Nomenclatura Chimica. A cura della prof.ssa C. Viscardi

Transcript

1 Nomenclatura Chimica A cura della prof.ssa C. Viscardi 1

2 La TAVOLA PERIODICA 2

3 Nomenclatura Chimica Tradizionale Stock IUPAC 3

4 VALENZA La valenza di un elemento in un composto rappresenta il numero di legami che tale elemento instaura con atomi di altri elementi, o anche il numero di elettroni ceduti, acquistati o messi in compartecipazione dall elemento del composto considerato H, Cl, Br, : monovalenti Ca in CaCl 2, Mg in MgF 2 : bivalenti N in NH 3, P in PH 3 : trivalenti C in CH 4 : tetravalenti La valenza coincide con il numero di atomi di idrogeno, o di altri atomi equivalenti che un elemento può legare o sostituire 4

5 Gli elettroni di valenza Gli elettroni più esterni di un atomo sono chiamati di Valenza Elemento Elettroni di valenza Gruppo nel sistema periodico Na 3s 1 1 Si 3s 2 3p 2 4 As 4s 2 4p 3 5 5

6 Gli elettroni di valenza si possono rappresentare con il simbolo di Lewis nel quale gli elettroni vengono rappresentati con puntini Li Be B C N O F Ne Tutti gli elementi tendono a raggiungere la configurazione elettronica del gas nobile più vicino (s 2 p 6 o s 2 per quelli vicino all elio). Gli elementi tendono a raggiungere la configurazione elettronica ad ottetto s 2 p 6, condividendo, strappando o cedendo elettroni (regola dell ottetto). 6

7 NUMERO DI OSSIDAZIONE Consiste nella carica elettrica formale che l elemento assume in un composto se si pensa di associare gli elettroni di ciascun legame all atomo considerato più elettronegativo. Il numero di ossidazione può quindi assumere valori sia positivi che negativi. 7

8 Numero di ossidazione 1. Numeri di ossidazione del carbonio: C = 0; CH 4 = 4; CO= + 2; CO 2 = + 4; H 2 CO 3 =? 2. Numeri di ossidazione dell azoto: N 2 = 0, NO = +2; NH 3 = 3; HNO 3 =? HNO 2 =? 3. O in OH :?; N in NH + 4 =?; S in SO 2 4 =? In una molecola la somma algebrica dei n.o. degli atomi è 0. In uno ione la somma algebrica è uguale alla carica dello ione 8

9 Primo Gruppo (metalli alcalini) Li +1 Na +1 K +1 Secondo Gruppo (metalli alcalinoterrosi) Mg +2 Ca +2 Sr +2 Ba +2 9

10 Terzo Gruppo Quarto Gruppo B +3 (non metallo) C (+2), +4 (non metallo) Al +3 (anfotero) Si (+2), +4 (non metallo) Pb (+2), +4 (metallo) Quinto Gruppo N 3, (+1), (+2), (+3), (+4), + 5 (non metallo) P 3, (+1), (+3), + 5 (non metallo) 10

11 Settimo Gruppo (Non metalli, alogeni) F 1 Cl 1,+1, +3, +5, +7 Br 1,+1, +3, +5, +7 I 1,+1, +3, +5, +7 Sesto Gruppo (nonmetalli) O 2, (1) S +2, +4, +6 11

12 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 semplici regole: 1. Il n.o. di una specie elementare è zero. 2. Nel calcolo del n.o. non si tiene conto dei legami tra atomi dello stesso elemento. 3. Il n.o. di un catione o di un anione corrisponde alla propria carica. 4. L idrogeno, H ha sempre n.o. +1, tranne che negli idruri (composti binari con i metalli) in cui presenta n.o L ossigeno, O ha sempre n.o. 2, tranne nei perossidi (OO, n.o. 1). 12

13 Il fluoro F ha sempre n.o. 1. I metalli hanno sempre n.o. positivi; i metalli alcalini: n.o.+1 Il B e l Al: n.o. +3 In una molecola la somma algebrica dei n.o. di tutti gli atomi deve essere zero. In uno ione (positivo o negativo) la somma algebrica dei n.o. deve essere uguale alla carica dello ione stesso. 13

