NOMENCLATURA CHIMICA

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1 NOMENCLATURA CHIMICA Le regole della nomenclatura in chimica sono redatte dalla International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) Scopo: razionalizzare i nomi dei composti in modo che vi sia una correlazione univoca fra la formula e il nome del composto stesso. SI BASA SUI SEGUENTI DUE CONCETTI: 1) ELETTRONEGATIVITA 2) NUMERO DI OSSIDAZIONE

2 Numero di ossidazione o stato di ossidazione La trattazione del legame chimico ha messo in evidenza che un atomo, legandosi ad altri atomi, assuma una configurazione elettronica diversa da quella che aveva prima di formare i legami, o per acquisto o perdita di uno o più elettroni (legame ionico) o per messa in comune di coppie elettroniche (legame covalente) La carica che assume effettivamente o formalmente l atomo in seguito a questa modificazione, è detta Stato di ossidazione o numero di ossidazione (n. ox.)

3 NEI COMPOSTI IONICI (MONOATOMICI) IL NUMERO DI OSSIDAZIONE DELL ATOMO COINCIDE IN VALORE E IN CARICA CON LA SUA CARICA IONICA. NEI COMPOSTI COVALENTI IL NUMERO DI OSSIDAZIONE DI UN ATOMO RAPPRESENTA LA CARICA CHE L ATOMO ACQUISTEREBBE SE TUTTI GLI ELETTRONI DI TUTTI I SUOI LEGAMI VENISSERO ATTRIBUITI ALL ATOMO PIÙ ELETTRONEGATIVO. Il calcolo del numero o stato di ossidazione di un atomo in una molecola è un artificio utile ai fini della scrittura di un composto o per bilanciare le reazioni nelle quali avviene il passaggio di elettroni tra specie diverse.

4 DETERMINAZIONE DEL NUMERO DI OSSIDAZIONE DEGLI ELEMENTI NEI LORO COMPOSTI Il n.o. di un atomo in una molecola può essere determinato in base alle seguenti regole: 1) il n.ox. di una specie elementare è zero 2) per un composto, la somma di tutti i n.ox. di tutti gli atomi deve essere uguale a zero 3) a tutti gli ioni monatomici si assegna un n. ox. pari alla carica dello ione 4) per uno ione poliatomico, la somma di tutti i n. ox. di tutti gli atomi è uguale alla carica dello ione 5) il n.ox. dell idrogeno in ogni composto è +1 eccetto che negli idruri metallici in cui l idrogeno ha n.ox. 1 6) il n.ox. dell ossigeno in ogni composto è -2 eccetto che nei perossidi e nei peracidi (H 2 O 2, H 2 SO 5 ove è presente il gruppo O- O) in cui l ossigeno ha n.ox. 1; infine nei superossidi (NaO 2 ) il n.ox. è 0,5. 7) il fluoro ha sempre n.ox. 1; 8) Il n.ox. dei metalli alcalini è +1 9) Il n.ox. dei metalli alcalino terrosi è +2;

5 Numeri di ossidazione negli atomi nei composti poliatomici Per definire il numero di ossidazione di un atomo in un composto o uno ione poliatomico, sono necessari tre passaggi: v Scrivere il numero di ossidazione conosciuto per gli atomi rappresentati nella formula. v Moltiplicare il numero di ossidazione di ogni elemento per il pedice. v Scrivere una semplice equazione in cui la somma di tutti i numeri di ossidazione moltiplicati per i rispettivi pedici dia per risultato la carica dello ione o zero se si tratta di un composto. In questa equazione ci sarà un numero di ossidazione sconosciuto moltiplicato per il suo pedice. Risolvere l equazione per il numero sconosciuto MnO 4 - O= -2 x 4 = -8; -8 + n.o.mn = -1 n.o.mn = -1+8 = +7 MnO 4 2- O=-2 x 4 = -8; -8 + n.o.mn = -2 n.o.mn = -2+8 = +6

