Compuestos ternarios

¿Qué son los compuestos ternarios?

Los compuestos ternarios son los compuestos que están conformados por tres átomos o iones diferentes. Pueden ser muy diversos, desde sustancias ácidas o básicas, hasta aleaciones metálicas, minerales o materiales modernos. Los tres átomos pueden pertenecer o bien a un mismo grupo de la tabla periódica, o bien proceder de ubicaciones arbitrarias.

No obstante, para que se produzca el compuesto ternario tiene que haber una afinidad química entre sus átomos. No todos son compatibles entre sí, y, por lo tanto, no se puede escoger simplemente al azar cuáles tres integrarán y definirán el compuesto o mezcla (asumiendo la falta de enlaces covalentes).

Por ejemplo, se eligen de manera aleatoria tres letras que regirán un compuesto ternario ABC (imagen superior). Los subíndices n, m y p indican las relaciones estequiométricas entre los átomos o iones A, B y C. Variando los valores de tales subíndices, y las identidades de las letras, se obtiene un sinfín de compuestos ternarios.

Sin embargo, la fórmula A_nB_mC_p solo será válida si cumple con la electroneutralidad, esto es, la sumatoria de sus cargas debe ser igual a cero. Con esto en mente, existen limitaciones físicas (y químicas) que pautan si es posible o no la formación de dicho compuesto ternario.

Características de los compuestos ternarios

Sus características no son generales, sino que varían en función de la naturaleza química de los mismos. Por ejemplo, los oxoácidos y las bases son compuestos ternarios, y cada uno de ellos comparte o no una serie de características representativas.

Ahora, ante un compuesto hipotético ABC, este puede ser iónico, si las diferencias de electronegatividad entre A, B y C no son grandes. O covalente, con enlaces A-B-C. Estos últimos se dan en infinitos ejemplos en la química orgánica, como sucede con los alcoholes, fenoles, éteres, carbohidratos, etc., cuyas fórmulas pueden describirse con C_nH_m O_p.

Así, las características son muy variopintas y oscilan en sumo grado de un compuesto ternario a otro. El compuesto C_nH_mO_p se dice que es oxigenado, mientras que C_nH_mN_p, por otro lado, es nitrogenado (es una amina). Otros compuestos pueden estar azufrados, fosforados, fluorizados, o tener un marcado carácter metálico.

• Bases y ácidos. Avanzando en el campo de la química inorgánica, se tiene a las bases metálicas, M_nO_mH_p. Dada la simplicidad de estos compuestos, el uso de los subíndices n, m y p solo entorpece la interpretación de la fórmula. Por ejemplo, la base NaOH, considerando tales subíndices, debería escribirse como Na₁O₁H₁ (lo cual sería caótico). Además, se asumiría que el H está como catión H⁺, y no como aparece realmente: formando parte del anión OH^–. Debido a la acción del OH^– sobre la piel, estas bases son jabonosas y cáusticas. Las bases metálicas son sustancias iónicas, y aunque constan de dos iones, Mⁿ⁺ y OH^– (Na⁺ y OH^– para el NaOH), son compuestos ternarios por tener tres átomos diferentes. Los ácidos, por otra parte, son covalentes, y su fórmula general es HAO, donde A suele ser un átomo no metálico. No obstante, dada su facilidad de ionizarse en agua liberando hidrógenos, sus iones H⁺ corroen y lastiman la piel.

Nomenclatura de los compuestos ternarios

Al igual que las características, la nomenclatura de los compuestos ternarios es muy variada. Por esa razón, se considerarán superficialmente solo las bases, oxoácidos y oxisales.

