Química inorgânica/Introdução/Íons e a regra do octeto/Complexos atômicos

Um complexo atômico é uma união entre cátions e ânions afim de se estabilizarem. Os complexos podem ser dividos em:

• Moléculas - consiste num agrupamento de átomos formado exclusivamente de ligações covalentes (portanto, somente de ametais);
• Agregados iônicos - consiste num grupo de átomos em que há ao menos uma ligação iônica (ao menos um metal).

Eles podem ser divididos quanto à quantidade de elementos que os forma:

• Substância simples - formada de apenas um elemento;
• Substância complexa - formada por vários elementos. Geralmente quando se trata de dois elementos, denomina-se composto binário.

Substâncias simples

Nas substâncias simples formadas por moléculas, basta acrescentar um perfixo de quantidade ao elemento (di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa, etc). Exemplos:

$\mathbf {O_{2}}$ → dioxigênio (ou gás oxigênio);

$\mathbf {O_{3}}$ → trioxigênio (ou ozônio);

$\mathbf {N_{2}}$ → dinitrogênio (ou gás nitrogênio);

$\mathbf {H_{2}}$ → dihidrogênio (ou gás hidrogênio);

Compostos formados por uma espécie de ânion e uma de cátion

Tais compostos possuem a seguinte estrutura, para moléculas:

$\mathbf {Prefixo+anion} +de+\mathbf {Prefixo+cation}$

Deve-se acrescentar os prefixos quantitativos aos ânions (se houver apenas um ânion, utiliza-se mono) e cátions (não utiliza-se mono nos cátions). Tratando-se de um agregado iônico, não acrescenta-se prefixos, mas deve-se exibir a carga (NOX) em numeração romana caso o átomo seja polivalente:

$\mathbf {Anion} +de+\mathbf {Cation+(NOX)}$

Tenha em mente que alguns cátions e ânions já têm um prefixo em seu nome, e por isso, alguns agregados iônicos possuem prefixos. Exemplos (* indica moléculas):

$\mathbf {CO_{2}}$ → dióxido de carbono*;	$\mathbf {K_{4}P_{2}O_{7}}$ → difosfato de potássio;	$\mathbf {P_{2}O_{3}}$ → trióxido de difósforo*;	$\mathbf {SF_{6}}$ → hexafluoreto de enxofre*;
$\mathbf {FeO}$ → óxido de ferro (II);	$\mathbf {Fe_{2}O_{3}}$ → óxido de ferro (III);	$\mathbf {NaCl}$ → cloreto de sódio;	$\mathbf {NaClO_{3}}$ → clorato de sódio;
$\mathbf {K_{4}Fe(CN)_{6}}$ → hexacianidoferrato de potássio;		$\mathbf {Co(NH_{3})_{6}ClSO_{4}}$ → cloreto sulfato hexaminacobalto (III);

No caso de haver mais de um íon poliatômico, deve-se pôr a quantidade de íons entre parênteses. Para nomeá-lo, basta acrescentar um prefixo de quantidade. Algumas vezes pode ocorrer de já haver um íon com o mesmo nome ao acrescentar um prefixo. Para evitar enganos, o prefixo e o ânion são separados por parênteses. Nestes casos, o prefixo di passa a ser bi. Em agregados iônicos, não se põe o prefixo (mas alguns já possuem incluído no nome do cátion ou do ânion)! Exemplos:

$\mathbf {Fe(OH)_{2}}$ → hidróxido de ferro (II);

$\mathbf {B(FO_{3})_{3}}$ → trifluorato de boro*;

$\mathbf {Al_{4}(P_{2}O_{7})_{3}}$ → dissulfato de alumínio;

$\mathbf {C(F_{2}H)_{2}}$ → monocarbeto de bi(difluoridohidrogênio)*;

Mostraremos detalhadamente a nomenclatura dos compostos acima:

