Nomenclatura chimica, Appunti di Chimica

Scarica Nomenclatura chimica e più Appunti in PDF di Chimica solo su Docsity! 1 Espansione 6.2 Le regole della nomenclatura tradizionale e IUPAC dei composti inorganici Dalle formule ai nomi dei composti: 1) Riconoscere classi di composti dalla formula Per dare un nome a una formula chimica dobbiamo: identificare dalla formula a quale classe di composti appartiene; applicare le regole di nomenclatura tradizionale o IUPAC. Proponiamo alcune formule e cerchiamo di capire a quale tipo di composto cor- rispondono. I gruppo: ossidi Li2O Quanti elementi sono presenti nella formula? 2: è un composto binario. Quali elementi sono presenti nella formula? Un metallo + O (ossigeno): è un ossido (ossido basico nella nomenclatura tradizionale). N2O3 Quanti elementi sono presenti nella formula? 2: è un composto binario. Quali elementi sono presenti nella formula? Un non metallo + O (ossigeno): è sempre un ossido (ossido acido o anidride nella nomenclatura tradizionale). Prova tu Distingui nella tabella che segue gli ossidi basici da quelli acidi (anidridi). Formula Ossido basico Ossido acido Li2O Na2O K2O BeO MgO CaO Al2O3 FeO Fe2O3 CO CO2 Formula Ossido basico Ossido acido N2O NO N2O3 NO2 N2O5 SO2 SO3 Cl2O Cl2O3 Cl2O5 Cl2O7 Nota In tutti gli ossidi, l’ossigeno è scritto sempre dopo (tran- ne OF2 perché il fluoro è più elettronegativo dell’ossigeno: questo composto viene chia- mato fluoruro di ossigeno e non ossido di fluoro). + 2 Espansione 6.2 II gruppo: idruri Quanti elementi sono presenti nella formula? 2: è un composto binario. Quali elementi sono presenti nella formula? Un metallo o un non metallo + H (idrogeno): è sempre un idruro (possiamo distinguere idruri metallici e idruri covalenti, non metallici, tra i quali troviamo composti noti con il loro nome comune, come il metano e l’ammoniaca). III gruppo: idracidi HBr Quanti elementi sono presenti nella formula? 2: è un composto binario. Quali elementi sono presenti nella formula? Idrogeno + un non metallo (un alogeno – F, Cl, Br, I – o lo zolfo S): è un idracido. Gli idracidi sono solo i seguenti: IV gruppo: sali binari (sali degli idracidi) NaCl Quanti elementi sono presenti nella formula? 2: è un composto binario. Quali elementi sono presenti nella formula? Un metallo + un non metallo: è un sale binario (derivato dagli idracidi, acidi binari). Altri esempi: V gruppo: idrossidi NaOH Quanti elementi sono presenti nella formula? 3: è un composto ternario. Quali elementi sono presenti nella formula? Un metallo + il gruppo OH (gruppo idrossido): è un idrossido. Altri esempi: SiH4 HBr MgI2 CH4 HF Al2S3 Fe(OH)2 CaH2 HI K2S Al(OH)3 NH3 H2S LiH HCl NaF AlH3 HCN KBr Nota Tranne l’acqua, tutte le mo- lecole inorganiche la cui for- mula inizia con H sono acidi, distinti in idracidi (binari) e os- siacidi o ossoacidi (ternari) che contengono anche ossigeno. + Nota Il gruppo idrossido era chia- mato anche ossidrile, denomi- nazione abolita dalla IUPAC. + Nota Tutte le molecole inorganiche la cui formula è formata da un metallo seguito da un non me- tallo (tranne l’idrogeno H che forma gli idruri e l’ossigeno O che forma gli ossidi) sono sali, distinti in sali binari (derivati dagli idracidi) costituiti da un metallo + un non metallo e sali ternari (derivati dagli os- siacidi o ossoacidi) che conten- gono anche ossigeno. + (acido non binario) 5 Espansione 6.2 se l’elemento ha più di due numeri di ossidazione (ossia forma più di due diverse anidridi): si utilizzano anche i prefissi ipo- (per l’anidride a più basso n.o., abbi- nandolo alla desinenza –osa) e per- (per l’anidride a più alto n.o., abbinandolo alla desinenza -ica). Per esempio, le anidridi del cloro: Cl2O (n.o. +1) anidride ipoclorosa Cl2O3 (n.o. +3) anidride clorosa Cl2O5 (n.o. +5) anidride clorica Cl2O7 (n.o. +7) anidride perclorica Più complicata è la nomenclatura tradizionale degli ossidi (anidridi) dell’azoto: Formula Nome tradizionale Numero di ossidazione N2O protossido di