialidad profesoral de Biología - Química, es decir el doble perfil que se pretende con destino a la Secundaria Básica.
Cabe destacar dentro de las características de este grupo de estudiantes su entusiasmo por aprender y su sorpresa al descubrir aspectos de la asignatura que aun, siendo bachilleres no conocían en cuanto a la Química como ciencia y asignatura y por otra parte su total desconocimiento de conceptos fundamentales tales como el número de oxidación, valencia, enlace químico, tabla periódica, propiedades atómicas de los átomos y su variación en grupos y periodos, la relación estructura – propiedades – usos o aplicaciones, etc.
Es por ello que con vistas a ofrecer nuestras experiencias, pretendemos modestamente ofrecerlas al resto de los profesores que pudieran utilizarlas en sus clases y también a aquellos estudiantes que las encuentren necesarias para su futuro desarrollo profesional.
Sirva también este pequeño escrito como un homenaje a todos aquellos de los cuales aprendimos y conlos que compartimos nuestros primeros años de profesión y nos enseñaron, sin pedir a cambio ninguna recompensa o reconocimiento, prácticamente todo lo que somos capaces de ofrecerle a nuestros estudiantes y colegas, vaya pues nuestro homenaje a ilustres profesores de Química como Quintana, Eugenio, Víctor Sánchez, Lucy, Emilio García y muchos más que por cuestiones de espacio no menciono.

ALGUNAS RECOMENDACIONES PARA LA ADQUISICION DE HABILIDADES PROPIAS DE LA QUIMICA EN LA NOMENCLATURA, NOTACION QUIMICA Y CLASIFICACION DE LAS SUSTANCIAS INORGANICAS.
Si partiéramos de la lógica graduación de los conocimientos desde lo más simple hasta lo más complejo, lo aconsejable y necesario es comenzar primero con la clasificación de las sustancias de forma general, pues cuando las clasificamos por ejemplo en simples y compuestas, sin darnos cuenta nos olvidamos que esto es válido tanto para las llamadas sustancias inorgánicas y para las orgánicas. Esto mismo ocurre cuando las clasificamos de acuerdo al tipo de enlace que presentan, tenemos el caso de las sustancias moleculares, la gran mayoría de ellas con enlace covalente polar, existe la tendencia a mencionar como ejemplos solo aquellas sustancias inorgánicas que se ajustan a este criterio, sin tener en cuenta que todos los compuestos formados por cadenas carbonadas, desde el más simple (metano) hasta aquellas biomoleculas y polímeros con actividad biológica son sustancias moleculares.
Es también muy importante antes de introducir a los estudiantes en el mundo de la nomenclatura y notación química de las sustancias inorgánicas, abordar laclasificación de las mismas de acuerdo a su composición, tengamos siempre presente que los estudiantes que preparamos en nuestras aulas de Técnico Medio o en la propia Licenciatura tendrán que transmitir estos mismos contenidos a sus futuros estudiantes, de ahí que todo lo que hagamos en aras de lograr el perfecto dominio y conocimiento de este aspecto es nuestro futuro aporte a la calidad de la enseñanza de la Química en las aulas de Secundaria Básica y Preuniversitario.
A continuación proponemos un orden lógico para el correcto desarrollo de estos contenidos en clases sin pretender perfección alguna, solo trataremos de exponer lo que nos ha dado resultados satisfactorios a través de los años, tratando de exponer ejemplos en cada uno de los casos
1. Clasificación de las sustancias de acuerdo a su composición: En este caso no deben existir problemas, ya que se clasifican en sustancias simples y compuestas y tampoco existen dificultades en cuanto a su reconocimiento, dada la sencillez de sus conceptos, bastará con especificar el tipo de átomos que forman a las mismas. De esta manera definiremos a las sustancias simples como aquellas formadas por un solo tipo de átomos y dentro de las mismas debemos especificar que se clasifican en metales y no metales. Aquí debemos destacar las propiedades físicas esenciales que distinguen a los metales de los no metales, específicamente la conductividad eléctrica y térmica, el estado de agregación, el brillo metálico y las temperaturas de fusión y ebullición. En cuanto a las sustancias compuestas especificaremos que están formadas por dos o más tipos de átomos,es decir todos los compuestos químicos son sustancias compuestas y a partir de aquí entonces las dividiremos de acuerdo al tipo de enlace que presentan y las clasificaremos consecuentemente en cristales atómicos (enlace covalente apolar generalmente), cristales iónicos (enlace iónico) y sustancias moleculares (enlace covalente apolar y polar indistintamente). Es muy importante describir para su conocimiento y posterior aplicación las propiedades físicas que otorgan a estas sustancias la cualidad del tipo de enlace que presentan, haciendo énfasis en el estado de agregación, temperaturas de fusión y ebullición, solubilidad en disolventes polares y apolares y conductividad eléctrica en sus diferentes estados. (Ver Anexo 1)

