Nomenclatura chimica, Dispense di Chimica

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Lungo ciascun gruppo  procedendo dall’alto verso il basso maggiore è il numero quantico principale (n) di una ed il Cl uno per atomo. - Uno stesso elemento può presentare n.o. Differenti. Il n.o. di un composto si assegna secondo le seguenti regole: 1) n.o. = 0: in tutti gli elementi allo stato elementare e quando gli atomi presenti nella molecola sono uguali, cioè non esiste differenza di elettronegatività. Es: H2; Br2; O 2) La somma algebrica dei numeri di ossidazione degli elementi di uno ione poliatomico è uguale alla sua carica netta. Es. il n.o. dell’N nello ione ammonio NH4+ è -3. 3) In tutti i composti l'ossigeno ha n.o. = -2 (tranne nei perossidi dove n.o. = -1. Es: H2O2, Na2O2) 4) In tutti i composti l'idrogeno ha n.o. = +1 (tranne negli idruri metallici in cui è -1. Es: NaH, CaH2, AlH3.) 5) La somma algebrica dei n.o. degli atomi di una molecola neutra è sempre = 0. 6) I metalli alcalini litio (Li), sodio (Na), potassio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs) e francio (Fr) presentano in tutti i loro composti n.o. = +1 7) I metalli alcalino-terrosi berillio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), stronzio (Sr), bario (Ba) e Radio (Ra) presentano in tutti i loro composti n.o. = +2 8) I seguenti elementi presentano sempre nei loro composti questi n.o.: Boro n.o.= +3; Alluminio n.o.= +3; Zinco n.o.= +2; Cadmio n.o.= +2 Quindi ad esempio, per calcolare il n.o. dello S nell’acido solforico H2SO4 si procede così: 0 = -8 (O) + 2 (H) + S quindi S = + 6 Le nomenclature A tutt'oggi esistono due tipi di nomenclatura (in realtà più di due ma ai fini didattici ne considereremo solo un paio): ● La IUPAC (acronimo di “International Union of Pure and Applicated Chemestry”) ● La tradizionale (precedente alla IUPAC) Inoltre, in entrambe le nomenclature possono apparire i numeri di ossidazione di alcuni degli atomi che formano il composto, fra parentesi e in numero romani [Es: (VII)], questa scrittura è nota come “notazione di Stock”. OSSIDI (IUPAC) Gli ossidi basici sono composti binari in cui l'ossigeno e legato ad un atomo meno elettronegativo. Tale elemento può essere un metallo, o un semi metallo, o un non metallo, L'IMPORTANTE E' CHE SIA MENO ELETTRONEGATIVO. La regola IUPAC prevede che la parola “ossido” a cui segue il nome dell'altro elemento siano preceduti, se necessario, da un prefisso che indichi il numero di atomi di ciascun elemento. [Prefissi: mono, di, tri, tetra, penta, esa, epta, otta, nona, deca] Es: PbO2 = Diossido di piombo Cl2O7 = Eptaossido di dicloro OSSIDI (tradizionale) Prevede innanzitutto una distinzione fra gli ossidi formati da metalli e quelli formati da non metalli. Poiché i diversi ossidi, possiedono proprietà che li differenziano. Distinguiamo quindi: • OSSIDI = metallo + ossigeno. Sono composti binari (ossidi basici). Per la nomenclatura degli ossidi vanno ricordate le seguenti regole: Se il metallo ha due valenze, al suo nome viene aggiunta la desinenza -oso per la valenza minore, e la desinenza -ico per quella maggiore, mentre se il metallo ha una sola valenza non si usano desinenze. Es: FeO : ossido ferroso Fe2O3 : ossido ferrico • ANIDRIDI = non-metallo + ossigeno. Gli ossidi anidri (ossidi acidi) sono composti binari in cui l'O e legato ad un atomo più elettronegativo. Tale elemento e ovviamente un non metallo. Le regole di nomenclatura sono le stesse, ovviamente si usa “anidride” al posto di “ossido”. Vi sono però alcune differenze: se il non-metallo ha una sola valenza, si utilizza comunque la desinenza -ico, come ad esempio B2O3 si legge anidride borica. Inoltre, se il non-metallo ha più di due valenze si aggiungono i prefissi ipo- (valenza più bassa in assoluto) e per- (valenza più alta in assoluto). Es: Cl2O : anidride ipoclorosa Cl2O3 : anidride clorosa Cl2O5 : anidride clorica Cl2O7 : anidride perclorica (tipicamente sono composti tra ossigeno ed un alogeno) Eccezione agli ossidi anidri Due composti fanno eccezione alle regola di nomenclatura degli ossidi anidri e sono le anidridi del cromo (Cr) e del manganese (Mn), le quali, nonostante siano metalli (e quindi abbiano un elettronegatività minore dell'ossigeno), possono formare ossidi acidi con l’ossigeno (infatti il Mn con