azoto +1 NO ossido di azoto +2 N2O3 anidride nitrosa +3 NO2 diossido di azoto* +4 N2O5 anidride nitrica +5 * NO2 è presente anche in forma dimerica N2O4 e prende anche il nome di ipoazotide Per calcolare il n.o. di un elemento di un composto binario di cui conosciamo la formula basta sapere il n.o. dell’altro elemento e tenere presente che la somma algebrica dei numeri di ossidazione degli atomi della molecola deve essere uguale a zero. Poiché l’ossigeno negli ossidi e anidridi ha sempre n.o. −2, potremo ricava- re facilmente il n.o. dell’altro elemento e quindi dare il nome esatto al composto. Per esempio, il numero di ossidazione del cloro nel composto Cl2O5 si ricava facendo il seguente calcolo: O5 n.o. ossigeno = −2 atomi di ossigeno: 5 −2 x 5 = −10 Poiché la molecola deve avere complessivamente n.o. = 0, Cl2 = +10 e quindi ogni atomo di cloro avrà n.o. = +10/2 = +5 Più rapidamente, possiamo ricavare il numero di ossidazione con la regola dell’in- crocio, già utilizzata nel testo per ricavare le formule (il numero degli atomi) sa- pendo il numero di ossidazione. In questo caso, sapendo la formula (e il n.o. dell’ossigeno: −2) ricaviamo, per esempio, il numero di ossidazione del cloro: O n.o.: –2 O2 5 Cl n.o.: ?? Cl Regola dell'incrocio Prova tu In Cl2O3 sarà invece ........................ e in Cl2O7 ............................................. 6 Espansione 6.2 Ossidi: nomenclatura IUPAC La nomenclatura IUPAC tende a eliminare ogni difficoltà e incertezza della no- menclatura tradizionale, perché utilizza dei prefissi per indicare il numero degli atomi di ogni elemento presente nella formula: mono- = 1 di- = 2 tri-= 3 tetra- = 4 penta- = 5 esa- = 6 epta- = 7 Agli ossidi la nomenclatura IUPAC (senza fare distinzioni tra ossidi basici e ossidi acidi) assegna un nome costituito dalle parole: ossido di + nome del metallo o del non metallo, precedute dai prefissi mono-, di-, tri-, tetra-, penta- ecc., corri- spondenti al numero di atomi di ogni elemento presente. Così: Na2O sarà monossido di disodio Al2O3 triossido di dialluminio Formula Nome tradizionale Nome IUPAC Numero di ossidazione Li2O +1 Na2O +1 K2O +1 BeO +2 MgO +2 CaO +2 Al2O3 +3 FeO +2 Fe2O3 +3 CO +2 CO2 +4 N2O +1 NO +2 N2O3 +3 NO2 +4 N2O5 +5 SO2 +4 SO3 +6 Cl2O +1 Cl2O3 +3 Cl2O5 +5 Cl2O7 +7 Prova tu Inserisci il nome tradizionale e IUPAC agli ossidi della tabella che segue: 7 Espansione 6.2 Formula Nome tradizionale Nome IUPAC Numero di ossidazione Li2O ossido di litio monossido di dilitio +1 Na2O ossido di sodio monossido di disodio +1 K2O ossido di potassio monossido di dipotassio +1 BeO ossido di berillio monossido di berillio +2 MgO ossido di magnesio monossido di magnesio +2 CaO ossido di calcio monossido di calcio +2 Al2O3 ossido di alluminio triossido di dialluminio +3 FeO ossido ferroso monossido di ferro +2 Fe2O3 ossido ferrico triossido di diferro +3 CO ossido di carbonio monossido di carbonio +2 CO2 anidride carbonica diossido di carbonio +4 N2O protossido di azoto monossido di diazoto +1 NO ossido di azoto monossido di azoto +2 N2O3 anidride nitrosa triossido di diazoto +3 NO2 diossido di azoto diossido di azoto +4 N2O5 anidride nitrica pentossido di diazoto +5 SO2 anidride solforosa diossido di zolfo +4 SO3 anidride solforica triossido di zolfo +6 Cl2O anidride ipoclorosa ossido di dicloro +1 Cl2O3 anidride clorosa triossido di dicloro +3 Cl2O5 anidride clorica pentossido di dicloro +5 Cl2O7 anidride perclorica eptossido di dicloro +7 Controlla i risultati dell’esercizio nella tabella che segue: Ossidi, perossidi e superossidi Gli ossidi dei non metalli (ossidi acidi o anidridi) sono composti covalenti, han- no proprietà acide: la maggior parte di essi, reagendo con l’acqua, genera infat- ti gli acidi ternari o ossoacidi. Gli ossidi della maggior parte dei metalli (ossidi basici) hanno proprietà basiche perché, reagendo con l’acqua, generano gli idrossidi. Gli ossidi dei me- talli del I e del II gruppo hanno caratteri- stiche spiccatamente