Nomenclatura inorganica , Schemi e mappe concettuali di Chimica

Scarica Nomenclatura inorganica e più Schemi e mappe concettuali in PDF di Chimica solo su Docsity! Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 10/2/2017 1 Corso di CHIMICA Lezione 1 Nomenclatura dei composti inorganici info: [email protected] Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 2 Questa lezione si propone di introdurre una serie di conoscenze, regole e convenzioni che permetteranno, una volta assimilate, di muoversi all’interno del mondo spesso ostico delle formule chimiche. Verranno introdotti inizialmente i concetti di elettronegatività e numero di ossidazione per poi passare alla nomenclatura dei composti inorganici. Sommario della lezione 1. I componenti della materia 2. Introduzione alla Tavola Periodica degli elementi 3. Elettronegatività 4. Numero di ossidazione 5. Nomenclatura: generalità 6. Nomenclatura dei composti inorganici Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 5 Introduzione alla Tavola Periodica (T.P.) Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 6 Introduzione alla T.P.: Simboli Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 7 Na S K P Cu Mg Mn SODIO da “Natrium” ZOLFO POTASSIO da “Kalium” FOSFORO RAME da “Cuprum” MAGNESIO MANGANESE  W TUNGSTENO (Wolframio) Introduzione alla T.P.: Simboli …e quindi??? …occorre dare un occhio seriamente alla T.P. !!! Au ORO da “Aurum” Sb ANTIMONIO da “Stibium” Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 10 Lettura della tavola periodica Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 11 Elettronegatività: capacità relativa di un atomo di attrarre gli elettroni condivisi in un legame con un altro atomo. Elettronegatività e sua periodicità Linus Carl Pauling (1901- 1994) chimico, pacifista e scrittore statunitense. Nel 1932, Linus Pauling costruì una scala relativa di elettronegatività sulla base dei valori sperimentali delle energie di legame di molecole biatomiche. Per ottenere i valori di elettronegatività dei vari atomi fu necessario scegliere arbitrariamente il valore di elettronegatività di un elemento. Pauling scelse come riferimento l’idrogeno a cui assegnò xH = 2.1 (valori sempre positivi). La conoscenza dei valori di elettronegatività permette di prevedere che tipo di legame si formerà tra due atomi. Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino Elettronegatività e sua periodicità 12 L’elettronegatività è, in generale, in relazione inversa al raggio atomico: - aumenta lungo un gruppo dal basso verso l’alto - aumenta lungo un periodo da sinistra verso destra L’elettronegatività aumenta con il carattere non metallico dell’elemento. …in breve: più è a dx più è elettronegativo, più è in alto più è elettronegativo; al contrario viceversa. Proprietà periodica, non proprietà atomica !!! Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 15 Metalli ALCALINI (gruppo 1): +1 Li+, Na+, K+… Metalli ALCALINO-TERROSI (gr. 2): +2 Mg2+, Ca2+… Gruppi 3 e 13: +3 Al2O3, BH3… IDROGENO (H): +1 H2O, HCl … -1 idruri metallici LiH, AlH3… ALOGENI (Cl, Br): -1 +1 +3 +5 +7 HCl, Cl2O3… (I): -1 +1 +5 +7 (F): -1 Gruppi 4: +4 (Ti: +4 +3) Regole pratiche per la determinazione del N.O. Anche i N.O. variano con periodicità, infatti dipendono dalla configurazione elettronica. Alcuni elementi hanno un unico N.O.; i metalli di transizione ed i non metalli avendo più elettroni a disposizione per formare legami, possono formare composti diversi e, quindi, assumere più di un N.O. (questione di stabilità elettronica) OSSIGENO (O): -2 Fe2O3, CaO… -1 perossidi H2O2, Na2O2… -1/2 superossidi