Chimica Generale ed Inorganica

Dr. Simona ConcilioUniversit di Salerno

LezioneNomenclatura chimica.

Tipi di formule chimicheIn una formula chimica, i simboli degli elementi e i pedici numerici indicano la specie e il numero di ciascun atomo presente nella pi piccola unit di sostanza.La formula empirica mostra il numero relativo di atomi di ciascun elemento nel composto. Per esempio, il perossido di idrogeno ha formula empirica HO poich contiene 1 parte in massa di H per ogni 16 parti in massa di O.La formula molecolare mostra il numero reale di atomi di ciascun elemento in una molecola del composto. Per esempio, il perossido di idrogeno ha formula molecolare H2O2.La formula di struttura mostra il numero di atomi e i legami tra di essi. Per esempio, il perossido di idrogeno ha formula di struttura HOOH.

*FORMULA DI STRUTTURA:indica come gli atomi di una molecola sono uniti tra loro e come sono disposti nello spazio

*Nomenclatura ChimicaAd ogni numero atomico (Z) corrisponde un dato elemento. Ogni elemento pu essere rappresentato con un simbolo.Le regole di nomenclatura attualmente in uso sono state formulate dalla COMMISSIONE dellUNIONE di CHIMICA PURA e APPLICATA (IUPAC). In base a tali regole possibile stabilire la formula del composto e risalire al nome dalla formula.

*VALENZALa valenza di un elemento in un composto rappresenta il numero di legami che tale elemento instaura con atomi di altri elementi, o anche il numero di elettroni ceduti, acquistati o messi in compartecipazione dallelemento del composto considerato Elementi: zerovalentiH, Cl, Br: monovalentiCa in CaCl2, Mg in MgF2: bivalentiN in NH3, P in PH3: trivalentiC in CH4: tetravalentiLa valenza coincide con il numero di atomi di idrogeno, o di altri atomi equivalenti che un elemento pu legare o sostituire

*Gli elettroni di valenzaGli elettroni pi esterni di un atomo sono chiamati di Valenza, mentre quelli pi interni sono chiamati elettroni del Nocciolo

ElementoElettroni del noccioloElettroni di valenzaGruppo nel sistema periodicoNa1s22s22p63s11A, 1Si1s22s22p63s23p24A, 14Ti1s22s22p63s23p64s23d24BAs1s22s22p63s23p63d104s24p35A, 15

*Gli elettroni di valenza si possono rappresentare con il simbolo di Lewis nel quale gli elettroni vengono rappresentati con puntiniTutti gli elementi tendono a raggiungere la configurazione elettronica del gas nobile pi vicino (s2p6 o s2 per quelli vicino allelio).Gli elementi tendono a raggiungere la configurazione elettronica ad ottetto s2p6, condividendo, strappando o cedendo elettroni (regola dellottetto).

*NUMERO DI OSSIDAZIONERappresenta lo stato di combinazione di un elemento in un composto, da un punto di vista formale e pratico. Esso consiste nella carica elettrica formale che lelemento assume in un composto se si pensa di associare gli elettroni di ciascun legame allatomo considerato pi elettronegativo. Il numero di ossidazione pu quindi assumere valori sia positivi che negativi. Quando gli elettroni di legame vengono assegnati allelemento pi elettronegativo, esso si carica di tante cariche negative quanti sono gli elettroni acquistati.NON SEMPRE LA VALENZA COINCIDE CON IL NUMERO DI OSSIDAZIONECH4C2H6C2H4C2H2Valenza 444 4N. ossidaz. -4-3-2 -1

*Numero di ossidazioneNumeri di ossidazione del carbonio: C = 0; CH4 = -4; CO= + 2; CO2= + 4; H2CO3 = ?; C3H6 = ?; C6H6 = ?Numeri di ossidazione dellazoto:N2 = 0, NO = +2; NH3 = -3; HNO3 = ? HNO2 = ? N2H4 = ?3.O in OH-: ?; N in NH4+ = ?; S in SO42- = ?In una molecola la somma algebrica dei n.o. degli atomi 0.In uno ione la somma algebrica uguale alla carica dello ione