ioniche. Alcuni elementi danno ossidi con pro- prietà anfotere (cromo, manganese) ovvero possono comportarsi sia da acido sia da base, a seconda delle condizioni. All’aumentare del grado di ossi- dazione dell’elemento, infatti, la natura acida o basica di un ossido (specialmen- te di metalli di transizione e di semime- talli) può variare dal carattere basico a quello acido. Così, per esempio, pur essendo un metallo, il manganese (Mn) forma un ossiacido: HMnO4, acido permanga- nico, da cui deriva il suo sale più noto, KMnO4 permanganato di potassio (le cui denominazioni IUPAC sono ri- spettivamente acido tetramanganico o tetramanganato(VII) di idrogeno e tetramanganato(VII) di potassio). I perossidi sono composti binari nei quali il numero di ossidazione dell’os- sigeno è −1, contengono due atomi di ossigeno uniti tra loro nel gruppo pe- rossido −O−O−, presente, in alcuni casi, in forma ionica O . Anche tra i perossidi distinguiamo, in- fatti, quelli a carattere covalente, quali per esempio il perossido di idrogeno o acqua ossigenata, H2O2, da quelli a carattere ionico (per esempio, il peros- sido di sodio, Na2O2, o il perossido di calcio, CaO2). I superossidi sono composti di natura ionica che contengono lo ione supe- rossido O , in cui l’ossigeno ha numero di ossidazione −1/2. Essi sono prodotti dalla reazione dell’ossigeno con i me- talli alcalini del I gruppo. Un esempio di questa classe sono i superossidi di: cesio CsO2, rubidio RbO2, potassio KO2. Quest’ultimo può decomporsi nel corrispondente perossido, liberando os- sigeno secondo la reazione: 2KO2 K2O2 + O2 Per questo motivo il superossido di potassio è utilizzato come fonte di ossi- geno (per generatori chimici) nei sotto- marini e nelle navicelle spaziali come lo space shuttle. 10 Espansione 6.2 Idracido Anione derivato n.o. dell’anione Nome dell’anione Formula del sale (esempi) HCl Cl− −1 cloruro NaCl, MgCl2 HBr Br− −1 bromuro KBr, AlBr3 HF F− −1 fluoruro NaF, CaF2 HI I− −1 ioduro KI, CaI2 H2S S 2− −2 solfuro K2S, CaS HCN CN− −1 cianuro NaCN, KCN (acido non binario) Così, per esempio, la formula del cloruro di calcio si ottiene partendo dall’acido cloridrico HCl: togliamo l’idrogeno e resta l’anione Cl−; al posto dell’idrogeno met- tiamo il calcio Ca, che ha n.o. +2, per cui (essendo il n.o. dello ione cloruro uguale alla sua carica, ossia –1) la formula del cloruro di calcio sarà: CaCl2 Nella nomenclatura tradizionale, il nome di questi sali deriva da quello degli idracidi, cambiando il suffisso -idrico in -uro. Così, per esempio, dall’acido solfidrico derivano i solfuri, dall’acido cloridrico i cloruri ecc. Nei casi in cui il metallo possa formare più sali dello stesso idracido, valgono le stesse regole ricordate per gli ossidi: così, per esempio, il ferro dà origine al cloruro ferroso o cloruro di ferro(II) e al cloruro ferrico o cloruro di ferro(III). Per la nomenclatura IUPAC si deve aggiungere il suffisso -uro al nome del non metallo da cui derivano: solfuro, fluoruro, cloruro, bromuro, ioduro, avendo cura di mettere prima il nome del metallo (catione, ione positivo) e poi il non metallo (l’anione, ione negativo) con il suffisso -uro. A seconda del numero di atomi dei due elementi che entrano a far parte del composto, si usano i prefissi mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, esa-, epta-. Formula Nome tradizionale Nome IUPAC NaCl cloruro di sodio monocloruro di sodio CuCl cloruro rameoso monocloruro di rame CuCl2 cloruro rameico dicloruro di rame Al2S3 solfuro di alluminio trisolfuro di dialluminio FeCl2 cloruro ferroso dicloruro di ferro FeCl3 cloruro ferrico tricloruro di ferro MgS solfuro di magnesio monosolfuro di magnesio CaS solfuro di calcio monosolfuro di calcio Prova tu Scrivi i nomi tradizionali e IUPAC dei seguenti composti: LiCl - KCl - CaCl2 - Fe2S3 - Fel3 - AgCl - K2S - MgS. 11 Espansione 6.2 E) Gli idrossidi Vale quanto già detto nel testo, che qui riportiamo. Gli idrossidi sono composti ternari formati da un metallo, ossigeno