• Bases. Las bases metálicas se mencionan primero con la palabra ‘hidróxido’ seguida del nombre del metal y su valencia en números romanos entre paréntesis. Así, el NaOH es el hidróxido de sodio (I), pero dado que el sodio tiene valencia única de +1, se queda simplemente como hidróxido de sodio. El Al(OH)₃, por ejemplo, es el hidróxido de aluminio (III), y el Cu(OH)₂, hidróxido de cobre (II). Claro está, de acuerdo a la nomenclatura sistemática.
• Oxoácidos. Los oxoácidos tienen una fórmula bastante general del tipo HAO, pero en realidad, molecularmente se describen mejor como AOH. Del enlace A-O-H se desprende el H⁺. La nomenclatura tradicional es la siguiente: se empieza con la palabra ‘ácido’, seguido del nombre del átomo central A, antecedido o precedido por sus respectivos prefijos (hipo, per) o sufijos (oso, ico) de acuerdo a si trabaja con sus menores o mayores valencias. Por ejemplo, los oxoácidos del bromo son HBrO, HBrO₂, HBrO₃ y HBrO₄. Estos son los ácidos: hipobromoso, bromoso, brómico y perbrómico, respectivamente. Nótese que en todos ellos hay tres átomos con distintos valores para sus subíndices.
• Oxisales. También llamadas sales ternarias, son los más representativos de los compuestos ternarios. La única diferencia para mencionarlos es que los sufijos oso e ico, cambian por ito y ato, respectivamente. Asimismo, el H es sustituido por un catión metálico, producto de una neutralización ácido-base. Siguiendo con el bromo, sus oxisales de sodio vendrían a ser: NaBrO, NaBrO₂, NaBrO₃ y NaBrO₄. Sus nombres vendrían a ser: hipobromito, bromito, bromato y perbromato de sodio. Sin lugar a dudas, el número de oxisales posibles supera enormemente al de oxoácidos.

Formación de los compuestos ternarios

Nuevamente, cada tipo de compuesto ternario tiene su propio origen o proceso de formación. Sin embargo, es justo mencionar que estos solo pueden formarse si existe una afinidad suficiente entre los tres átomos integrantes. Por ejemplo, las bases metálicas existen gracias a las interacciones electrostáticas entre los cationes y el OH^–.

Algo similar sucede con los ácidos, los cuales no podrían formarse si no hubiera tal enlace covalente A-O-H.

Atendiendo a la pregunta, ¿cómo se forman los principales compuestos descritos? La respuesta directa es la siguiente:

• Las bases metálicas se forman al disolverse los óxidos metálicos en agua, o en una disolución alcalina (normalmente aportada por el NaOH o amoníaco).
• Los oxoácidos son el producto de la disolución de los óxidos no metálicos en agua, entre ellos, el CO₂, ClO₂, NO₂, SO₃, P₄O₁₀, etc.
• Y las oxisales surgen cuando los oxoácidos son alcalinizados o neutralizados con una base metálica. De ella provienen los cationes metálicos que suplantan a los H⁺.

Otros compuestos ternarios se forman siguiendo un proceso más complicado, como ocurre con ciertas aleaciones o minerales.

Ejemplos de compuestos ternarios

Para finalizar, se mostrará a modo de lista una serie de fórmulas para distintos compuestos ternarios:

• Mg(OH)₂
• Cr(OH)₃
• KMnO₄
• Na₃BO₃
• Cd(OH)₂
• NaNO₃
• FeAsO₄
• BaCr₂O₇
• H₂SO₄
• H₂TeO₄
• HCN
• AgOH

Otros ejemplos menos comunes (y hasta hipotéticos), son:

• CoFeCu
• AlGaSn
• UCaPb
• BeMgO₂

Se omitieron los subíndices n, m y p para no complicar las fórmulas, aunque en realidad, sus coeficientes estequiométricos (a excepción quizás para el BeMgO₂), pueden tener incluso valores decimales.

Referencias

1. Shiver & Atkins. Química Inorgánica (Cuarta edición). McGraw Hill.
2. Whitten, D., Peck & Stanley. Química (8va ed.). CENGAGE Learning.
3. Mrs. Hilfstein. Ternary Compounds. Recuperado de tenafly.k12.nj.us.
4. Ternary compound. Recuperado de en.wikipedia.org.
5. C. Bello, A. Isasi, A. Puerto, G. Tomás y R. Vicente. Compuestos ternarios. Recuperado de iesdmjac.educa.aragon.es.