14 Sia i metalli che i non metalli formano, nei loro numeri di ossidazione positivi, composti binari con l ossigeno 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 14 formula (mono, di, tri, tetra, penta, esa )

15 Metallo + Ossigeno: M x O y Gli indici x e y dipendono dai rispettivi numeri di ossidazione: M (+1) + O (2) M 2 O Si semplificano gli indici nel caso siano divisibili per uno stesso numero M (+2) + O (2) MO M (+3) + O (2) M 2 O 3 M (+4) + O (2) MO 2 Non metallo + Ossigeno: M x O y x e y dipendono dai rispettivi numeri di ossidazione: E (+1) + O (2) E 2 O E (+2) + O (2) EO E (+3) + O (2) E 2 O 3 E (+4) + O (2) EO 2 E (+5) + O (2) E 2 O 5 E (+7) + O (2) E 2 O 7 15

16 Ossidi metallici nomenclatura IUPAC 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 16

17 Ossidi non metallici nomenclatura IUPAC 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 CO: Monossido di carbonio CO 2 : Diossido di carbonio SO 2 : Diossido di zolfo SO 3 : Triossido di zolfo 17

18 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: Alla parola OSSIDO si aggiunge un attributo costituito dalla radice del nome dell elemento e da un suffisso: OSO riferito al numero di ossidazione più basso ICO riferito al numero di ossidazione più alto 18

19 Nomenclatura Tradizionale Ossidi non metallici o anidridi Alcuni non metalli 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 PERper distinguere i possibili composti: +1 Cl 2 O anidride ipoclorosa +3 Cl 2 O 3 anidride clorosa +5 Cl 2 O 5 anidride clorica +7 Cl 2 O 7 anidride perclorica 19

20 IDROSSIDI (BASI) Derivano formalmente dalla reazione di ossidi basici (ossidi metallici) con acqua: K 2 O + H 2 O 2 KOH Sono costituiti dallo ione METALLICO positivo M n+ e da n IONI OSSIDRILI OH. Valgono le stesse regole per la nomenclatura: NaOH Fe(OH) 2 Fe(OH) 3 Ca(OH) 2 (Mono)Idrossido di sodio Diidrossido di ferro Triidrossido di ferro 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 20

21 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 sodico NaOH idrossido ferroso Fe(OH) 2 idrossido ferrico Fe(OH) 3 Na 2 O + H 2 O 2NaOH (idrossido di sodio, soda caustica) CaO (calce viva) + H 21 2 O Ca(OH) 2 (diidrossido di calcio, calce spenta)

22 ACIDI IDRACIDI ACIDI OSSIGENATI OSSIDI ACIDI 22

23 IDRACIDI Si indicano col suffisso IDRICO (fanno parte dei composti binari, il cui nome sistematico IUPAC si ottiene 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) HF HCl H 2 S HBr HI acido fluoridrico (fluoruro di idrogeno) acido cloridrico (cloruro di idrogeno) acido solfidrico (solfuro di idrogeno) acido bromidrico (bromuro di idrogeno) acido iodidrico (ioduro di idrogeno) 23

24 Acidi Ossigenati Derivano dalle anidridi per formale addizione di H 2 O. Nella formula si scrive dapprima l H, quindi il simbolo dell elemento ed infine l ossigeno. Al nome dell acido si associano gli stessi prefissi e suffissi dell anidride da cui deriva. (anidride solforosa) SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 (acido solforoso) (anidride solforica) SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 (acido solforico) (anidride nitrica) N 2 O 5 + H 2 O H 2 N 2 O 6 2HNO 3 (acido nitrico) (anidride carbonica) CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 (acido carbonico) 24

