Classificazione e nomenclatura dei composti

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1 Classificazione e nomenclatura dei composti

2 I nomi delle sostanze La nomenclatura chimica è regolamentata da un associazione internazionale: la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry): Ancora oggi, però, viene utilizzata spesso la nomenclatura tradizionale. Esiste anche la cosiddetta nomenclatura di Stock.

3 Valenza e numero di ossidazione La valenza rappresenta il numero di elettroni che l atomo guadagna o mette in comune quando si lega ad altri atomi. La valenza di un atomo corrisponde in genere al numero di legami che l atomo può formare. Nella nomenclatura moderna, al posto della valenza, si fa riferimento al numero di ossidazione Il numero di ossidazione rappresenta la carica che ogni atomo, in una molecola o in uno ione poliatomico, assumerebbe se gli elettroni di legame fossero assegnati all atomo più elettronegativo.

4 Il numero di ossidazione Il numero di ossidazione di un elemento in un composto è sempre preceduto dal segno + o - : il segno spetta all elemento più elettronegativo, poiché a esso sono stati arbitrariamente assegnati gli elettroni di legame. il segno + spetta, invece, a quello meno elettronegativo. Ex. HCl H avrà n.o +1 e Cl avrà n.o -1 Il numero di ossidazione di un atomo in un composto non indica che esso sia effettivamente carico, cioè che sia uno ione.

5 Regole per l attribuzione del numero di ossidazione Il numero di ossidazione di qualunque elemento chimico, quando è combinato con altri, viene assegnato sulla base di regole convenzionali: 1.Gli elettroni di legame vengono attribuiti all elemento più elettronegativo, che avrà numero di ossidazione negativo, mentre tutti gli altri elementi del composto hanno numero di ossidazione positivo. (es. HCl, Cl è più elettronegativo e ha n.o. 1, mentre H ha n.o. +1)

6 Regole per l attribuzione del numero di ossidazione 2. Il numero di ossidazione di tutte le sostanze elementari è uguale a zero (es. Na, Mg, Fe hanno n.o. zero e così pure ogni atomo delle molecole degli elementi, come H 2, O 2, Cl 2 ) 3. In tutti i composti l ossigeno ha numero di ossidazione 2 (es. MgO) ad eccezione dei perossidi nei quali il n.o. è 1 (es. H 2 O 2, Na 2 O 2 );

7 Regole per l attribuzione del numero di ossidazione 4. In tutti i composti l idrogeno ha numero di ossidazione +1 (es. HCl, H 2 O), ad eccezione degli idruri nei quali il n.o. è 1 (LiH, CuH); 5. Nelle molecole o composti neutri la somma algebrica dei numeri di ossidazione dei singoli atomi è uguale a 0 (es. nell acqua H 2 O l idrogeno ha n.o. +1 x 2 atomi = +2 e l ossigeno ha n.o. 2 x 1 atomo = 2, quindi +2 2 = 0);

8 Regole per l attribuzione del numero di ossidazione 6. Gli ioni monoatomici hanno numero di ossidazione uguale alla carica dello ione (es. lo ione calcio Ca 2+ ha n.o. +2); 7. in uno ione poliatomico la somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi è uguale alla carica dello ione (es. SO 2-4 ha n.o. = 2).

9 Altre indicazioni per assegnare il numero di ossidazione: Il numero di ossidazione di un atomo del gruppo I (metalli alcalini) in tutti i composti è +1; quello di un atomo del gruppo II (metalli alcalino-terrosi) in tutti i composti è +2. Il numero di ossidazione del fluoro è sempre 1 I numeri di ossidazione più comuni degli elementi del sistema periodico:

10 Esercizio: Calcola il numero di ossidazione degli elementi che compongono i seguenti composti HClO 4 x H +x Cl +4x O =0 x H =+1 x o = x Cl +4(-2)=0 x Cl =8-1=+7 ClO 4 - x Cl +4x O =-1 x H =+1 x o = - 2 x Cl +4(-2)=-1 x Cl =8-1=+7

11 Assegnare n.o. degli elementi legati all ossigeno: 1. ClO - 2. SO MnO N 2 5. Cr 2 O 2-7

12 Leggere e scrivere le formule più semplici La formula chimica di un composto mostra da quali elementi è formato. Gli indici numerici in posizione di pedici, indicano quanti atomi di ogni elemento sono presenti nella molecola. ( ex. CCl 4 1 atomo di Carbonio e 4 atomi di Cloro) Non si riporta il pedice numerico di un elemento se ha valore 1.