stato di ossidazione massimo si comporta da non metallo) Quindi: ● CrO3 = Anidride cromica e non Ossido cromico; ● MnO3 = Anidride manganica e non Ossido manganico; ● Mn2O7 = Anidride permanganica e non Ossido permanganico GLI IDROSSIDI Gli idrossidi sono composti formati da un metallo (Me) e dal gruppo OH (ossidrile), di formula generale Me(OH)n, dove n e la valenza del metallo. Per la nomenclatura IUPAC: utilizziamo la parola “idrossido” preceduta dai suffissi che indicano il numero di gruppi ossidrile (OH) a cui segue il nome del metallo. Es: KOH = idrossido di potassio AuOH = idrossido di oro Ba(OH)2 = diidrossido di bario Fe(OH)2 = diidrossido di ferro Fe(OH)3 = triidrossido di ferro   1 molecola di anidride + 2 molecola d'acqua (reazione) P2O5 + 2H2O → H4P2O7 acido pirofosforico  1 molecola di anidride + 3 molecole d'acqua (reazione) P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 acido ortofosforico (o fosforico) • IDRACIDI = idrogeno + non-metallo (più elettronegativo) Con l'unica eccezione dell'acido cianidrico (HCN), gli idracidi sono composti binari formati da H e uno dei seguenti non- metalli: Zolfo (S), fluoro (F), cloro (Cl), bromo (Br) e iodio (I). Secondo la IUPAC, il nome si ottiene aggiungendo la desinenza -uro al nome del metallo, si aggiunge anche il suffisso che indica il numero degli atomi di idrogeno ove ce ne fossero più di due. Es: HCl = cloruro di idrogeno HF = fluoruro di idrogeno HI = ioduro di idrogeno HBr = bromuro di idrogeno H2S = sulfuro di diidrogeno Secondo la nomenclatura tradizionale invece, si usa il nome “acido” seguito dal nome del non-metallo con desinenza -idrico. Gli stessi esempi di prima con nomenclatura tradizionale: HCl = acido cloridrico HF = acido fluoridrico HI = acido iodidrico HBr = acido bromidrico H2S = acido solfidrico IDRURI L’idrogeno (con numero di ossidazione -1) è legato a un elemento meno elettronegativo, come un metallo o alcuni semimetalli e non metalli (per esempio l’azoto). L'IMPORTANTE E' CHE SIA MENO ELETTRONEGATIVO. Ricorda: Gli idruri sono basi fortissime • Il nome si ottiene usando la parola idruro seguita dal DI ed il nome dell'elemento meno elettronegativo Ad esempio: KH: idruro di potassio, LiH: idruro di litio. Nota bene: hanno nomenclatura particolare (ma sono sempre idruri) i seguenti: NH3: ammoniaca, PH3: fosfina. SALI Sono composti prevalentemente binari e ternari, ma possono essere formati anche da quattro o più elementi. I sali sono composti ionici formalmente derivati dagli acidi per sostituzione totale (sali neutri) o parziale (sali acidi) degli atomi di idrogeno con uno o più cationi metallici, tanti quanti ne occorrono per neutralizzare la carica dell'anione. SALI BINARI Secondo la nomenclatura tradizionale: ● Sono composti binari formati da un metallo ed un non metallo che non contengono ne ossigeno ne idrogeno. ● Al non-metallo (elemento più elettronegativo) si aggiunge il suffisso -uro, lo si nomina per primo e lo si fa seguire dal nome del metallo ● Se il metallo ha più di uno stato di ossidazione lo si indica usando i suffissi -oso ed -ico. Es: NaCl = Cloruro di sodio CuI = Ioduro rameoso SnCl4 = Cloruro stannico Secondo la nomenclatura IUPAC invece, si utilizza sempre il suffisso -uro, ma non si utilizzano mai oso e ico. Al nome del non-metallo si fa sempre precedere il suffisso che indica il numero di atomi (di, tri, tetra, penta ecc) NaCl = Cloruro di sodio CuI = Ioduro di rame SnCl4 = Tetracloruro di stagno SALI TERNARI I sali ternari sono composti ionici che derivano dagli acidi per sostituzione di uno o più idrogeni con un catione metallico o con lo ione ammonio NH4+. TABELLA RIASSUNTIVA SUI COMPOSTI INORGANICI NOME DEL COMPOSTO Binario o Ternario Componenti Da che reazione si formano? Caratteristiche ESEMPI Ossidi basici BINARI Metallo + ossigeno Si ottiene dall'ossidazione dell'ossigeno con un altro elemento. Estremamente diffusi sulla superficie terrestre, costituenti base di molti minerali. Hanno un pH basico. Se combinati con acqua formano idrossidi mentre se combinati con un acido formano un sale + acqua H 2 O: Acqua FeO: ossido ferroso Fe 2 O 3 : ossido ferrico Ossidi acidi (anidridi) BINARI Non-metalli + ossigeno Ossidazione di un non-metallo. pH acido. Se combinati con acqua formano un acido mentre se combinati con un idrossido