O e idroge- no H. Per mettere in evidenza la loro natura ionica si possono anche definire come composti formati da un metallo e ioni OH− (ioni idrossido), che, avendo global- mente carica negativa 1−, hanno anche numero di ossidazione −1. Nelle formule, il gruppo OH− va trattato come se fosse un atomo solo e quando deve essere preso due o tre volte va scritto tra parentesi con l’indice numerico in basso a destra. Le formule degli idrossidi si scrivono secondo lo schema: Me−(OH)n.o. ovvero metallo − ione idrossido (dove n.o. è il numero di ossidazione del metallo; se è 1 non va scritto e non va messa la parentesi) La nomenclatura degli idrossidi è semplice: si scrive idrossido di + nome me- tallo. Nella IUPAC va eventualmente aggiunto il prefisso di- o tri- (diidrossido o triidrossido). Formula Nome tradizionale Nome IUPAC NaOH idrossido di sodio monoidrossido di sodio KOH idrossido di potassio monoidrossido di potassio Ca(OH)2 idrossido di calcio diidrossido di calcio Zn(OH)2 idrossido di zinco diidrossido di zinco Fe(OH)2 idrossido di ferro diidrossido di ferro Al(OH)3 idrossido di alluminio triidrossido di alluminio Cr(OH)3 idrossido di cromo triidrossido di cromo Fe(OH)3 idrossido di ferro triidrossido di ferro Queste sostanze hanno, generalmente, proprietà basiche, come NaOH che è una base forte. I metalli alcalino-terrosi (ossia gli elementi del II gruppo della tavola periodica, in particolare Mg) formano idrossidi poco solubili e si comportano da basi molto deboli, mentre alcuni idrossidi come Al(OH)3 o Zn(OH)2 hanno un comportamento anfotero (possono comportarsi sia da acido che da base). F) Gli ossiacidi o ossoacidi Gli ossoacidi o ossiacidi sono composti ternari formati da: 1. idrogeno H; 2. un non metallo (oppure da un metallo il cui ossido abbia proprietà acide, per esempio: Cr, Mn, V); 3. ossigeno O. Le formule degli ossiacidi si scrivono secondo lo schema: HXO idrogeno + non metallo + ossigeno Gli idrossidi più comuni 12 Espansione 6.2 La nomenclatura IUPAC “costruisce” il nome degli ossoacidi (acido di…) partendo dall’ossigeno, indicando con osso-, diosso-, triosso- o tetraosso- la presenza nella formula rispettivamente di 1, 2, 3 o 4 atomi di ossigeno; segue poi il nome del non metallo con la desinenza “-ico”: così per esempio H2SO4 è l’acido tetraosso- solforico. In alternativa, si può utilizzare il nome dell’anione (come si fa per i sali ternari, descritti più avanti), seguito da “di idrogeno”, “di diidrogeno”, “di triidrogeno”, “di tetraidrogeno”, a seconda del numero di atomi di idrogeno presenti. La denominazione degli ossiacidi, secondo la nomenclatura tradizionale, preve- de, come per le anidridi da cui derivano, l’utilizzo dei suffissi -oso (n.o. + basso) e -ico (n.o. + alto) e, quando necessario, dei prefissi ipo- e per-: acido ipo………..oso es. acido ipocloroso con n.o. +1 acido ……….…....oso es. acido cloroso con n.o. +3 acido ……….…....ico es. acido clorico con n.o. +5 acido per …...…...ico es. acido perclorico con n.o. +7 Acidi monoprotici, diprotici e triprotici Gli acidi vengono suddivisi in base al numero di atomi di idrogeno che possiedono e quindi, in base al numero di ioni H+ (idrogenoioni o protoni) che possono libe- rare, in: acidi monoprotici, diprotici ecc. Così: HClO è un acido monoprotico H2SO4 è un acido diprotico H3PO4 è un acido triprotico Tolti gli ioni H+ dalla molecola dell’acido, rimane uno ione negativo (anione) for- mato da più atomi (ione poliatomico), che ha una carica negativa uguale al nu- mero di H+ eliminati. Così: dall’acido carbonico H2CO3 deriva lo ione carbonato CO dall’acido nitrico HNO3 lo ione nitrato NO e così via. Formula Nome tradizionale Nome IUPAC H2CO3 Acido carbonico Acido triossocarbonico o Triossicarbonato di diidrogeno HNO2 Acido nitroso Acido diossonitrico(III) o Diossonitrato(III) di idrogeno HNO3 Acido nitrico Acido triossonitrico(V) o Triossonitrato(V) di idrogeno H2SO3 Acido solforoso Acido triossosolforico(IV) o Triossosolfato(IV) di