13 Leggere e scrivere le formule più semplici L elemento più metallico, i cationi e gli atomi con numero di ossidazione positivo, si scrivono per primi, a sinistra nella formula. Seguono l anione non metallico o poliatomico. - Nei composti binari (composti formati da due elementi) il n.o. del non metallo diventa il pedice del metallo e viceversa (regola dell incrocio). ex. Na 2 O Na ha pedice 2 perché n.o dell O è -2, l O ha pedice 1 perché il Na ha n.o +1 (essendo metallo del primo gruppo)

14 Leggere e scrivere le formule più semplici

15 I composti I composti si dicono: binari se formati da due elementi; ternari se costituiti da tre elementi. Nomenclatura Il nome di un composto binario si costruisce a partire da quello dell elemento scritto a destra. La nomenclatura tradizionale fa riferimento al numero di ossidazione degli elementi presenti nel composto. La nomenclatura IUPAC fa riferimento al numero di atomi nella formula chimica.

16 Gli ossidi

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18 Nomenclatura IUPAC: Si utilizzano i prefissi mono-, di-, tri-, tetra- etc per indicare il numero degli atomi presenti nella molecola Na 2 O MONO-ssido di DI-sodio

19 Nomenclatura a confronto

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21 non metallo

22 Nomenclatura IUPAC: Si usano le stesse regole viste per gli ossidi basici Es. N 2 O 5 PENTO-ssido di DI-azoto

23 Nomenclatura a confronto Nome IUPAC nome tradizionale

24 Assegna il nome tradizionale e IUPAC ai seguenti ossidi: a) SO 2 b) SO 3 c) SnO d) Al 2 O 3 e) P 2 O 5 f) PbO 2 g) Cu 2 O h) CuO i) SnO 2 l) Fe 2 O 3

25 Scrivi, bilancia e nomina i prodotti delle seguenti reazioni: 1) Li + O 2 2) P + O 2 anidride fosforosa 3) Cl 2 + O 2 anidride ipoclorosa N.B. 7 elementi, H, O, N, F, Br, Cl e I si trovano in natura sotto forma di molecole costituite da 2 atomi dello stesso tipo

26 IDRURI Gli idruri sono i composti che l idrogeno forma con elementi meno elettronegativi, pertanto l H presenta n.o -1 e quindi nella formula va scritto per secondo. Hanno formula generale XH n con X simbolo del metallo o del non metallo n= n.o. dell elemento X Nomenclatura tradizionale: Il nome è del composto è IDRURO di seguito dal nome dell elemento associato all idrogeno Ex. KH idruro di potassio FeH 3 idruro ferrico

27 IDRURI Nomenclatura IUPAC: Il nome del composto è IDRURO di seguito dal nome dell elemento associato all idrogeno. nom. tradizionale IUPAC Es. KH idruro di potassio idruro di potassio BeH 2 idruro di berillio diidruro di berillio BH 3 idruro di boro triidruro di boro FeH 3 idruro ferrico triidruro di ferro NH 3 ammoniaca

28 IDRACIDI Sono composti che l idrogeno forma con elementi più elettronegativi, in cui presenta n.o +1 e quindi nella formula va scritto per primo. I principali idracidi si formano dall unione dell idrogeno con i non metalli del VI e VII gruppo principale. Hanno formula generale H n X con n= n.o dell elemento X

29 IDRACIDI Nomenclatura tradizionale: Il nome è: ACIDO seguito dalla radice del nome del non metallo seguito dal suffisso idrico Nomenclatura IUPAC: Nome dell elemento con suffisso -URO seguito dal nome di idrogeno. Si utilizzano i prefissi di-, tri-, tetra- etc per indicare il numero degli atomi presenti nella molecola nom. tradizionale IUPAC Es. HI acido iodidrico ioduro di idrogeno HCl acido cloridrico cloruro di idrogeno H 2 S acido solfidrico solfuro di diidrogeno

30 SALI BINARI Derivano dalla reazione di un metallo con un non metallo Hanno formula generale: MX M (metallo) X (non metallo) Il metallo, avendo elettronegatività minore, ha numero di ossidazione positivo, il non-metallo avrà numero di ossidazione negativo

31 SALI BINARI La nomenclatura tradizionale: Se il metallo presenta un unico numero di ossidazione il composto prenderà il nome dal non-metallo terminante in -uro seguito dal nome del metallo. Ex. NaCl cloruro di sodio Se il metallo presenta due numeri di ossidazione si possono ottenere due sali binari diversi. Nel composto a n.o maggiore il metallo prenderà il suffisso -ico, in quello a n.o minore prenderà il suffisso -oso. Ex. Cu 2 S CuS solfuro rameoso solfuro rameico

32 SALI BINARI La nomenclatura IUPAC il composto prende il nome dal non-metallo terminante in -uro seguito dal nome del metallo, con l utilizzo degli opportuni prefissi che precedono entrambi i termini. Tradizionale IUPAC Cu 2 S solfuro rameoso solfuro di dirame CuS solfuro rameico solfuro di rame

33 Composti binari formati esclusivamente da non metalli I composti binari tra non metalli sono rappresentati da una formula in cui l elemento con elettronegatività maggiore viene scritto per secondo e il loro nome si ricava come quelli dei sali binari, assegnando la desinenza uro all elemento più elettronegativo.