*DETERMINAZIONE DEL NUMERO DI OSSIDAZIONE DEGLI ELEMENTI NEI LORO COMPOSTIIl n.o. di un atomo in una molecola pu essere determinato in base alle seguenti semplici regole:1)Il n.o. di una specie elementare zero.2) Nel calcolo del n.o. non si tiene conto dei legami tra atomi dello stesso elemento.3)Il n.o. di un catione o di un anione corrisponde alla propria carica.4)Lidrogeno H ha sempre n.o. +1, tranne che negli idruri (composti binari con i metalli) in cui presenta n.o. 1.5) Lossigeno O ha sempre n.o. 2, tranne in OF2 (n.o. +2) nei perossidi (-O-O-, n.o. 1) e nei superossidi (n.o. 1/2).

* Il fluoro F ha sempre n.o. 1. Il cloro Cl ha sempre n.o. 1, tranne nei legami con F e con O n.o. positivi. Il Br ha sempre n.o. 1 tranne nei legami con F, O e Cl n.o. positivi. I metalli hanno sempre n.o. positivi; i metalli alcalini: n.o.+1 I metalli alcalino terrosi, Zn e Cd: n. o. + 2. Il B e lAl: n.o. +3 In una molecola la somma algebrica dei n.o. di tutti gli atomi deve essere zero. In uno ione (positivo o negativo) la somma algebrica dei n.o. deve essere uguale alla carica dello ione stesso.

*ELEMENTIDal nome dellelemento si ricava la radice da usare nella formula dei relativi composti, o togliendo la o finale, o la io finale oppure, per terminazioni differenti, lasciando il nome dellelemento tal quale.Le pi importanti eccezioni a queste regole sono:

ElementoRadiceEsempioFerroferr-Ossido ferrosoIodioiod-Iodato, ioduroRamerame-Ossido rameicoNichel nichel-Idrato nicheloso

ElementoRadiceEsempioAzotoNitr-Nitrito, NitratoZolfoSolfor-, solf-Acido solforico, solfatoFosforoFosfor-, fosfAcido fosforico, fosfatoArsenicoArseni-, arsen-Arseniato, acido arsenicoManganeseMangan-Ossido manganosoStagnoStann-Idrato stannosoOroAur-Cloruro Aurico

* OSSIDIMETALLO+OSSIGENONON METALLO+OSSIGENOOSSIDO BASICO(OSSIDO)OSSIDO ACIDO(ANIDRIDE)Sia i metalli che i non metalli formano, nei loro numeri di ossidazione positivi, composti binari con lossigeno Nomenclatura IUPAC: Alla parola OSSIDO si aggiunge il nome dellelemento. Entrambi vanno preceduti da prefissi indicanti il numero di atomi di ossigeno e di atomi metallici presenti nella formula (mono, di, tri, tetra, penta, esa)

*Metallo + Ossigeno: MxOyGli indici x e y dipendono dai rispettivi numeri di ossidazione:M(+1) + O(2-) M2OM(+2) + O(2-) MOM(+3) + O(2-) M2O3M(+4) + O(2-) MO2Non metallo + Ossigeno: MxOyx e y dipendono dai rispettivi numeri di ossidazione:E(+1) + O(2-) E2OE(+2) + O(2-) EOE(+3) + O(2-) E2O3E(+4) + O(2-) EO2E(+5) + O(2-) E2O5E(+7) + O(2-) E2O7Si semplificano gli indici nel caso siano divisibili per uno stesso numero

*Ossidi metalliciNa2O: Monossido di disodioFe2O3: Triossido di diferroBaO: Monossido di barioLi2O: Monossido di dilitioSnO2: Diossido di stagno

*Cl2O: Monossido di dicloroCl2O3: Triossido di dicloroCl2O5: Pentossido di dicloroCl2O7: Eptossido di dicloroCO: Monossido di carbonioCO2: Diossido di carbonioSO2: Diossido di zolfoSO3: Triossido di zolfoOssidi non metallici