6 IONI MONOATOMICI CATIONI ANIONI

7 Nomenclatura di IONI MONOATOMICI Nomenclatura IUPAC: Ione+ nome del metallo + carica, se necessario, indicato come numero romano fra parentesi (notazione di Stock) Nomenclatura tradizionale: suffisso oso (n.o. più basso) o ico (n.o. più alto)

8 IONI CATIONI Li + IONE LITIO Na + IONE SODIO K + IONE POTASSIO Ag + IONE ARGENTO Mg 2+ IONE MAGNESIO Ca 2+ IONE CALCIO Fe 2+ IONE FERRO(II) o FERROSO Ba 2+ IONE BARIO Fe 3+ IONE FERRO(III) o FERRICO Cd 2+ IONE CADMIO Zn +2 IONE ZINCO Pb 2+ IONE PIOMBO (II) o PIOMBOSO Co 2+ IONE COBALTO (II) o COBALTOSO Ni 2+ IONE NICHEL (II) o NICHELOSO Mn 2+ IONE MANGANESE (II) o MANGANOSO Sn 2+ IONE STAGNO (II) o STANNOSO Al 3+ IONE ALLUMINIO Cr 3+ IONE CROMO (III) o CROMICO Cu + IONE RAME(I) o RAMEOSO Cu 2+ IONE RAME(II) o RAMEICO Hg + IONE MERCURIO(I) o MERCUROSO Hg 2+ IONE MERCURIO(II) o MERCURICO

9 IONI F - IONE FLUORURO Cl - IONE CLORURO Br - IONE BROMURO I - IONE IODURO H - IONE IDRURO S 2- IONE SOLFURO O 2- IONE OSSIDO ANIONI

10 COMPOSTI BINARI OSSIDI (ossidi e anidridi) SALI ACIDI

11 NOMENCLATURA DEI COMPOSTI BINARI Vale per i composti che contengono solo due tipi di elementi Composti binari tra un metallo e un non metallo (composti ionici) Composti binari tra non metalli (composti covalenti)

12 Composti binari tra un metallo e un non metallo: SALI Nome dell elemento più elettronegativo + desinenza uro (se si tratta di ossigeno ossido) + nome dell elemento meno elettronegativo invariato preceduto da di. Nelle formule, il costituente meno elettronegativo deve essere posto per primo NaCl Cloruro di sodio KI Ioduro di potassio NaF Fluoruro di sodio LiH Idruro di litio Nella nomenclatura IUPAC se il metallo può formare più di uno ione, si fa seguire al nome del metallo un numero romano (tra parentesi tonde) che indica la carica (notazione di Stock). La nomenclatura tradizionale ricorre ai suffissi oso (per il più basso stato di ossidazione) e ico (per il più alto stato di ossidazione). ESEMPI: SnCl 2 Cloruro di stagno (II) Cloruro stannoso SnCl 4 Cloruro di stagno (IV) Cloruro stannico FeCl 2 Cloruro di ferro (II) Cloruro ferroso FeCl 3 Cloruro di ferro (III) Cloruro ferrico

13 ACIDI BINARI: IDRACIDI Gli alogeni e lo zolfo formano nei loro n.o. negativi, acidi binari con l H. Si indicano col suffisso IDRICO (il nome sistematico IUPAC di tali composti si ottiene come visto per gli altri composti binari, ponendo dapprima la radice del nome dell alogeno, più elettronegativo dell idrogeno, a cui va aggiunta la desinenza URO, seguito dalla preposizione DI e dal nome del primo costituente) Tradizionale IUPAC HF acido fluoridrico (fluoruro di idrogeno) HCl acido cloridrico (cloruro di idrogeno) H 2 S acido solfidrico (solfuro di idrogeno) HBr acido bromidrico (bromuro di idrogeno) HI acido iodidrico (ioduro di idrogeno) HCN acido cianidrico (cianuro di idrogeno)