25 Acidi Ossigenati (Anidride ipoclorosa) Cl 2 O + H 2 O H 2 Cl 2 O 2 2HClO (acido ipocloroso) (Anidride clorosa) Cl 2 O 3 + H 2 O H 2 Cl 2 O 4 2HClO 2 (acido cloroso) (Anidride clorica) Cl 2 O 5 + H 2 O H 2 Cl 2 O 6 2HClO 3 (acido clorico) (Anidride perclorica) Cl 2 O 7 + H 2 O H 2 Cl 2 O 8 2HClO 4 (acido perclorico) (Anidride bromica) Br 2 O 5 + H 2 O H 2 Br 2 O 6 2HBrO 3 (acido bromico) (Anidride bromosa) Br 2 O 3 + H 2 O H 2 Br 2 O 4 2HBrO 2 (acido bromoso) 25

26 Acidi Ossigenati Alcuni non metalli, soprattutto del IV e del V gruppo formano acidi con formula corrispondente all addizione di una quantità variabile di molecole di H 2 O all anidride. Così per uno stesso numero di ossidazione possono esistere diversi acidi, distinguibili con appropriati prefissi, fermo restando il suffisso associato a quel n.o. All aumentare del numero di molecole d acqua si usano i seguenti suffissi: META, PIRO (o DI), ORTO. P 2 O 5 + H 2 O HPO 3 P 2 O H 2 O H 2 P 2 O 7 P 2 O H 2 O H 3 PO 4 (acido metafosforico) (acido pirofosforico o difosforico) (acido ortofosforico) 26

27 COMPOSTI BINARI CON L IDROGENO Oltre agli IDRACIDI, esistono altri composti binari con l idrogeno L ossigeno, come lo zolfo in H 2 S, forma l acqua H 2 O Gli elementi del V o gruppo si legano ad H nei loro n.o. negativi (3): NH 3 ammoniaca PH 3 fosfina Il carbonio e il boro formano i seguenti composti: CH 4 metano BH 3 borano 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 FeH 3 idruro ferrico 27

28 PEROSSOCOMPOSTI Sono composti in cui un ossigeno è sostituito con un gruppo O 2 2 (gruppo PEROSSO). Sono cioè composti che contengono più ossigeno del necessario. Essi vengono indicati con il prefisso PEROSSO o PER: Perossido di sodio Na 2 O 2 Perossido di idrogeno H 2 O 2 (acqua ossigenata) 28

29 Ioni Poliatomici, ossoanioni Quello che resta di un acido ossigenato per perdita di atomi di idrogeno si chiama radicale acido. Per ogni idrogeno tolto si aggiunge una carica negativa. Il numero delle cariche costituisce la valenza del radicale Si usano suffissi diversi da quelli dei corrispondenti acidi: ClO Ione ipoclorito NO 2 Ione nitrito SO 3 2 Ione solfito ClO 2 Ione clorito CO 3 2 Ione carbonato NO 3 Ione nitrato SO 4 2 Ione solfato ClO 3 Ione clorato ClO 4 Ione perclorato OSO ITO ICO ATO BrO Ione ipobromito BrO 2 Ione bromito BrO 3 Ione bromato BrO 4 Ione perbromato 29

30 Ioni Poliatomici, ossoanioni 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 HNO 2 acido nitroso NO 2 ione nitrito HNO 3 acido nitrico NO 3 ione nitrato H 2 SO 3 acido solforoso H 2 SO 4 acido solforico H 3 PO 4 acido fosforico SO 2 3 ione solfito SO 2 4 ione solfato PO 4 3 ione fosfato 30

31 Ossoanioni contenenti idrogeno La perdita parziale di ioni H + dà luogo a radicali ionici negativi indicati col prefisso IDROGENO: HSO 4 ione idrogenosolfato E, se necessario, anche i prefissi mono, di, tri per indicare il numero di ioni H + : H 2 PO 4 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 Bicarbonato, bisolfato, bisolfito 31

32 I sali si originano per reazione tra un composto derivato da un metallo (ossido basico, idrossido o il metallo stesso) e un composto derivato da un non metallo (anidride, acido o lo stesso non metallo) Un sale è costituito da una parte metallica (ione del metallo o altro catione tra quelli descritti) e da una parte non metallica (un radicale acido o altri anioni). Il NOME del sale è dato dall attributo del corrispondente Radicale acido completo di suffissi e prefissi, seguito dal nome dello ione positivo con i suffissi OSO e ICO a seconda del n.o. La FORMULA di un sale si compone del simbolo del metallo (o dello ione positivo) seguito dal simbolo del radicale acido. Al primo diamo come indice la valenza del secondo e viceversa, poi, se è possibile, si semplificano gli indici dividendoli per uno stesso numero. 32