diidrogeno H2SO4 Acido solforico Acido tetraossosolforico(VI) o Tetraossosolfato(VI) di diidrogeno H3PO4 Acido (orto)fosforico Acido tetraossofosforico(V) o Tetraossofosfato(V) di triidrogeno H4P2O7 Acido pirofosforico Acido eptaossodifosforico o Eptaossodifosfato(V) di tetraidrogeno HPO3 Acido metafosforico Acido triossofosforico(V) o Triossofosfato(V) di idrogeno HClO Acido ipocloroso Acido ossoclorico o Monossoclorato(I) di idrogeno HClO2 Acido cloroso Acido diossoclorico o Diossoclorato(III) di idrogeno HClO3 Acido clorico Acido triossoclorico o Triossoclorato(V) di idrogeno HClO4 Acido perclorico Acido tetraossoclorico o Tetraossoclorato(VII) di idrogeno Gli ossoacidi o ossiacidi 15 Espansione 6.2 Sali acidi e sali doppi I sali acidi sono sali che derivano dagli acidi poliprotici, quando dei due o più idrogeni presenti il metallo ne sostituisce solo uno (o anche due nei triprotici), rimanendo presenti nella molecola del sale uno o più atomi di idrogeno. Per esempio: H2CO3 può sostituire un solo atomo di idrogeno, per cui nella molecola del sale rimane ancora un atomo di idrogeno: H2CO3 HCO + H+ (invece di CO + 2H+) da cui il sale acido: NaHCO3 Per la nomenclatura IUPAC seguono regole sostanzialmente simili ai sali terna- ri. L’unica differenza consiste nell’indicare anche il numero di idrogeni presenti, usando le particelle mono-, di-, tri- ecc. (KH2PO4 diidrogenofosfato di potassio). Il nome tradizionale prevedeva per i sali acidi degli acidi diprotici il suffisso bi-, ora abolito dalla IUPAC. Così: NaHCO3 è (era) il bicarbonato di sodio (carbonato acido o idrogenocarbonato di sodio); KHSO3 è il bisolfito di potassio (solfito acido o idrogenosolfito di potassio). I sali contenenti gli ioni OH− o O2− prevedono, invece, di utilizzare, rispettiva- mente, i prefissi idrossi e ossi. Esempi: Mg(OH)Cl, idrossicloruro di magnesio; PbOCl2, ossidicloruro di piombo(IV). I sali doppi si chiamano così perché presentano insieme cationi metallici diversi tra loro, che si scriveranno in ordine alfabetico, usando lo stesso criterio con cui si scrivono gli anioni. Nella nomenclatura, al nome dell’anione si aggiungerà l’aggettivo doppio. Esempi: KMgCl3, cloruro doppio di potassio e magnesio; NH4NaHPO4, idrogenofosfato doppio di ammonio e sodio. Formula Nome tradizionale Nome IUPAC NaHCO3 bicarbonato di sodio idrogenocarbonato di sodio KH2PO4 fosfato biacido di potassio diidrogenofosfato di potassio Ca(HSO3)2 bisolfito di calcio diidrogenosolfato di calcio I sali acidi 16 Espansione 6.2 Dai nomi dei composti alle formule: 1) Nomenclatura IUPAC Per poter “tradurre” il nome di un composto inorganico nella sua formula, la nomenclatura IUPAC non comporta particolari difficoltà, perché già nel nome è indicato il numero di atomi (con i prefissi mono-, di-, tri-) degli elementi presenti nella molecola. Così per gli ossidi, ricordando di scrivere l’ossigeno dopo l’altro elemento: Nome IUPAC Formula monossido di dilitio Li2O (mono = 1; di = 2) monossido di disodio Na2O monossido di dipotassio K2O monossido di berillio BeO monossido di magnesio MgO monossido di calcio CaO triossido di dialluminio Al2O3 (tri = 3; di = 2) monossido di ferro FeO triossido di diferro Fe2O3 monossido di carbonio CO diossido di carbonio CO2 Nome IUPAC Formula monossido di diazoto N2O monossido di azoto NO triossido di diazoto N2O3 diossido di azoto NO2 pentossido di diazoto N2O5 (penta = 5; di = 2) diossido di zolfo SO2 triossido di zolfo SO3 ossido di dicloro Cl2O triossido di dicloro Cl2O3 pentossido di dicloro Cl2O5 eptossido di dicloro Cl2O7 (epta = 7; di = 2) Prova tu Nome IUPAC Formula monossido di dilitio monossido di dirame monossido di berillio monossido di magnesio monossido di rame triossido di dialluminio monossido di ferro triossido di diferro pentossido di difosforo 17 Espansione 6.2 Per gli idruri, ricordando che la formula generale è: XHn.o. dove n.o. è il numero di ossidazione dell’elemento X e corrisponde al numero di atomi di idrogeno nel