14 Composti binari con l idrogeno ü L ossigeno, come lo zolfo in H 2 S, forma l acqua H 2 O ü Gli elementi del V o gruppo si legano ad H nei loro n.o. negativi (-3): NH 3 ammoniaca ü Il carbonio, il silicio e il boro formano i seguenti composti: CH 4 metano ü I metalli si combinano con l idrogeno avente n.o. 1 formando composti comunemente detti IDRURI METALLICI: AlH 3 idruro di alluminio LiH idruro di litio

15 OSSIDI METALLO + OSSIGENO NON METALLO + OSSIGENO OSSIDO BASICO (OSSIDO) OSSIDO ACIDO (ANIDRIDE) Nomenclatura IUPAC: Alla parola OSSIDO si aggiunge il nome dell elemento. 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 )

16 Ossidi (O + metallo) n n n n n Na 2 O: Monossido di disodio Fe 2 O 3 : Triossido di diferro BaO: Monossido di bario Li 2 O: Monossido di dilitio SnO 2 : Diossido di stagno Ossidi (O + non metallo) n n n n n n n n n NO: Monossido di azoto NO 2 : Biossido di azoto SO 2 : Biossido di zolfo SO 3 : Triossido di zolfo CO: Monossido di carbonio Cl 2 O: Monossido di dicloro Cl 2 O 3 : Triossido di dicloro Cl 2 O 5 : Pentossido di dicloro Cl 2 O 7 : Eptossido di dicloro

17 Nomenclatura Tradizionale Ossidi metallici Se l elemento ha un solo numero di ossidazione: Alla parola OSSIDO si fa seguire il nome dell elemento; si può anche usare la proposizione di, seguita dal nome dell elemento Se l elemento ha due numeri di ossidazione: n Alla parola OSSIDO si aggiunge un attributo costituito dalla radice del nome dell elemento e da un suffisso: n -OSO riferito al numero di ossidazione più basso n -ICO riferito al numero di ossidazione più alto (anche usato per composti derivati da elementi con n.o. unico)

18 ESEMPIO: n n Fe 2 O 3 : ossido FERRICO (Fe III) FeO: ossido FERROSO (Fe II)

19 Nomenclatura Tradizionale Ossidi non metallici o anidridi Alcuni non metalli (soprattutto gli alogeni) presentano più 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: +1 Cl 2 O anidride ipoclorosa CO 2 Anidride carbonica +3 Cl 2 O 3 anidride clorosa +4 SO 2 Anidride solforosa +5 Cl 2 O 5 anidride clorica +7 Cl 2 O 7 anidride perclorica +6 SO 3 Anidride solforica

20 COMPOSTI TERNARI OSSIACIDI SALI IDROSSIDI

21 IDROSSIDI Sono costituiti dallo ione METALLICO positivo M n+ e da n IONI IDROSSIDO OH -. Per la nomenclatura IUPAC valgono le stesse regole viste peri composti binari: NaOH (Mono)Idrossido di sodio Fe(OH) 2 Diidrossido di ferro Fe(OH) 3 Triidrossido di ferro Ca(OH) 2 Diidrossido di calcio Se l elemento ha un solo numero di ossidazione si può utilizzare la sola preposizione di: Mg(OH) 2 : Idrossido di magnesio

22 Nomenclatura tradizionale Valgono le stesse regole per i suffissi utilizzati con gli ossidi: IDROSSIDO -OSO IDROSSIDO -ICO radice del metallo la formula si costruisce ponendo accanto al simbolo del metallo tanti gruppi OH quanti ne indica il numero di ossidazione del metallo: idrossido ferroso Fe(OH) 2 idrossido ferrico Fe(OH) 3