*Nomenclatura TradizionaleAlla parola OSSIDO si aggiunge un attributo costituito dalla radice del nome dellelemento e da un suffisso:-OSO riferito al numero di ossidazione pi basso-ICO riferito al numero di ossidazione pi alto (anche usato per composti derivati da elementi con n.o. unico)Ossidi metalliciSe lelemento ha un solo numero di ossidazione:Alla parola OSSIDO si fa seguire il nome dellelemento; si pu anche usare la proposizione di, seguita dal nome dellelemento Se lelemento ha due numeri di ossidazione:

*Nomenclatura TradizionaleOssidi non metallici o anidridiAlcuni non metalli (soprattutto gli alogeni) presentano pi di due n.o. positivi. Il loro nome si indica con la parola anidride seguita da un attributo al femminile con gli stessi suffissi OSA e ICA. Si utilizzano, oltre ai suffissi, anche i prefissi IPO- e PER- per distinguere i possibili composti:+1Cl2O anidride ipoclorosa+3Cl2O3 anidride clorosa+5Cl2O5 anidride clorica+7Cl2O7 anidride percloricaRapporto: 2 a 3 prefisso sesqui

*IDROSSIDI (BASI)Derivano formalmente dalla reazione di ossidi basici (ossidi metallici) con acqua:K2O + H2O 2 KOHSono costituiti dallo ione METALLICO positivo Mn+ e da n IONI OSSIDRILI OH-. Valgono le stesse regole per la nomenclatura:NaOH(Mono)Idrossido di sodioFe(OH)2Diidrossido di ferroFe(OH)3 Triidrossido di ferroCa(OH)2Diidrossido di calcioSe lelemento ha un solo numero di ossidazione si pu utilizzare la sola preposizione di:Mg(OH)2: Idrossido di magnesio

*Nomenclatura tradizionaleValgono le stesse regole per i suffissi utilizzati con gli ossidi:IDROSSIDO ________ -OSO

IDROSSIDO ________-ICO

radice del metallola formula si costruisce ponendo accanto al simbolo del metallo tanti gruppi OH quanti ne indica il numero di ossidazione del metallo:idrossido sodicoNaOHidrossido ferrosoFe(OH)2idrossido ferricoFe(OH)3

Na2O + H2O 2NaOH (idrossido di sodio, soda caustica)CaO (calce viva) + H2O Ca(OH)2 (diidrossido di calcio, calce spenta)

*ACIDIIDRACIDIACIDI OSSIGENATIOSSIDI ACIDI

*IDRACIDIGli alogeni e lo zolfo formano nei loro n.o. negativi, acidi binari con lH. Si indicano col suffisso IDRICO (essi fanno comunque parte di una classe pi vasta, detta dei composti binari, il cui nome sistematico IUPAC si ottiene ponendo dapprima la radice del nome dellalogeno, pi elettronegativo dellidrogeno, a cui va aggiunta la desinenza URO, seguito dalla preposizione DI e dal nome del primo costituente) HFacido fluoridrico (fluoruro di idrogeno)HClacido cloridrico (cloruro di idrogeno)H2Sacido solfidrico (solfuro di idrogeno)HBracido bromidrico (bromuro di idrogeno)HI acido iodidrico (ioduro di idrogeno)HCNacido cianidrico (cianuro di idrogeno)

*Acidi OssigenatiDerivano dalle anidridi per formale addizione di H2O.Nella formula si scrive dapprima lH, quindi il simbolo dellelemento, ed infine lossigeno.Al nome dellacido si associano gli stessi prefissi e suffissi dellanidride da cui deriva.(anidride solforosa) SO2 + H2O H2SO3 (acido solforoso)(anidride solforica) SO3 + H2O H2SO4 (acido solforico)(anidride nitrica) N2O5 + H2O H2N2O6 2HNO3 (acido nitrico)(anidride carbonica) CO2 + H2O H2CO3 (acido carbonico)

*Acidi Ossigenati(Anidride ipoclorosa) Cl2O + H2O H2Cl2O2 2HClO(acido ipocloroso)(Anidride clorosa) Cl2O3 + H2O H2Cl2O4 2HClO2(acido cloroso)(Anidride clorica) Cl2O5 + H2O H2Cl2O6 2HClO3(acido clorico)(Anidride perclorica) Cl2O7 + H2O H2Cl2O8 2HClO4(acido perclorico)(Anidride bromica) Br2O5 + H2O H2Br2O6 2HBrO3(acido bromico)(Anidride bromosa) Br2O3 + H2O H2Br2O4 2HBrO2(acido bromoso)