composto. Nome IUPAC Formula idruro di litio LiH (nessun prefisso = 1) idruro di sodio NaH idruro di potassio KH diidruro di bario BaH2 (di = 2) diidruro di magnesio MgH2 diidruro di calcio CaH2 Nome IUPAC Formula triidruro di alluminio AlH3 (tri = 3) tetraidruro di carbonio CH4 (tetra = 4) tetraidruro di silicio SiH4 triidruro di azoto NH3 (tri = 3) triidruro di fosforo PH3 Nome IUPAC Formula cloruro di idrogeno HCl (nessun prefisso = 1) bromuro di idrogeno HBr fluoruro di idrogeno HF Nome IUPAC Formula ioduro di idrogeno HI solfuro di diidrogeno H2S (di = 2) cianuro di idrogeno HCN (acido non binario) Nome IUPAC Formula (mono)cloruro di potassio KCl (mono = 1: il prefisso può anche mancare) monofluoruro di rame CuF difluoruro di rame CuF2 (di = 2) trisolfuro di dialluminio Al2S3 (tri = 3) dicloruro di ferro FeCl2 (di = 2) tricloruro di ferro FeCl3 (tri = 3) (mono)solfuro di calcio CaS (mono)solfuro di berillio BeS Per gli idracidi, nei quali il nome IUPAC è composto dal nome del non metallo + uro e “di idrogeno”, nella formula va indicato prima l’idrogeno e poi il non me- tallo, con i relativi prefissi: Per i sali binari, ricordando che il nome IUPAC è composto come quello dell’idra- cido da cui deriva il sale (nome non metallo + di + nome metallo), nella formula va indicato prima il metallo e poi il non metallo, con i relativi prefissi: 20 Espansione 6.2 Per i sali ternari la formula è composta da: metallo + non metallo + ossigeno La IUPAC ci dice direttamente il numero degli atomi; per esempio: nome: tetraossoclorato(VII) di litio tetraossoclorato(VII): è il nome dell’anione metallo: Li (litio, un solo atomo) non metallo: Cl (clorato, un solo atomo) ossigeno: O (4 atomi: tetraosso) formula: LiClO4 Da notare che nel nome è indicato prima l’ossigeno (tetraosso), poi il non metallo (clorato) e infine il metallo, mentre nella formula è prima il metallo poi il non metallo e alla fine l’ossigeno. Altro esempio, più complesso, è ditetraossofosfato(V) di tricalcio: tetraossofosfato(V) è il nome dell’anione: è preceduto da di- che indica che è preso due volte (occorre la parentesi) metallo: calcio Ca (tri-, 3 atomi) non metallo: fosforo P (un atomo, sottinteso l’indice 1: si scrive solo il simbolo) ossigeno: O (4 atomi: tetraosso); il di- che precede indica che tutto l’anione PO4 è preso due volte La formula che ne deriva è: Ca3(PO4)2 Prova tu Nome IUPAC Formula triossocarbonato di calcio tritriossocarbonato di dialluminio tetraossosolfato(VI) di dirame tetraossosolfato(VI) di rame triossosolfato(IV) di disodio tetraossosolfato(VI) di disodio monoossoclorato(I) di potassio diossoclorato(III) di potassio triossoclorato(V) di potassio tetraossoclorato(VII) di potassio 21 Espansione 6.2 2) Nomenclatura tradizionale La nomenclatura tradizionale comporta maggiori difficoltà nel passare dal nome alla formula, perché si devono ricordare i numeri di ossidazione dei diversi ele- menti e il significato dei prefissi e suffissi utilizzati. Esaminiamo perciò separatamente le diverse classi di composti. Ossidi: nomenclatura tradizionale Ossidi basici: metallo + ossigeno Per ricavare la formula occorre sapere il numero di ossidazione del metallo (l’ossi- geno è sempre −2) e fare il minimo comune multiplo oppure applicare la regola dell’incrocio. Per esempio, vogliamo scrivere la formula dell’ossido di alluminio (n.o. alluminio = +3): scriviamo prima i simboli dei due elementi AlO, poi i nume- ri di ossidazione +3, −2. Incrociando, il n.o. dell’alluminio diventa il numero di atomi di O e il n.o. di O diventa il numero di atomi di Al: O n.o.: –2 O2 3 Al n.o.: +3 Al Prova tu Nome IUPAC Formula ossido di litio ossido di sodio ossido di potassio ossido di berillio ossido di magnesio ossido di calcio Al2O3 è la formula dell’ossido di alluminio Se il nome del metallo finisce per -ico o per -oso, il metallo ha due diversi numeri di ossidazione e forma due ossidi aventi formule diverse: -ico indica il n.o. più alto -oso il più basso Così: l’ossido