23 Ossiacidi Nella formula si scrive dapprima l H, quindi il simbolo dell elemento, ed infine l ossigeno. Nella nomenclatura tradizionale, al nome dell acido si associano gli stessi prefissi e suffissi dell anidride da cui deriva. Tradizionale (an. solforosa) SO 2 + H 2 O à H 2 SO 3 (acido solforoso) (an. solforica) SO 3 + H 2 O à H 2 SO 4 (acido solforico) (an. nitrica) N 2 O 5 + H 2 O à H 2 N 2 O 6 à 2HNO 3 (acido nitrico) (an. carbonica) CO 2 + H 2 O à H 2 CO 3 (acido carbonico)

24 (Anidride ipoclorosa) Cl 2 O + H 2 O à H 2 Cl 2 O 2 à 2HClO (acido ipocloroso) (Anidride clorosa) Cl 2 O 3 + H 2 O à H 2 Cl 2 O 4 à 2HClO 2 (acido cloroso) (Anidride clorica) Cl 2 O 5 + H 2 O à H 2 Cl 2 O 6 à 2HClO 3 (acido clorico) (Anidride perclorica) Cl 2 O 7 + H 2 O à H 2 Cl 2 O 8 à 2HClO 4 (acido perclorico) (Anidride bromica) Br 2 O 5 + H 2 O à H 2 Br 2 O 6 à 2HBrO 3 (acido bromico) (Anidride bromosa) Br 2 O 3 + H 2 O à H 2 Br 2 O 4 à 2HBrO 2 (acido bromoso) HClO Acido ipocloroso HClO 2 Acido cloroso HClO 3 Acido clorico HClO 4 Acido perclorico HIO 4 Acido periodico H 2 CrO 4 Acido cromico H 2 Cr 2 O 7 Acido dicromico HNO 2 Acido nitroso HMnO 4 Acido permanganico

25 In alcuni casi l elemento centrale può formare più di un ossoacido, pur mantenendo lo stesso numero di ossidazione, a causa di un diverso grado di idratazione dell anidride. Questo è il caso, ad esempio, del fosforo, che può dar luogo a 3 ossoacidi corrispondenti al numero di ossidazione (V). P 2 O H 2 O 2 H 3 PO 4 P 2 O 5 + H 2 O 2 HPO 3 P 2 O H 2 O H 4 P 2 O 7 La nomenclatura tradizionale utilizza i prefissi: orto per il maggior grado di idratazione, meta per il minor grado di idratazione, piro per il grado di idratazione intermedio. H 3 PO 4 Acido ortofosforico HPO 3 Acido metafosforico H 4 P 2 O 7 Acido pirofosforico

26 Ioni poliatomici Ioni positivi Tra i cationi poliatomici sono importanti quelli formati da elementi non metallici con idrogeno. Ione+ nome dell elemento legato all idrogeno + desinenza onio H 3 O + Ione ossonio NH 4 + Ione ammonio (non azotonio) Ioni negativi Per alcuni anioni si usa la desinenza uro tipica dei monoatomici: Ione+ nome dell elemento + desinenza uro S 2-2 Ione disolfuro CN - Ione cianuro Eccezioni rilevanti: OH - Ione idrossido O 2-2 Ione perossido

27 Nomenclatura tradizionale degli ossoanioni Si usano suffissi diversi a seconda dei corrispondenti acidi: -OSO à -ITO -ICO à -ATO HClO acido ipocloroso ClO - ione ipoclorito HClO 2 acido cloroso ClO - 2 ione clorito HClO 3 acido clorico ClO - 3 ione clorato HClO 4 acido perclorico ClO - 4 ione perclorato HBrO acido ipobromoso BrO - ione ipobromito HClO 2 acido bromoso ClO - 2 ione bromito HClO 3 acido bromico ClO - 3 ione bromato HClO 4 acido perbromico ClO - 4 ione perbromato HNO 2 acido nitroso NO - 2 ione nitrito HNO 3 acido nitrico NO - 3 ione nitrato H 2 SO 3 acido solforoso SO 2-3 ione solfito H 2 SO 4 acido solforico SO 2-4 ione solfato H 3 PO 4 acido fosforico PO 3-4 ione fosfato H 2 CO 3 acido carbonico CO 2-3 ione carbonato