*Ioni Poliatomici, ossoanioniClO4-Ione percloratoBrO4-Ione perbromatoClO3-Ione cloratoBrO3-Ione bromatoClO2-Ione cloritoBrO2-Ione bromitoClO-Ione ipocloritoBrO-Ione ipobromitoSO32-Ione solfitoNO2-Ione nitritoSO42-Ione solfatoNO3-Ione nitratoQuello che resta di un acido ossigenato per perdita di atomi di idrogeno si chiama radicale acido. Per ogni idrogeno tolto si aggiunge una carica negativa.Il numero delle cariche costituisce la valenza del radicaleSi usano suffissi diversi da quelli dei corrispondenti acidi: -OSO -ITO -ICO -ATOCO32-Ione carbonato

*Ossoanioni contenenti idrogenoLa perdita parziale di ioni H+ d luogo a radicali ionici negativi indicati col prefisso IDROGENO-:HSO4-ione idrogenosolfatoE, se necessario, anche i prefissi mono-, di-, tri- per indicare il numero di ioni H+:H2PO4- ione diidrogenofosfato HSO3-Ione Idrogeno-solfitoHSO4-Ione Idrogeno-solfatoHCO3-Ione Idrogeno-carbonatoH2PO4-Ione Diidrogeno-fosfatoHPO42-Ione Idrogeno-fosfatoNomenclatura corrente: prefisso biBicarbonato, bisolfato, bisolfito

Nomenclatura Chimica Acidi ossigenatiIII e IV Gruppo

Elementono. oxAcidoAnioneStrutturaBoro+3BO2- metaborato +3H3BO3 Acido (orto)boricoBO33- ortoborato Carbonio+4H2CO3 Acido carbonicoCO32- carbonato +4CO44- ortocarbonato +4C2O76- pirocarbonato

V Gruppo

Si noti la particolarit degli acidi fosfinico e fosfonico che hanno rispettivamente due e un idrogeno direttamente legato all'elemento caratteristico.

Elementono. oxAcidoAnioneStrutturaAzoto+3HNO2 Acido nitrosoNO2- nitrito +5HNO3 Acido nitricoNO3- nitrato Fosforo+1H3PO2 Acido ipofosforoso (Acido fosfinico)H2PO2- ipofosfito (fosfinato) +3H3PO3 Acido fosforoso (Acido fosfonico)HPO32- fosfito (fosfonato) +5H3PO4 Acido (orto)fosforicoPO43- (orto)fosfato +5H4P2O7 Acido pirofosforicoP2O74- pirofosfato

VI Gruppo

Elementono. oxAcidoAnioneStrutturaZolfo+4H2SO3 Acido solforosoSO32- solfito +6H2SO4 Acido solforicoSO42- solfato +4/0S2O32- tiosolfato +4 (+3/+5)S2O52- disolfito (o metabisolfito)

ione disolfito (no ossigeno a ponte!)

VI Gruppo

Elementono. oxAcidoAnioneStruttura+6H2S2O7 Acido disolforicoS2O72- disolfato +7H2S2O8 Acido perossodisolforicoS2O82- persolfato (perossodisolfato) +3S2O42- ditionito +5H2S2O6 Acido ditionicoS2O62- ditionato +5 (0)Acidi politionici: Catene di atomi di S con gruppi -SO3H alle estre- mit (acidi tri-, tetra-, penta-, ... n-tionici)Esempio: S4O62- tetrationato

es: acido tetrationico (un acido politionico)

VII Gruppo

Elementono. oxAcidoAnioneStrutturaCloro+1HClO Acido ipoclorosoClO- ipoclorito +3HClO2 Acido clorosoClO2- clorito +5HClO3 Acido cloricoClO3- clorato +7HClO4 Acido percloricoClO4- perclorato