ferroso avrà ferro con n.o. +2 e formula FeO l’ossido ferrico avrà ferro con n.o. +3 e formula Fe2O3 22 Espansione 6.2 Ossidi acidi: non metallo + ossigeno Per gli ossidi acidi, chiamati anche anidridi, vale lo stesso discorso, tenendo pre- sente che le anidridi utilizzano il suffisso -ica se l’elemento ne forma una sola (ossia ha un solo numero di ossidazione), mentre se ne hanno due utilizzano -ica per la più alta (più alto n.o.) e -osa per la più bassa. Così l’anidride borica (n.o. solo +3) è: B2O3 L’anidride fosforica (n.o. del fosforo +3 o +5: -ica è più alta quindi +5) P2O5 L’anidride fosforosa (n.o. del fosforo +3 o +5: -osa è più bassa quindi +3) P2O3 Per il cloro che ha 4 diversi n.o. (+1, +3, +5, +7) per le sue anidridi, il nome pre- senta anche i prefissi ipo- per la più piccola di tutte e per- quella più alta di tutte: ipoclorosa +1 quindi: Cl2O clorosa +3 quindi: Cl2O3 clorica +5 quindi: Cl2O5 perclorica +7 quindi: Cl2O7 Più complessa ancora la nomenclatura tradizionale degli ossidi di azoto (5 diversi composti: vedi tabella), per cui è difficile dal nome tradizionale risalire alla for- mula. Nome tradizionale Numero ossidazione del non metallo Formula ossido di carbonio +2 CO anidride carbonica +4 CO2 protossido di azoto +1 N2O ossido di azoto +2 NO anidride nitrosa +3 N2O3 diossido di azoto +4 NO2 anidride nitrica +5 N2O5 anidride solforosa +4 SO2 anidride solforica +6 SO3 anidride fosforosa +3 P2O3 anidride fosforica +5 P2O5 anidride ipoclorosa +1 Cl2O anidride clorosa +3 Cl2O3 anidride clorica +5 Cl2O5 anidride perclorica +7 Cl2O7 Nomenclatura tradizionale e formule degli ossidi acidi o anidridi 25 Espansione 6.2 Idrossidi: dalla nomenclatura tradizionale alle formule Le formule degli idrossidi si scrivono secondo lo schema: Me−(OH)n.o. ovvero metallo − ione idrossido (dove n.o. è il numero di ossidazione del metallo; se è 1 non va scritto e non va messa la parentesi) Nella nomenclatura tradizionale non è indicato il numero degli atomi e la formu- la si ricava tenendo conto del numero di ossidazione, come indicato nello schema. Per i metalli con più numeri di ossidazione, i suffissi –oso e –ico ci permettono di distinguere il più basso dal più alto. Ossiacidi: dal nome tradizionale alla formula Le formule degli ossiacidi si scrivono secondo lo schema: HXO idrogeno – non metallo – ossigeno Poiché il nome tradizionale non indica il numero di atomi dei tre elementi da inserire nella formula, il metodo più semplice per scriverla è partire scrivendo la formula dell’anidride (ossido acido) da cui l’acido deriva e aggiungere l’acqua. Per esempio, l’acido carbonico deriva dall’anidride carbonica aggiungendo una molecola di acqua: CO2 + H2O H? C? O? si scrive prima H poi C poi O e la formula si ottiene mettendo il numero di atomi di ciascun elemento presenti prima della freccia: 2 di idrogeno (H), 1 di carbonio (C) e 2 + 1 = 3 di ossigeno (O): CO2 + H2O H2CO3 Quando come somma si ottengono tutti indici numerici pari, questi vanno divisi per 2. Per esempio: acido nitroso: da anidride nitrosa N2O3 + H2O H2 N2 O4 2HNO2 acido nitrico: da anidride nitrica N2O5 + H2O H2 N2 O6 2HNO3 Nome tradizionale Formula idrossido di sodio NaOH idrossido di potassio KOH idrossido di calcio Ca(OH)2 idrossido di zinco Zn(OH)2 idrossido ferroso Fe(OH)2 idrossido di alluminio Al(OH)3 idrossido rameoso CuOH idrossido rameico Cu(OH)2 idrossido ferroso Fe(OH)2 idrossido ferrico Fe(OH)3 Nome tradizionale Anidride + acqua Formula ossiacido Acido carbonico CO2 + H2O H2CO3 Acido nitroso N2O3 + H2O H2N2O4 2 HNO2 Acido nitrico N2O5 + H2O H2N2O6 2 HNO3 Acido solforoso SO2 + H2O H2SO3 Acido solforico SO3 + H2O H2SO4 Acido (orto)fosforico * P2O5 + 3 H2O H6P2O8 2 H3PO4 Acido pirofosforico * P2O5 + 2 H2O H4P2O7 Acido metafosforico * P2O5 + H2O H2P2O6 2 HPO3 Acido ipocloroso Cl2O + H2O H2Cl2O2 2 HClO Acido cloroso Cl2O3 + H2O H2Cl2O4 2 HClO2 Acido clorico Cl2O5 + H2O H2Cl2O6 2 HClO3 Acido perclorico Cl2O7 + H2O H2Cl2O8 2 HClO4 * Gli acidi orto, piro e meta si ottengono ag- giungendo rispettivamente 3, 2 o 1 molecola di acqua all’anidride. 