KO2, CsO2… +2 composto con F OF2 CARBONIO (C): +2 +4 AZOTO (N): +1 +2 -3 +3 +4 +5 CROMO (Cr): +2 +3 +6 Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 16 le regole di nomenclatura sono cambiate con il passare degli anni e con la scoperta di sempre nuovi composti, in particolare ci sono 3 METODI DI NOMENCLATURA COMUNEMENTE USATI. MA: Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 17 Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 20 Ossidi dei non metalli (ossidi acidi o anidridi) Elementi Formula Tradizionale IUPAC Stock C (II) O (II) C2O2 CO Anidride carboniosa oss. di carbonio oss. di carbonio(II) C (IV) O (II) C2O4 CO2 Anidride carbonica bioss. di carbonio oss. di carbonio(IV) S (IV) O (II) S2O4 SO2 anidride solforosa bioss. di zolfo oss. di zolfo(IV) S (VI) O (II) S2O6 SO3 anidride solforica trioss. di zolfo oss. di zolfo(VI) Cl (I) O (II) Cl2O1 Cl2O Anidride ipoclorosa ossido di dicloro ossido di cloro(I) Cl (III) O (II) Cl2O3 Anidride clorosa triossido di dicloro ossido di cloro(III) Cl (V) O (II) Cl2O5 Anidride clorica pentaossido di dicloro ossido di cloro(V) Cl (VII) O (II) Cl2O7 Anidride perclorica eptaossido di dicloro ossido di cloro(VI) P(III) O(II) P2O3 Anidride fosforosa triossido di difosforo P(V) O(II) P2O5 Anidride fosforica pentossido di difosforo Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 21 1 (mono)- 6 esa- 2 di- 7 epta- 3 tri- 8 otta- 4 tetra- … etc per- nome elemento -ico -ico -oso ipo- -oso 1 (mono)- 6 esa- 2 di- 7 epta- 3 tri- 8 otta- 4 tetra- … etc per- nome elemento -ico -ico -oso ipo- -oso Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino Esempi di nomenclatura di ossidi 22 FORMULA OSSIDO numero di ossidazione elemento metodo I IUPAC metodo II STOCK metodo III PREFISSI/SUFFISSI Na2O Na: +1 (mon)ossido di disodio ossido di sodio ossido sodico FeO Fe: +2, +3 (mon)ossido di (mono)ferro ossido di ferro (II) ossido ferroso Fe2O3 Fe :+2, +3 triossido di diferro ossido di ferro (III) ossido ferrico Cl2O Cl: +1, +3, +5, +7 ossido di dicloro ossido di cloro (I) anidride ipoclorosa Cl2O3 Cl: +1, +3, +5, +7 triossido di dicloro ossido di cloro (III) anidride clorosa Cl2O5 Cl: +1, +3, +5, +7 pentaossido di dicloro ossido di cloro (V) anidride clorica Cl2O7 Cl: +1, +3, +5, +7 eptaossido di dicloro ossido di cloro (VII) anidride perclorica FORMULA OSSIDO numero di ossidazione elemento metodo I IUPAC metodo II STOCK metodo III PREFISSI/SUFFISSI Na2O Na: +1 (mon)ossido di disodio ossido di sodio ossido sodico FeO Fe: +2, +3 (mon)ossido di (mono)ferro ossido di ferro (II) ossido ferroso Fe2O3 Fe :+2, +3 triossido di diferro ossido di ferro (III) ossi fer ico Cl2O Cl: +1, +3, +5, +7 ossido di dicloro ossido di cloro (I) anidride ipoclorosa Cl2O3 Cl: +1, +3, +5, +7 triossido di dicloro ossido di cloro (III) anidride clorosa Cl2O5 Cl: +1, +3, +5, +7 pentaossido di dicloro ossido di cloro (V) anidride clorica Cl2O7 Cl: +1, +3, +5, +7 eptaossido di dicloro ossido di cloro (VII) anidride perclorica FORMULA OSSIDO numero di ossidazione elemento metodo I IUPAC STOCK metodo III PREFISSI/SUFFISSI Na2O Na: +1 (mon) ssido di di odio di sodio ossido sodico FeO Fe: +2, +3 (mon)ossido di (mono)ferro di ferr (II) ossido ferroso Fe2O3 Fe :+2, +3 triossi o di diferro di ferro (III) ossido ferrico Cl2O Cl: +1, +3, +5, +7 ossido di dicloro ossido di cloro (I) anidride ipoclorosa Cl2O3 Cl: +1, +3, +5, +7 triossido di dicloro ossido di l (III) anidride clorosa Cl2O5 Cl: +1, +3, +5, +7 pentaossido di dicloro ossido di l o (V) anidride clorica Cl2O7 Cl: +1, +3, +5, +7 eptaossido di dicloro ossido di cloro (VII) anidride perclorica ( ) Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 25 Si dicono idrossidi i composti ternari in cui idrogeno e ossigeno sono associati ad un metallo (del I o II gruppo od un metallo di transizione in un basso stato di ossidazione). Sono composti ionici formati dallo ione positivo del metallo e dallo ione OH- (ione idrossido o ossidrile). Si formano per reazione di addizione di acqua ad un ossido metallico (cioè ad un ossido basico). CaO + H2O Ca(OH)2 Molti idrossidi sono solubili in acqua e liberano in soluzione gli ioni di cui sono costituiti: Ca(OH)2  Ca 2+ + 2OH- Le sostanze che in acqua sono in grado di liberare ioni OH- sono dette basi (per questo ragione gli ossidi da cui si ottengono gli idrossidi sono detti basici). Gli idrossidi Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 26 Formula generale: M(OH)m M = metallo O = ossigeno H = idrogeno m = n.o. del metallo Si scrivono premettendo il metallo seguito da tanti gruppi OH quanto è il numero di ossidazione del metallo, nella sequenza metallo-ione idrossido. Nom. TRAD Nom. IUPAC Stock NaOH idrossido di sodio (soda caustica) idrossido di sodio KOH idrossido di potassio idrossido di potassio Mg(OH)2 idrossido di magnesio diidrossido di magnesio Al(OH)3 idrossido di alluminio triidrossido di alluminio Fe(OH)2 idrossido ferroso diidrossido di ferro idrossido di Fe(II) Fe(OH)3 idrossido ferrico triidrossido di ferro idrossido di Fe(III) Sn(OH)2 idrossido stannoso diidrossido di stagno Sn(OH)4 idrossido stannico tetraidrossido di stagno • il numero di ossidazione del gruppo (OH) è pari a -1 • (OH) indica un ossigeno legato a un idrogeno, è da considerarsi come un’unica entità e va messo fra parentesi Ca(OH)2 Ca OH OH CaOH2 Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino Gli IDROSSIDI, come molti composti neutri, possono DISSOCIARSI in IONI • la somma delle cariche di tutti gli ioni ottenuti dalla dissociazione di un composto neutro è pari a zero • la carica del CATIONE METALLICO coincide col suo NUMERO di OSSIDAZIONE • l’anione OH- è l’anione idrossido, ed è la causa del carattere BASICO degli idrossidi 27 Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino NH3 ossido di litio ossido di cesio ossido di bario ione idrossido Br2O I2O7 SO2 SO3 N2O NO2 Co(OH)3 Zn(OH)2 idrossido d’argento Al2O3 ossido piombico PbO MgO Diossido di silicio 30 Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino NH3 ammoniaca ossido di litio Li2O ossido di cesio Cs2O ossido di bario BaO ione idrossido OH- Br2O monossido di dibromo anidride ipobromosa I2O7 eptaossido di diiodio anidride periodica SO2 diossido di zolfo anidride solforosa SO3 triossido di zolfo anidride solforica N2O monossido di diazoto NO2 diossido d’azoto Co(OH)3 idrossido di cobalto (III) Zn(OH)2 idrossido di zinco idrossido d’argento AgOH Al2O3 triossido di dialluminio allumina ossido piombico PbO2 PbO monossido di piombo ossido di Pb (II) MgO ossido di magnesio diossido di silicio SiO2 silice 31 Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 32  PEROSSIDI Sono composti in cui il N.O. dell’ossigeno è -1 (unico caso!). Non sono molto diffusi e sono caratterizzati dal gruppo: chiamato gruppo perossidico con due atomi di ossigeno legati fra di loro. Nella nomenclatura tradizionale: parola “perossido” seguita dalla preposizione “di “ e dal nome dell’elemento. Il più importante è il perossido di idrogeno ossia l’acqua ossigenata.  