• Fe(OH)₂ - Temos a carga da hidroxila igual a -1 e a do ferro, desconhecida (pois trata-se de um íon polivalente). A soma das cargas das duas hidroxilas (número de oxidação) é -2. Como há somente um átomo de ferro, para satisfazer a regra do octeto ele deve ter carga +2. Assim, o composto denomina-se hidróxido (pela presença de hidroxilas) de ferro II (pela presença de átomos de ferro II). Note que não há prefixos por tratar-se de agregado iônico;
• B(FO₃)₃ - O ânion FO₃ denomina-se fluorato. Como há três ânions fluorato e um cátion boro, o composto é trifluoreto de boro. O prefixo tri é necessário por tratar-se de molécula. Posto que há apenas um cátion, oculta-se o prefixo mono;
• Al₄(P₂O₇)₃ - A carga do ânion dissulfato (P₂O₇) é -4. Sabendo que há três ânions dissulfato, a carga resulta em -12. É necessário, então, cátions que tenham número de oxidação igual a 12. Quatro átomos de alumínio têm esta carga. O nome do composto é, então, dissulfato (pela presença de ânions dissulfato) de alumínio (pela presença de cátions alumínio). Perceba que, se os cátions alumínio forem substituídos por um cátion ametal, tratar-se-ia de uma molécula é seriam necessários prefixos. Ex.: N₄(P₂O₇)₃ - tetranitrito de tri(dissulfato);
• C(F₂H)₂ - O ânion F₂H chama-se difluorohidrogênio. Sendo o composto uma molécula, deve-se por o prefixo no ânion (exceto se for mono). O prefixo adequado é bi, já que há dois ânions difluorohidrogênio. Como há apenas um cátion, põe-se o prefixo mono. Logo, o composto chama-se monocarbeto de bi(difluorihidrogênio);

Substâncias hidrogenadas

Compostos binários estabilizadas exclusivamente por íons H⁺ ou H^- recebem sufixo ano. Alguns destes compostos têm outros nomes aceitáveis. Os halogênios não entram nesta regra, e são simples hidretos. Em solução aquosa, tais compostos possuem uma nomenclatura própria (a dos ácidos) - que veremos adiante. Exemplo:

$\mathbf {PH_{3}}$ → fosfano (ou fosfina);

$\mathbf {H_{2}O}$ → oxidano (ou água);

$\mathbf {CH_{4}}$ → carbano (ou metano);

$\mathbf {GeH_{4}}$ → germano.

Substâncias complexas

Se em uma substância houver mais de um cátion ou ânion diferentes, deve-se enumerar todos os íons. Nas moléculas isto não acontece, da mesma forma que em alguns agregados iônicos (devido à formação de íons poliatômicos). Especificamente, deve haver ao menos dois cátions metais ou dois ânions quaisquer. Exemplos:

$\mathbf {NaCsO}$ → óxido de césio e sódio;

$\mathbf {AuFeAs}$ → arsenieto de ferro II e ouro I;

$\mathbf {LiMgBO_{2}}$ → borito de magnésio e lítio;

$\mathbf {LvSO_{3}F_{4}}$ → sulfito fluoreto de livermório.

Sólidos metálicos

Muitas vezes as substâncias metálicas são compostas por vários elementos. Nestes casos, coloca-se os íons que podem se alternar entre parênteses:

• $\mathbf {(Au,Ag)}$ → indica uma substância formada por átomos de ouro e de prata;
• $\mathbf {(Zn,Cu)}$ → indica uma substância formada por átomos de zinco e de cobre;
• $\mathbf {(Al,Mo,V)}$ → indica uma substância formada por átomos de alumínio, molibdênio e vanádio.

Quando diferentes íons atingem estabilidade por um único cátion/ânion, o(s) ânion(s) antecede(m) o(s) cátion(s):

• $\mathbf {OH(Au,Ag)}$ → indica uma substância formada por AuOH (hidróxido de ouro I) e AgOH (hidróxido de prata).
• $\mathbf {O(Zn,Cu_{2})}$ → indica uma substância formada por ZnO (óxido de zinco) e Cu₂O (óxido cuproso);
• $\mathbf {ClO_{2}(Al,Mo,V)}$ → indica uma substância formada por (ClO₂)₃Al (clorito de alumíno), ClO₂Mo (clorito de molibdênio) e (ClO₂)₂V (clorito de vanádio);
• $\mathbf {(H,SO_{2})Ti-IV}$ → indica uma substância formada por TiH₄ (hidreto de titânio IV) e Ti(SO₂)₂ (dioxidossulfato de titânio IV);
• $\mathbf {(OH,AsO_{4})(PF_{2}Ca,Po)}$ → indica uma substância formada por PF₂CaOH (hidróxido de difluoridofosfato cálcio), (PF₂Ca)₃AsO₄ (arseniato de difluoridofosfato cálcio), Po(OH)₆ (hidróxido de polônio) e Po(AsO₄)₂ (arseniato de polônio).