26 Espansione 6.2 Sali ternari: dal nome tradizionale alla formula Scrivere le formule dei sali ternari partendo dal loro nome tradizionale è più com- plicato. Questi composti derivano dagli ossiacidi sostituendo all’idrogeno il metallo, per esempio: acido carbonico H2CO3 sale derivato carbonato di sodio Na2CO3 la corrispondenza tra il nome dell’acido e quello del sale è la seguente: n.o. + alto: -ico -ato n.o. + basso: -oso -ito eventuali prefissi (ipo- o per-, orto-, piro- o meta-) restano uguali. Nome tradizionale Ossiacido di origine Formula del sale ternario carbonato ferroso Acido carbonico H2CO3 FeCO3 carbonato ferrico Acido carbonico H2CO3 Fe2(CO3)3 solfato rameoso Acido solforico H2SO4 Cu2SO4 solfato rameico Acido solforico H2SO4 CuSO4 solfito di sodio Acido solforoso H2SO3 Na2SO3 solfato di sodio Acido solforico H2SO4 Na2SO4 ortofosfato di calcio Acido ortofosforico H3PO4 Ca3(PO4)2 nitrito di sodio Acido nitroso HNO2 NaNO2 nitrato di potassio Acido nitrico HNO3 KNO3 ipoclorito di potassio Acido ipocloroso HClO KClO clorito di potassio Acido cloroso HClO2 KClO2 clorato di potassio Acido clorico HClO3 KClO3 perclorato di potassio Acido perclorico HClO4 KClO4 Costruiamo la formula in 4 tappe: 1. Per costruire le formule dei sali ternari il primo passo è quello di riconoscere l’acido da cui deriva sale -ito da acido -oso sale -ato da acido -ico Nome tradizionale Ossiacido di origine del sale ternario carbonato ferroso acido carbonico H2CO3 carbonato ferrico acido carbonico H2CO3 solfato rameoso acido solforico H2SO4 solfato rameico acido solforico H2SO4 solfito di sodio acido solforoso H2SO3 solfato di sodio acido solforico H2SO4 ortofosfato di calcio acido ortofosforico H3PO4 Nome tradizionale Ossiacido di origine del sale ternario nitrito di sodio acido nitroso HNO2 nitrato di potassio acido nitrico HNO3 ipoclorito di potassio acido ipocloroso HClO clorito di potassio acido cloroso HClO2 clorato di potassio acido clorico HClO3 perclorato di potassio acido perclorico HClO4 27 Espansione 6.2 2. Individuato l’acido, togliamo gli idrogeni: poiché il numero di ossidazione dell’idrogeno è +1, il numero di ossidazione di quello che resta (anione po- liatomico) sarà uguale al numero di atomi di idrogeno tolti (ma col segno −): Ossiacido Anioni poliatomici derivati Numero di ossidazione Nome tradizionale dell’anione poliatomico dell’anione poliatomico H2CO3 CO −2 Carbonato HCO −1 Bicarbonato o carbonato acido* HNO2 NO −1 Nitrito HNO3 NO −1 Nitrato H2SO3 SO −2 Solfito HSO −1 Bisolfito o idrogeno solfito* H2SO4 SO −2 Solfato HSO −1 Bisolfato o solfato acido* H3PO4 PO −3 (Orto)fosfato H4P2O7 P2O −4 Pirofosfato HPO3 PO −1 Metafosfato HClO ClO− −1 Ipoclorito HClO2 ClO −1 Clorito HClO3 ClO −1 Clorato HClO4 ClO −1 Perclorato * Gli acidi con più di un atomo di idrogeno (diprotici, triprotici) per formare un sale possono sostituire tutti gli atomi di idrogeno con un metallo oppure uno solo: in questo caso si forma un sale acido, che contiene nella formula ancora un atomo di idrogeno (o anche due negli acidi triprotici). Il nome tradizionale di questi sali è preceduto dal prefisso bi- che indica la presenza nella molecola di un atomo di idrogeno: per esempio bicarbonato (chiamato anche carbonato acido o idrogenocarbonato), bisolfito (o idrogenosolfito). 3. Al posto dell’idrogeno mettiamo il metallo, alla sinistra del residuo non metallo + ossigeno: per esempio, carbonato di alluminio AlCO3 4. Dobbiamo ora inserire il numero degli atomi, tenendo presente che l’anione poliatomico (in questo caso CO3), va trattato come se fosse un solo atomo (se va preso 2 o 3 volte va messo tra parentesi): CO3 n.o.: –2 (CO)32 3 Al n.o.: +3 Al Anche in questo caso il numero di ossidazione è il riferimento per attribuire il numero degli atomi (facendo il minimo comune multiplo o con la regola dell’in- crocio). La formula che si ottiene è: Al2(CO3)3