VII Gruppo

Elementono. oxAcidoAnioneStrutturaBromo+1HBrO Acido ipobromosoBrO- ipobromitovedi acido ipocloroso+5HBrO3 Acido bromicoBrO3- bromatovedi acido clorico+7HBrO4 Acido perbromicoBrO4- perbromatovedi acido percloricoIodio+1HIO Acido ipoiodosoIO- ipoioditovedi acido ipocloroso+5HIO3 Acido iodicoIO3- iodatovedi acido clorico+7HIO4 Acido periodicoIO4- periodatovedi acido perclorico+7Lo iodio a n.o. +7, oltre allacido periodico (detto acido metaperiodico), forma altri due ossiacidi, mesoperiodico (H3IO5) e ortoperiodico (H5IO6).

*COMPOSTI BINARI CON LIDROGENOOltre agli IDRACIDI, esistono altri composti binari con lidrogenoLossigeno, come lo zolfo in H2S, forma lacqua H2OGli elementi del Vo gruppo si legano ad H nei loro n.o. negativi (-3): NH3 ammoniacaPH3fosfinaAsH3arsinaSbH3stibina Il carbonio, il silicio e il boro formano i seguenti composti:CH4metanoSiH4silanoBH3boranoI metalli si combinano con lidrogeno avente n.o. 1 formando composti comunemente detti IDRURI METALLICI:AlH3idruro di alluminioLiHidruro di litioFeH3idruro ferrico

*I sali si originano per reazione tra un composto derivato da un metallo (ossido basico, idrossido o il metallo stesso) e un composto derivato da un non metallo (anidride, acido o lo stesso non metallo) Un sale costituito da una parte metallica (ione del metallo o altro catione tra quelli descritti) e da una parte non metallica (un radicale acido o altri anioni).Il NOME del sale dato dal corrispondente Radicale acido completo di suffissi e prefissi, seguito dal nome dello ione positivo con i suffissi OSO e ICO a seconda del n.o.La FORMULA di un sale si compone del simbolo del metallo (o dello ione positivo) seguito dal simbolo del radicale acido. Al primo diamo come indice la valenza del secondo e viceversa, poi, se possibile, si semplificano gli indici dividendoli per uno stesso numero.

*EsempiSOLFATO FERROSO:S (zolfo), non metallo, n.o. +6 (suffisso ATO)SO3: anidride solforicaH2SO4: acido solforicoSO42- : radicale solfato (valenza 2) Fe (ferro), metallo, n.o. +2 (suffisso OSO)Fe2+ ione ferroso (valenza 2) Fe2(SO4)2semplificando FeSO4CARBONATO SODICO:

C (carbonio), non metallo, n.o. +4 (suffisso ATO)CO2: anidride carbonicaH2CO3: acido carbonicoCO32-: radicale carbonato (valenza 2) Na (sodio), metallo, n.o. +1 (suffisso ICO)Na+: ione sodico (valenza 1) Na2CO3

*PERCLORATO RAMEICO:

Cl (cloro), non metallo, n.o. +7 (prefisso PER e suffisso ATO)Cl2O7: anidride percloricaHClO4: acido percloricoClO4-: radicale perclorato (valenza 1)Cu (rame), metallo, n.o. +2 (suffisso ICO)Cu2+ : ione rameico (valenza 2)

Cu(ClO4)2IPOIODITO POTASSICO:

I (iodio), non metallo, n.o. +1 (prefisso IPO e suffisso ITO)I2O: anidride ipoiodosaHIO: acido ipoiodosoIO- : radicale ipoiodito (valenza 1)K (potassio), metallo, n.o. +1 (suffisso ICO)K+ : ione potassico (valenza 1)

KIO Esempi

*EsempiK2CO3: carbonato potassicoCu(NO3)2:nitrato rameicoCuCl:cloruro rameosoFeCl3:cloruro ferricoFe2(SO3)3:solfito ferricoNa2SO4:solfato sodicoBaSO4: solfato di barioNa3PO4:fosfato sodicoAl2S3:solfuro di alluminioAlPO4:fosfato di alluminioMnCl2:cloruro di manganeseKMnO4:permanganato di potassioNH4Cl:cloruro di ammonio

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