2. Clasificación de las sustancias inorgánicas: Debemos resaltar este aspecto para facilitar el trabajo con la nomenclatura y notación química de las sustancias inorgánicas. Del éxito que tengamos a partir de este momento dependen habilidades fundamentales que van desde la nomenclatura y notación química como idea rectora hasta la escritura y ajuste de ecuaciones químicas y posteriormente la clasificación de las reacciones químicas. Es extremadamente importante dedicar todo el tiempo docente necesario hasta lograr el completo dominio de las habilidades especificas vinculadas a estos contenidos por parte de los estudiante, pues no se debe olvidar que ellos serán futuros profesores de Química y no deben, bajo ningún concepto arrastrar errores de contenido. Otro de los aspectos que se puede introducir durante el estudio de la clasificación de las sustancias inorgánicas es larelación genética que existe entre las mismas, esto permitiría ir esclareciendo conceptos tales como las reacciones de neutralización y volver a consolidar las dos tendencias fundamentales de los elementos químicos, es decir, la relación entre las propiedades metálicas, la tendencia a oxidarse y el carácter reductor y la relación entre las propiedades de los no metales, la tendencia a reducirse y el carácter oxidante, esto se aplica tanto a los metales y los no metales, así como a los compuestos que se derivan de ellos: óxidos e hidróxidos. Resumiremos entonces la clasificación de las sustancias inorgánicas en un esquema que los docentes podrán utilizar en sus clases.





*Existe una excepción cuando se trata del hidróxido de amonio (NH4OH), pues como puede apreciarse este catión está formado por dos no metales.
** Se presenta la misma excepción de la regla, cuando el hidróxido de amonio forma sales oxigenadas, entonces puede darse el caso de la formación de una sal cuaternaria (NH4)2SO4, (NH4)3PO4, etc.
También, cuando se trata de aniones con algún contenido de hidrogeno, como los casos del hidrogeno carbonato, el hidrogeno fosfato, el dihidrogenofosfato, el hidrogeno sulfato, etc., el resultado es la formación de una sal cuaternaria.
3. La relación genética entre sustancias inorgánicas, mencionada en el acápite anterior puede ser representada de forma sencilla mediante un diagrama que ilustra claramente las principales reacciones entre las sustancias inorgánicas conocidas, aunque es necesario aclarar que la misma no recoge todas las complejidades de los procesos químicos entresustancias, pero por otra parte, esto puede suplirse durante el estudio más profundo que se lleva a cabo en la carrera Biología – Química, específicamente en la asignatura Química Inorgánica.

4. Una vez estudiadas tanto la clasificación de las sustancias inorgánicas como la relación genética general entre las mismas y convencido el profesor, mediante diversas formas de comprobación (preguntas orales, preguntas escritas, ejercicios de clase y tareas extra clase), de que todos los objetivos instructivos referidos a ambas están cumplidos, podemos pasar a desarrollar las habilidades especificas correspondientes a la nomenclatura y notación química de las sustancias inorgánicas. Proponemos seguir el siguiente orden para ello: metales, no metales, óxidos de no metal, hidróxidos básicos, sales, hidrácidos y oxácidos. Es muy importante proveer a todos los estudiantes de un listado de algunos de los iones mas comunes donde se destaque el símbolo o fórmula, el nombre y el número de oxidación de cada uno, ordenados de acuerdo a su carga eléctrica neta, incluyendo algunos que tengan más de un numero de oxidación, en el caso del Técnico Medio de nivel Superior, esta lista debe y tiene que ser más amplia que la que se utiliza en la Enseñanza Media Superior, ya que los estudiantes serán futuros profesores y deben lograr un dominio aceptable cuando se enfrenten a las aulas en un plazo de algo menos de dos años. La lista de iones utilizada en esta primera versión del programa de Quimia General e Inorgánica I será a anexada al final de estas recomendaciones.
Metales: Este es el más sencillo de todos loscasos, pues solo se utiliza para nombrarlos el nombre o el símbolo del elemento químico tal y como aparece en la tabla periódica.
No metales: Para su nomenclatura se utiliza el nombre del elemento tal y como aparece en la tabla periódica antecedido por el prefijo que indica cuantos átomos forman a la molécula. Para formular a los no metales se utiliza el símbolo del elemento y se añade un subíndice que denota cuantos átomos tiene la molécula en cuestión.
Óxidos de no metal: Los no metales presentan la característica de que casi todos ellos forman más de un tipo de óxido, por lo tanto, las reglas de nomenclatura y notación química utilizadas se relacionan con el uso de prefijos delante de cada uno de los términos a utilizar, es decir delante del nombre oxido se utiliza un prefijo especifico de acuerdo a la cantidad de átomos de oxigeno presentes en el compuesto, en el caso del no metal, se comienzan a utilizar los prefijos cuando el óxido contiene más de un átomo del no metal.
Los prefijos que se utilizan son los siguientes
Mono: significa uno di: significa dos tri: significa tres tetra: significa cuatro penta: significa cinco hexa: significa seis hepta: significa siete oct: significa ocho
Estos son los mismos prefijos que se utilizan al nombrar las sustancias simples de los no metales.
Ahora relacionamos a continuación algunos ejemplos:
NO2: dióxido de nitrógeno
NO: monóxido de nitrógeno
N2O4: tetróxido de dinitrógeno
N2O5: pentóxido de dinitrógeno

