Nomenclatura di chimica, Appunti di Chimica

Scarica Nomenclatura di chimica e più Appunti in PDF di Chimica solo su Docsity! 1 La valenza può essere definita come il numero di elettroni che un atomo di un elemento acquista, cede o mette in comune quando si lega con atomi di altri elementi. Il numero di ossidazione, definito come carica formale, che nel caso degli ioni corrisponde alla carica ionica, può assumere, a differenza della valenza, valori positivi e negativi, ma anche il valore zero. Il numero d’ossidazione viene stabilito in base a criteri fondati sui valori relativi di elettronegatività delle specie atomiche che entrano nella composizione delle molecole e si può calcolare tenendo conto di 7 regole. • Gli atomi nelle sostanze allo stato elementare (cioè non legati con atomi diversi), siano esse mono- , bi-, o poliatomiche, hanno n.o. zero (per esempio, He, Ca, O2, Cl2, P4). • L'ossigeno nei composti ha n.o. = −2. Fanno eccezione i perossidi (per esempio, H2O2) dove l'ossigeno ha n.o. = −1. L'idrogeno nei composti ha n.o. = +1. Fanno eccezione gli idruri metallici (per esempio, LiH, CaH2) nei quali l'idrogeno assume n.o. = −1. • Il fluoro in tutti i composti ha n.o. = −1. • Gli ioni degli elementi del sottogruppo I A (metalli alcalini) hanno n.o. = +1, che coincide con la loro carica effettiva (per esempio, Li + , Na + ). • Gli ioni degli elementi del sottogruppo II A (metalli alcalinoterrosi) hanno n.o. = +2, che coincide con la loro carica effettiva (per esempio, Mg 2+ , Ca 2+ ). • Il numero di ossidazione di altri elementi presenti in un composto si calcola ricordando che la somma algebrica dei n.o. di tutti gli atomi in una molecola deve essere zero, oppure, se si tratta di uno ione, deve essere uguale alla sua carica. La nomenclatura dei composti chimici Gli elementi chimici possono essere classificati in due grosse categorie: - metalli - non metalli I metalli danno luogo a una serie basica di composti, mentre i non metalli danno luogo a una serie acida. Ovvero: Serie basica: Metallo + O2 → Ossido (basico); Ossido (basico) + H2O → Idrossido (base) Serie acida: 2 Non metallo + O2 → Anidride (ossido acido); Anidride + H2O → Acido (ossiacido) I sali (che possono essere sali binari o sali ternari) sono ottenuti generalmente facendo reagire un composto della serie acida con un composto della serie basica. Nomenclatura chimica tradizionale e nomenclatura IUPAC La nomenclatura tradizionale si basa sull’uso di determinati prefissi e suffissi. La nomenclatura IUPAC invece utilizza opportuni prefissi moltiplicativi allo scopo di evidenziare il numero di atomi o raggruppamenti di atomi presenti in una molecola. I prefissi moltiplicativi sono i seguenti: 1 - mono 2 - di 3 - tri 4 - tetra 5 – penta 6 - esa 7 - epta 8 - octa Regole per la costruzione dei composti binari I composti binari sono composti formati da due soli elementi chimici. Per convenzione, l'elemento con elettronegatività minore (e quindi con il numero di ossidazione positivo) viene scritto per primo e l'elemento più elettronegativo (con numero di ossidazione negativo) per secondo. Vi sono comunque eccezioni a tale regola. Il simbolo di ciascun elemento chimico è seguito da un numero a pedice, detto indice, che indica quanti atomi di quell'elemento sono presenti nel composto. Gli indici sono apposti in modo tale che, sommando i rispettivi numeri di ossidazione, la molecola risulti neutra. Per calcolare gli indici in modo semplice è sufficiente utilizzare il numero di ossidazione del primo elemento come indice del secondo e viceversa. Ad esempio se volessimo scrivere la formula chimica di un composto binario formato da un elemento A il cui numero di ossidazione sia +2 e da un composto B il cui numero di ossidazione sia -3, avremo: A +2 + B -3 = A3B2 5 Analoga nomenclatura a quella del cloro vale per bromo, iodio e manganese, anche se tali elementi non hanno quattro numeri di ossidazione. 