Esempio  Nom. TRAD nom. IUPAC H2O2 perossido di idrogeno biossido di diidrogeno Na2O2 perossido di sodio biossido di disodio BaO2 perossido di bario biossido di bario CaO2 perossido di calcio biossido di calcio O O H H O O Ba Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino Si scrivono ponendo in alto a destra del simbolo dell’elemento un numero di cariche positive uguali al numero di ossidazione del metallo. Nome: si premette la parola IONE seguita dal nome del metallo accompagnato dal suffisso –OSO o –ICO per indicare il n.o. più basso o più alto. 1 K+ Ione potassio 2 Fe2+ Ione ferroso 3 Fe3+ Ione ferrico 2 Sn2+ Ione stannoso 4 Sn4+ Ione stannico 2 Cu2+ Ione rameico 2 Pb2+ Ione piomboso 35 Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino Ioni negativi si ottengono dagli acidi togliendo gli atomi di idrogeno e ponendo tante cariche negative quanti sono gli idrogeni che sono stati tolti. Nome: la parola IONE seguita dal nome del non metallo in cui al posto dei suffissi -idrico, -oso e -ico, sono stati posti rispettivamente i suffissi, -uro, -ito e -ato. SUFFISSO DELL’ ACIDO SUFFISSO DELLO IONE -idrico -uro -oso -ito -ico -ato ACIDO IONE NEGATIVO HCl Acido cloridrico Cl- Ione cloruro H2S Acido solfidrico S 2- Ione solfuro HNO2 Acido nitroso NO2 - Ione nitrito HNO3 Acido nitrico NO3 - Ione nitrato H2SO4 Acido solforico SO4 2- Ione solfato H3PO4 Acido ortofosforico PO4 3- Ione ortofosfato H4As2O7 Acido piroarsenico As2O7 4- Ione piroarseniato 36 Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino 37 Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino Ag+, catione ARGENTO Cl-, anione CLORURO L’argento ha solo n.ox. = +1 e può formare solo un catione carico +1 l’anione deriva dall’acido cloridrico, HCl l’anione è carico -1 il calcio ha solo n.ox= +2 e forma solo un catione carico +2 Ca2+ , catione CALCIO l’anione deriva dall’acido fosforico, H3PO4 ha tre protone, l’anione è carico -3 PO4 3- , anione FOSFATO 40 Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino IONE NEG IONE POS SALE Cl- Ca2+ CaCl2 CaCl2 NO2 - Al3+ Al(NO2)3 Al(NO2)3 SO4 2- Sn4+ Sn2(SO4)4 Sn(SO4)2 CO3 2- Fe3+ Fe2(CO3)3 Fe2(CO3)3 S2- Zn2+ Zn2S2 ZnS PO4 3- Sn2+ Sn3(PO4)2 Sn3(PO4)2 ClO4 - Ba2+ Ba(ClO4)2 Ba(ClO4)2 SO3 2- Cu+ Cu2(SO3)1 Cu2SO3 NO3 - Pb2+ Pb(NO3)2 Pb(NO3)2 BO3 3- K+ K3(BO3)1 K3BO3 SALE NOME TRAD NOME IUPAC CaCl2 Cloruro di calcio Dicloruro di calcio Al(NO2)3 Nitrito di alluminio Tri-biossonitrato di alluminio Sn(SO4)2 Solfato stannico di-tetraossosolfato di stagno (IV) Fe2(CO3)3 Carbonato ferrico Tri-triossocarbonato di ferro (III) ZnS Solfuro di zinco Solfuro di zinco Sn3(PO4)2 Ortofosfato stannoso Bi-tetraossofosfato di stagno (II) Ba(ClO4)2 Perclorato di bario Bi-tetraossoclorato di bario Cu2SO3 Solfito rameoso Trissosolfato di rame (I) Pb(NO3)2 Nitrato piomboso Bi-triossonitrato di piombo (II) K3BO3 Orto Borato di potassio Triossoborato di potassio 41 Center for Sace Human Robotics Lezione 1: Nomenclatura dei composti inorganici Claudio Gerbaldi - Corso di Chimica - Politecnico di Torino ACIDO IONE NEG IONE POS SALE NOME H3PO4 HPO4 2- K+ K2HPO4 Ortofosfato monoacido di potassio; monoidrogeno ortofosfato di potassio H3PO4 H2PO4 - Sn2+ Sn(H2PO4)2 Ortofosfato biacido stannoso o diidrogeno ortofosfato stannoso H2SO4 HSO4 - K+ KHSO4 Bisolfato di potassio o idrogeno solfato di potassio H2SO3 HSO3 - Ca2+ Ca(HSO3)2 bisolfito di calcio o idrogeno solfito di calcio H2CO3 HCO3 - Na+ NaHCO3 Bicarbonato di sodio o idrogeno carbonato di sodio I sali acidi si ottengono sostituendo parzialmente con metalli gli atomi di idrogeno di un ossiacido. Questi composti si denominano nello stesso modo degli altri sali, ma si interpone il nome acido (con suffisso bi- tri-, se necessario). NB: suffisso –bi per i sali acidi dell’acido carbonico, solforico e solforoso SALI ACIDI 42