34 Assegna il nome tradizionale e IUPAC o scrivi la formula dei seguenti composti: a) B 2 O 3 b) CrO 3 c) Mn 2 O 7 d) AlH 3 e) HF f) CaH 2 g) pentacloruro di fosforo h) ammoniaca i) idruro di potassio l) solfuro di zinco m) tetracloruro di zolfo n)ioduro di calcio o)acido iodidrico

35 I composti ternari I principali composti ternari sono gli idrossidi; gli ossiacidi; i sali ternari.

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37 Idrossidi Ex. Fe(OH) 3 idrossido ferrico Fe(OH) 2 idrossido ferroso

38 Ossiacidi Gli ossiacidi sono composti formati da: idrogeno, non metallo e ossigeno. Gli ossiacidi derivano dalla reazione fra: un ossido acido (anidride) e una o più molecole d acqua. Hanno formula generale H m nm O n

39 Ossiacidi

40 Ossiacidi Acidi poliprotici (con due o + atomi di H) o poliacidi

41 Ossiacidi Nomenclatura tradizionale Il nome dell acido si ottiene da quello dell anidride corrispondente, sostituendo il termine acido al termine anidride e mantenendo inalterato il prefisso mentre il suffisso passa dal femminile al maschile.

42 Ossiacidi Per determinare subito la formula dell ossiacido: Pedice O = n.o. H + n.o. non-metallo /2 (n.o. O) Se n.o. H+ n.o. non-metallo non è divisibile per due si mette pedice 2 all H

43 Assegna ai seguenti acidi il nome tradizionale: a) HClO 2 b) HBr c) HIO 4 d) H 2 SO 3 e) HNO 3 f) H 3 PO 4 g) H 2 SO 4 h) H 2 CO 3 i) HClO 3 l) HNO 2 Per ognuno dei seguenti acidi scrivi il nome del rispettivo radicale e la sua formula chimica: a) acido ipocloroso b) acido solforoso c) acido perclorico d) acido bromico

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45 Sali ternari I sali ternari sono composti formati da un: metallo, non metallo e ossigeno. I sali ternari si formano per sostituzione degli atomi di idrogeno dell ossiacido corrispondente con un metallo.

46 Se i sali provengono da acidi poliprotici (con più di due atomi di idrogeno), la sostituzione può risultare parziale e prendono il nome di sali acidi.

47 si trasformano i suffissi, ma non i prefissi. ossiacido ipo oso oso ico per ico sale ipo ito ito ato per ato

48 Ex. Carbonato ferrico Deriva da : acido carbonico H C O L acido perde 2 atomi di H (perché il sale è un carbonato e non un carbonato acido) 2- - L anione quindi è bivalente CO 3 - Nel sale il Fe prende il posto dell H, essendo ferrico n.o del Fe = Fe CO 3 Fe 2 (CO 3 ) 3 Carbonato ferrico

49 Ex. Clorito Ferroso Deriva da : acido cloroso H Cl O 2 - L acido perde 1 atomi di H - L anione quindi è monovalente Cl O Nel sale il Fe prende il posto dell H, essendo ferroso n.o del Fe = Fe Cl O 2 Fe (ClO 2 ) 2 Clorito ferroso

50 Anioni poliatomici da ricordare monovalenti bivalenti trivalenti

51 Assegna il nome tradizionale o scrivi le formule dei seguenti composti: a) CaSO 3 b) NaNO 2 c) CaCO 3 d) KBrO 2 e) AgNO 3 f) K 2 SO 4 g) Cu(NO 3 ) 2 h) AlPO 4 i) Fe(OH) 3 j) KClO 2 k) SO 2 Solfito di sodio Acido solfidrico Cloruro di calcio Carbonato di alluminio ossido di magnesio Anidride nitrica ipoclorito di sodio Acido nitroso acido permanganico Acido cloridrico Fluoruro di magnesio Nitrato di calcio Solfato ferrico

52 La classificazione dei composti inorganici La classificazione dei composti inorganici si basa sulle loro proprietà chimiche, in particolare sulla natura metallica o non metallica degli elementi costituenti e sulla reattività con acqua e ossigeno.