formano un sale Cl 2 O: anidride ipoclorosa Idrossidi TERNARI Metallo + ione idrossido (OH-) Reazione fra acqua e un ossido basico Sono tutte basi di Arrhenius più o meno forti. Il gruppo OH ha sempre numero di ossidazione = -1 Gli idrossidi sono composti ionici perché se messi in acqua possono separarsi in anione idrossido e catione positivo Ba(OH) 2 = diidrossido di bario Ossiacidi TERNARI Idrogeno + non-metallo + ossigeno Si formano dalla reazione di un anidride con una molecola d'acqua Sono conosciuti anche come acidi ossigenati. H 2 SO 4 : Acido solforico Idracidi BINARI Non-metallo + idrogeno Si formano mettendo a reagire un alogeno (oppure zolfo, selenio o azoto) con un H+ con numero di ossidazione +1 Completamente solubili in acqua e in solventi polari. HCl, HBr e HI sono acidi forti, mentre HF, H2S, HN3 e tutti gli HS : acido solfidrico altri sono deboli. Idruri BINARI Metallo + idrogeno Sono composti in cui il metallo reagisce con l'idrogeno che ha come numero di ossidazione -1 Il metallo deve avere un elettronegatività minore di quella dell'idrogeno NH3: ammoniaca PH3: fosfina LiH: idruro di litio Sali BINARI/ TERNARI Binari: Metallo + non- metallo Le reazioni di preparazione dei sali sono molte: • Acido + base • Acido + metallo • Anidride + ossido • Anidride + idrossido • Acido + ossido • Acido + sale • Sale + sale Composti ionici NaCl: Cloruro di sodio KNO3: nitrato di potassio KNO2: nitrito di potassio Esercizi sulla nomenclatura 1.Gli ossidi sono: A Elementi ternari formati da ossigeno, un metallo e un non-metallo B Composti ternari formati da ossigeno, un metallo e un non-metalli C Composti binari formati da ossigeno e un altro elemento D Composti binari formati da un metallo e un non-metallo E Sostanze, elementi o composti formati da ossigeno 2. Il numero di ossidazione del manganese nel composto HMnO 4 è: A +8 B -3 C +3 D -7 E +7 3. Indicare la formula dell'acido ortofosforico A H 2 PO 3 B H 3 PO 4 C H 4 P 2 O 7 D HPO 7 E HPO 3 4.Scrivi i nomi IUPAC e quelli tradizionali dei seguenti sali binari: CaF 2 FeBr 3 PbCl 4 Cu 2 S 5.Scrivi la formula dei seguenti sali binari, e riconoscere se si tratti di nomenclatura IUPAC o tradizionale. Solfuro di zinco Trisolfuro di dialluminio Ioduro ferroso Fluoruro di alluminio Dicloruro di bario Solfuro stannico Solfuro d'argento Tetrabromuro di piombo numero di ossidazione dell'idrogeno è pari a +1 nella maggior parte dei suoi composti, mentre per l'ossigeno è pari a -2. Basta quindi impostare questa equazione: 0 = +1 + x + -2(4) 0 = +1 + x – 8 x = -1 + 8 x = +7 La risposta corretta è la E 3. La formula dell'acido ortofosforico è H 3 PO 4 , la risposta corretta è quindi la B. La E è l'acido metafosforico, la C è l'acido pirofosforico, mentre gli altri composti non esistono. 4. I quattro composti hanno la seguente nomenclatura: difluoruro di calcio/ fluoruro di calcio tribromuro di ferro / bromuro ferrico tetracloruro di piombo / cloruro piombico solfuro di dirame / solfuro rameoso 5. Solfuro di zinco (IUPAC) : ZnS Trisolfuro di dialluminio (IUPAC) : Al 2 S 3 Ioduro ferroso (tradizionale) : FeI 2 Fluoruro di alluminio (tradizionale) : AlF 3 Dicloruro di bario (IUPAC) : BaCl 2 Solfuro stannico (tradizionale) : SnS 2 Solfuro d'argento (tradizionale) : Ag 2 S Tetrabromuro di piombo (IUPAC) : PbBr 4 6. BaO = ossido di bario Li 2 O = ossido di dilitio Fe 2 O 3 = triossido di diferro FeO = ossido di ferro N 2 O 5 = pentossido di diazoto Bi(OH) 3 = triidrossido di bismuto Cu(OH) 2 = diidrossido di rame Au(OH) 3 = triidrossido di oro Sn(OH) 2 = diidrossido di stagno AgOH = idrossido di argento 7. La risposta corretta è la D. 8. La risposta corretta è la A. Sono tipiche basi forti di Arrhenius. 9. La risposta corretta è la C. I sali SONO composti ionici, e sono costituiti da metallo + non-metallo. (I composti costituiti da metallo + idrogeno sono gli idruri) 10. La risposta corretta è la E. Anche se hanno una nomenclatura particolare va ricordato che la fosfina (PH 3 ) e l'ammoniaca (NH 3 ), sono idruri 11. La risposta corretta è la B. Se l'acido da cui deriva termina in oso, il sale assume il suffisso ito. Mentre se l'acido da cui deriva termina in ico, il sale assume il suffisso ato. 12. L'acido solforoso ha formula H 2 SO 3 , quindi la risposta corretta è la B. H 2 SO 4 è invece l'acido solforico.