33 Esempi SOLFATO FERROSO: CARBONATO SODICO: S (zolfo), non metallo, n.o. +6 (suffisso ATO) SO 3 : anidride solforica H 2 SO 4 : acido solforico SO 4 2 : radicale solfato (valenza 2) Fe (ferro), metallo, n.o. +2 (suffisso OSO) Fe 2+ ione ferroso (valenza 2) C (carbonio), non metallo, n.o. +4 (suffisso ATO) CO 2 : anidride carbonica H 2 CO 3 : acido carbonico CO 3 2 : radicale carbonato (valenza 2) Na (sodio), metallo, n.o. +1 (suffisso ICO) Na + : ione sodico (valenza 1) Fe 2 (SO 4 ) 2 semplificando FeSO 4 Na 2 CO 3 33

34 Esempi PERCLORATO RAMEICO: Cl (cloro), non metallo, n.o. +7 (prefisso PER e suffisso ATO) Cl 2 O 7 : anidride perclorica HClO 4 : acido perclorico ClO 4 : radicale perclorato (valenza 1) Cu (rame), metallo, n.o. +2 (suffisso ICO) Cu 2+ : ione rameico (valenza 2) IPOIODITO POTASSICO: I (iodio), non metallo, n.o. +1 (prefisso IPO e suffisso ITO) I 2 O: anidride ipoiodosa HIO: acido ipoiodoso IO : radicale ipoiodito (valenza 1) K (potassio), metallo, n.o. +1 (suffisso ICO) K + : ione potassico (valenza 1) Cu(ClO 4 ) 2 KIO 34

35 Esempi K 2 CO 3 : Cu(NO 3 ) 2 : CuCl: FeCl 3 : Fe 2 (SO 3 ) 3 : Na 2 SO 4 : BaSO 4 : Na 3 PO 4 : Al 2 S 3 : AlPO 4 : MnCl 2 : KMnO 4 : NH 4 Cl: carbonato potassico nitrato rameico cloruro rameoso cloruro ferrico solfito ferrico solfato sodico solfato di bario fosfato sodico solfuro di alluminio fosfato di alluminio cloruro di manganese permanganato di potassio cloruro di ammonio 35

36 I sali formati dai radicali derivati dagli acidi per parziale perdita di ioni H + sono detti SALI ACIDI. Ad esempio da H 2 SO 4 si possono formare sia SO 4 2 (valenza 2) sia HSO 4 (valenza 1). I sali che derivano da questi nuovi radicali acidi sono genericamente indicati come sali acidi oppure vengono chiamati col prefisso IDROGENO. Quindi lo ione HSO 4 verrà denominato solfato acido oppure idrogenosolfato. Nel caso di acidi con più di due H, i radicali acidi che si possono formare sono più di due. ESEMPIO: H 3 PO 4 acido ortofosforico da cui derivano: H 2 PO 4 ione fosfato biacido o diidrogenofosfato Ca(H 2 PO 4 ) 2 diidrogenofosfato calcico (o di calcio) (anche fosfato monocalcico) HPO 4 2 ione fosfato monoacido oppure ione monoidrogenofosfato CaHPO 4 monoidrogenofosfato calcico (o di calcio) (anche fosfato bicalcico) PO 4 3 ione fosfato Ca 3 (PO 4 ) 2 fosfato calcico (o di calcio) (anche fosfato tricalcico) 36

37 ELEMENTI METALLI I, II, III, Sn, Pb, Bi blocco d e blocco f SEMIMETALLI Zn, Al, Si, Ge, As. Sb NON METALLI B, C, N, P, VI, VII + ossigeno OSSIDI + ossigeno OSSIDI ANFOTERI + ossigeno ANIDRIDI + acqua IDROSSIDI + acqua IDROSSIDI + acqua ACIDI OSSIGENATI + acqua ACIDI OSSIGNATI OSSIGENATI idrossidi + acidi ossigenati SALI 37