28 Ossoanioni contenenti idrogeno La perdita parziale di ioni H + dà luogo a radicali ionici negativi indicati col prefisso IDROGENO-: HSO 4 - à ione idrogenosolfato E, se necessario, anche i prefissi mono-, di-, tri- per indicare il numero di ioni H + : H 2 PO 4 - à ione diidrogenofosfato HPO 4 2- Ione Idrogeno -fosfato H 2 PO 4 - Ione Diidrogeno -fosfato HCO 3 - Ione Idrogeno -carbonato HSO 4 - Ione Idrogeno -solfato HSO 3 - Ione Idrogeno -solfito Nomenclatura tradizionale: prefisso bi Bicarbonato, bisolfato, bisolfito

29 I sali si originano per reazione tra un idrossido (base) e un acido. I Sali sono composti ionici. Un sale è costituito da una parte metallica (ione del metallo o altro catione tra quelli descritti) e da una parte non metallica (anioni). Nomenclatura tradizionale Il NOME del sale è dato Dal nome dell ANIONE seguito dal nome dello IONE POSITIVO con i suffissi OSO e ICO a seconda del n.o.

30 ESEMPIO: Scrivere il carbonato di ammonio Gli ioni sono NH 4 + CO 3 2- Occorrono due ioni ammonio per bilanciare la carica 2 dello ione carbonato, per cui: (NH 4 ) 2 CO 3 ESEMPIO: Scrivere il solfato di sodio Gli ioni sono Na + SO 4 2- Occorrono due ioni sodio per bilanciare la carica 2 dello ione solfato, per cui: Na 2 SO 4 ESEMPIO: Scrivere il solfato di alluminio Gli ioni sono Al 3+ SO 4 2- MCM tra 3 e 2 = 6 Per lo ione alluminio: 6/3=2 Per lo ione solfato: 6/2=3 Al 2 (SO 4 ) 3

31 Esempi SOLFATO FERROSO: n S (zolfo), non metallo, n.o. +6 (suffisso ATO) n SO 3 : anidride solforica n H 2 SO 4 : acido solforico n SO 2-4 : radicale solfato (valenza 2) n Fe (ferro), metallo, n.o. +2 (suffisso OSO) n Fe 2+ ione ferroso (valenza 2) CARBONATO SODICO: n C (carbonio), non metallo, n.o. +4 (suffisso ATO) n CO 2 : anidride carbonica n H 2 CO 3 : acido carbonico n CO 3 2- : radicale carbonato (valenza 2) n Na (sodio), metallo, n.o. +1 (suffisso ICO) n Na + : ione sodico (valenza 1) Fe 2 (SO 4 ) 2 semplificando FeSO 4 Na 2 CO 3

32 Esempi PERCLORATO RAMEICO: n Cl (cloro), non metallo, n.o. +7 (prefisso PER e suffisso ATO) n Cl 2 O 7 : anidride perclorica n HClO 4 : acido perclorico n ClO 4- : radicale perclorato (valenza 1) n Cu (rame), metallo, n.o. +2 (suffisso ICO) n Cu 2+ : ione rameico (valenza 2) IPOIODITO POTASSICO: n I (iodio), non metallo, n.o. +1 (prefisso IPO e suffisso ITO) n I 2 O: anidride ipoiodosa n HIO: acido ipoiodoso n IO - : radicale ipoiodito (valenza 1) n K (potassio), metallo, n.o. +1 (suffisso ICO) n K + : ione potassico (valenza 1) Cu(ClO 4 ) 2 KIO

33 I sali formati dai radicali derivati dagli acidi per parziale perdita di ioni H + sono detti SALI ACIDI. La nomenclatura tradizionale fa precedere al nome dell anione il prefisso bi. Esempi: NaHCO 3 Bicarbonato di sodio KHSO 4 Bisolfato di potassio