Tetróxido de difósforo: P2O4
Pentóxido de difósforo: P2O5
Monóxido de carbono: CO
Dióxido de azufre: SO2Óxidos de metal, hidróxidos básicos y sales: La nomenclatura y notación química de estos tres tipos de compuestos comparten algunas reglas comunes que es recomendable discutir y analizar con los estudiantes antes de comenzar a ejemplificar su ejecución en clases, estas son:
 Al nombrar, se escribe el nombre del anión primero y el nombre del catión al final.
˜ Se especifica con un número romano encerrado entre paréntesis, el número de oxidación del catión en caso de que este tenga más de uno, no es necesario emplear esta regla si el catión tiene solo un número de oxidación.
 Al formular, se escribe el símbolo o formula del catión con su respectivo número de oxidación y a continuación el símbolo o formula del anión con su respectivo número de oxidación; luego se cruzan los módulos de los respectivos números de oxidación como subíndices, el modulo del anión le corresponde al catión y viceversa.
˜ Si el catión o el anión son poli atómicos (formados por más de un tipo de átomos) y el modulo a colocar es superior a uno, entonces la especie química se encierra entre paréntesis y se escribe el subíndice fuera del mismo.
Todas estas reglas comunes deben ser consideradas cuando se comience el proceso de nombrar o formular óxidos de metal, pues el orden lógico para tratar la nomenclatura y notación química de estos tres tipos de sustancias es: óxidos de metal, hidróxidos básicos y sales.
Como detalle importante sugerimos la siguiente situación para que el alumno perciba la importancia de utilizar el número romano encerrado en paréntesis
1.- Escribir las siguientes formulas en la pizarra:FeO, Fe2O3
2.- Pedir al estudiante que nombre ambos compuestos, generalmente son capaces de nombrarlos como óxido de hierro.
A partir de aquí denotar la contradicción existente entre el nombre de ambos compuestos (que es igual) y la diferencia en sus estructuras. Mediante preguntas y respuestas dirigidas podremos entonces llegar a comprender junto a los alumnos la necesidad de la utilización del número romano encerrado en paréntesis para denotar el diferente número de oxidación del hierro o cualquier otro metal similar en ambos compuestos.
Veamos algunos ejemplos tanto para nombrar como para formular:

CaO : Óxido de calcio Mg(OH)2: hidróxido de magnesio

NH4NO3: nitrato de amonio Al2O3: oxido de aluminio

LiOH: Hidróxido de litio Na3PO4: fosfato de sodio

FeO: Óxido de hierro (II) Ni(OH)3: hidróxido de níquel (III)

Zn(HCO3)2: Hidrogeno carbonato de zinc Fe2O3: óxido de hierro (III)

BaCl2: cloruro de bario K2Mn2O7: permanganato de potasio

Debemos aclarar que los mayores problemas que se presentan en la nomenclatura y notación química de las sustancias, tanto orgánicas como inorgánicas, residen en la escritura de las fórmulas correctamente, por otra parte cuando estos contenidos son impartidos en la Enseñanza Media Superior, a veces el profesor trata de que los estudiantes se apropien de los conocimientos básicos, pero este no es el caso durante la formación de los Técnicos Medios de nivel superior para impartir clases de Biología y Química en Secundaria Básica. Cualquier laguna que sea dejada detrás durante el proceso docente educativo, semultiplicara por la cantidad de estudiantes sobre los cuales influyan en el futuro. Recomendamos, pues, emplear el tiempo necesario para la adquisición de estas habilidades, lo cual redundara en la elevación de la calidad de las clases de química y por ende en la calidad de los conocimientos de Química que sientan las bases en la Secundaria Básica.