6 Idruri e idracidi Idruri sono i composti binari contenenti idrogeno a eccezione dei composti tra idrogeno e gli elementi del VI o del VII gruppo, che prendono il nome di idracidi, perché manifestano carattere acido. Nomenclatura di idruri In questi composti, l'idrogeno può assumere numero di ossidazione -1 o +1 a seconda dell'elemento a cui è legato. In particolare quando è legato con elementi aventi elettronegatività maggiore, assume numero di ossidazione +1, mentre quando è legato ad atomi meno elettronegativi, assume numero di ossidazione -1. Applicando la "Regola dell'incrocio" risulta che la formula generale di un idruro è XHn in cui: X = simbolo chimico dell'elemento legato all'idrogeno; n = numero di ossidazione dell'elemento X. La nomenclatura tradizionale prevede: la denominazione "idruro di" seguito dal nome dell’elemento X. 7 * In realtà, essendo l’azoto più elettronegativo dell’idrogeno, il composto andrebbe scritto H3N (nitruro di idrogeno), ma l’ammoniaca presenta comunque carattere basico e pertanto risulta opportuno non scrivere gli idrogeni per primi, come avviene per gli idracidi. Nomenclatura di idracidi Gli idracidi sono i composti che l'idrogeno, sempre con numero di ossidazione +1, forma con elementi del VI o el VII gruppo. L'idrogeno essendo il meno elettronegativo dei due elementi nella formula va scritto per primo. Applicando la "Regola dell'incrocio" risulta che la formula generale di un idracido è HnX in cui: X = simbolo chimico dell'elemento del VI o del VII gruppo; n = numero di ossidazione dell'elemento X. La nomenclatura tradizionale prevede: il termine "acido" seguito dal nome del non metallo terminante con il suffisso –idrico 10 Se il numero di ossidazione del non metallo e pari (e il caso solo del Silicio) l'anidride corrispondente si può legare con 1 o 2 molecole di acqua e può quindi dare luogo a due diversi acidi, che vengono distinti (nella nomenclatura tradizionale) mediante i prefissi meta e orto: anidride + 1 H2O → acido meta...... anidride + 2 H2O → acido orto........ Per quanto riguarda la nomenclatura IUPAC valgono le regole già viste in precedenza. . || Formula Nome Reagenti acido tradizionale* Nome IUPAC acido , . , P203+1H20 HPO: metafosforoso acido diossofosforicol(Ill) acido acido P205+2H20 | H4P205 pirofosforoso pentaossodifosforico(111) acido acido P203+3H20 H:POs (orto)fosforoso triossofosforico(Il1) P:05+1H:0 | HPO3 acido | acido triossofosforico(V) matafosforico acido acido P205+2H20 H4P207 pirofosforico eptaossodifosforico(V) acido acido P205+3H20 H3PO4 (orto)fosforico tetraossofosforico(V) B:0:+1H:0 | HBO: co do acido diossoboricol(II) acido acido B203+2H20 H4B205 piroborico pen tiborico(1I1) acido , . 1 B203+3H20 H3B03 (orto)borico acido triossoborico(III) As203+1H20 | HASO2 acido acido diossoarsenicol1II) metarsenioso acido acido As205+2H20 | HaAs205 piroarsenioso pentaossodiarsenico(Ill) acido . . , As203+3H20 || HsAsO3 (orto joso acido triossoarsenico(IlIl) As:05+1H20 | HASOs acido” acido triossoarsenico(V) metarsenico acido acido As205+2H20 | HaAs207 piroarsenico eptaossodiarsenico(\/) acido acido As205+3H20 | H3A504 (orto)a ico arsenico(V) . . acido ; i stes. Si02+1H20 H2Si03 metacilicico acido triossosilicico(IV) ; . acido acido 5102+2H20 | H45104 | criosilicico tetraossosilicico(IV) 11 12 Sali ternari Quando un acido perde (anche solo formalmente) uno o più ioni H + forma anioni definiti come "residui dell'acido". Formazione di sali ternari L'acido nitrico HNO3 perdendo uno ione H + , si trasforma in un anione di formula NO3 - che e il residuo dell'acido nitrico HNO3. HNO3→ H + + NO3 - Per l'acido solforico H2SO4 si può avere la formazione di due anioni diversi: H2SO4 → H + + HSO4 - H2SO4 → 2 H + + SO4 2- Per l'acido fosforico H3PO4 si può avere invece la formazione di tre anioni diversi: H3PO4 → H + + H2PO4 - H3PO4 → 2 H + + HPO4 2- H3PO4 → 3 H + + PO4 3- La nomenclatura tradizionale dei residui degli acidi ternari prevede: i nomi dei residui degli acidi si formano da quelli degli acidi corrispondenti cambiando le desinenze secondo lo schema seguente: oso → ito ico → ato Inoltre se i residui derivano da acidi che contengono due atomi di idrogeno e soltanto uno dei due viene perso, si usano gli stessi suffissi, mettendo pero la parola acido dopo il nome del residuo dell'acido. Nel linguaggio comune non si usa la parola acido, ma si aggiunge il prefisso bi- al nome del residuo. Per esempio l'acido carbonico può formare due anioni diversi: H2CO3 → H+ + HCO3 - H2CO3 → 2H+ + CO3 2- HCO3 - e lo ione bicarbonato (o ione carbonato acido) CO3 2- e lo ione carbonato Se invece i residui derivano da acidi che contengono tre o quattro atomi di idrogeno, si usano gli stessi suffissi ma si aggiunge il termina monoacido se al residuo e rimasto un solo atomo di idrogeno; biacido se al residuo sono rimasti due atomi di idrogeno e triacido se ne sono rimasti tre. Per esempio l'acido fosforoso H3PO3 può formare tre anioni diversi: H3PO3 → H + + H2PO3 - H3PO3 → 2H + + HPO3 2- H3PO3 → 3H + + PO3 3- H2PO3 - e lo ione fosfito biacido HPO3 2- e lo ione fosfito monoacido PO3 3- e lo ione fosfito