El sistema que siempre hemos empleado radica en la utilización de los módulos de los números de oxidación para lograr la correcta escritura de las fórmulas de las sustancias para las cuales este método puede ser utilizado.






Ácidos (hidrácidos y oxácidos): Estos son los últimos compuestos inorgánicos a nombrar y debemos siempre realizar la división entre ambos pues hay ciertas reglas que difieren a la hora de nombrarlos o formularlos
Hidrácidos: Estos son el resultado de la unión del catión hidrogeno (H+) con un anión no metálico, disueltos en agua. Los aniones que los forman tienen la terminación uro cuando están contenidos en una sal binaria (cloruro, ioduro, bromuro, sulfuro, fluoruro, carburo, etc.). Esta terminación se cambia por la terminación hídrico. Entonces se nombran como se ejemplifica a continuación
HCl, contiene al anión cloruro, el nombre del hidrácido será ácido clorhídrico.
H2S, contiene al anión sulfuro, el nombre del hidrácido será ácido sulfhídrico.
Para formular a los hidrácidos se utilizan las mismas reglas de intercambiar los módulos de los números de oxidación correspondientes al catión hidrogeno y al anión no metálico que forman al hidrácido, tal como se detalló en el caso de los óxidos de metal,hidróxidos básicos y sales.
Oxácidos (también conocidos como hidróxidos básicos): Son compuestos terciarios, formados por uno o más cationes hidrogeno y un anión poli atómico que contiene uno o varios átomos de oxigeno unidos generalmente a un átomo central de no metal. Es probable que los estudiantes no comprendan el término hidróxidos ácidos a partir de la fórmula de los mismos, para ello es necesario detallar la estructura de algunos ejemplos, pudieran ser utilizados los casos de algunos de los oxácidos de uso más común en los laboratorios:

Como puede apreciarse en todos los oxácidos utilizados como ejemplo existe al menos un grupo OH, con la salvedad de que al disolverse en agua la ruptura del enlace ocurre entre el oxígeno y el hidrogeno por la extrema polaridad del enlace O – H, mientras que en los hidróxidos básicos la ruptura ocurre entre el metal y el oxígeno (M – OH), debido a que este enlace es netamente iónico e interacciona con los disolventes polares con gran facilidad.
Las reglas para nombrar a los oxácidos dependen del nombre del anión que acompaña al hidrogeno en los mismo y por regla general todos aquellos aniones cuyo nombre termina en ito, adquieren la terminación oso al nombrar al oxácido, aquellos aniones cuya terminación es ato, cambian su terminación por ico al formar parte de un oxácido.
Entonces
H2SO3: contiene al anión sulfito, por lo tanto el nombre del oxácido será ácido sulfuroso.
HNO3: contiene al anión nitrato, el nombre del oxácido será ácido nítrico.
H3PO4: contiene al anión fosfato, el nombre del oxácido será ácido fosfórico.
Y así sucesivamente.
Deigual manera es necesario que el estudiante sea capaz de identificar al anión por la terminación del oxácido para de esta forma poder aplicar la regla de intercambiar los módulos de los respectivos números de oxidación a la hora de formular a estos compuestos.
Por ultimo debemos enfatizar de nuevo en la importancia de esta idea rectora de la química, no se debe continuar impartiendo otros temas del programa hasta no estar convencidos del perfecto dominio de nuestros alumnos de las habilidades específicas a este tan trascendental aspecto de la Química como asignatura y como ciencia.

Bibliografía:
 Orientaciones Metodológicas Química 10mo Grado (1973). Editorial Pueblo y Educación. 345 pag
 Orientaciones Metodológicas Química 10mo Grado (1989). Editorial Pueblo y Educación. 289 pag.
˜ Nomenclatura y Notación Química (1982). Editorial Pueblo y Educación. 156 pag.
˜ Libro de Texto Química 10mo Grado (1973). Editorial Pueblo y Educación. 388 pag.
˜ Libro de Texto Química 10mo Grado (1990). Editorial Pueblo y Educación. 290 pag.
˜ Orientaciones Metodológicas Química 8vo y 9no Grado (1973). Editorial Pueblo y Educación. 300 pag
 Orientaciones Metodológicas Química 8vo y 9no Grado (1989). Editorial Pueblo y Educación. 268 pag.

˜ Libro de Texto Química 9no Grado (1973). Editorial Pueblo y Educación. 246 pag.
˜ Libro de Texto Química 9no Grado (1990). Editorial Pueblo y Educación. 216 pag.
˜ Programa de la Asignatura Química General e Inorgánica I. Curso de Nivel Medio Superior. Especialidad Biología – Química.