NOMENCLATURA E SCRITTURA DELLE FORMULE NEI COMPOSTI

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1 NMENCLATURA E SCRITTURA DELLE FRMULE NEI CMPSTI Con il termine nomenclatura si intende l assegnazione di un nome corretto, univoco e non ambiguo ad ogni composto chimico

2 CMPSTI BINARI Sono composti formati da 2 soli elementi chimici Convenzionalmente si scrivono ponendo prima l elemento meno elettronegativo seguito da quello più elettronegativo gni simbolo chimico è seguito da un indice che indica il numero di atomi presenti nel composto Gli indici sono tali per cui la molecola è neutra

3 PERIDICITA DELLE PRPRIETA CHIMICHE DEGLI ELEMENTI: GLI IDRURI ( IDRACIDI) Sono composti dell idrogeno con metalli più elettropositivi L idrogeno ha numero di ossidazione = -1 L IDRUR è l'anione dell'idrogeno, H Il termine viene anche utilizzato come termine più generico per descrivere alcuni composti dell'idrogeno con altri elementi, particolarmente quelli dei gruppi 1 16, nell'eventualità (oppure no) che in realtà contengano ioni idruro Si originano quindi composti binari detti IDRURI o IDRACIDI

4 Sono basi fortissime ed altrettanto forti agenti riducenti Virtualmente ogni elemento della tavola periodica (eccetto i gas nobili) formano uno o più tipi di idruri Gli idruri possono essere classificati in tre categorie principali in base alla natura predominante del loro legame: - Idruri ionici, noti anche come idruri salini; - Idruri covalenti; - Idruri metallici

5 Acido Nomenclatura Nomenclatura tradizionale convenzionale HF Fluoruro di idrogeno Acido fluorodrico HCl Cloruro di idrogeno Acido cloridrico HBr Bromuro di idrogeno Acido bromidrico HI Ioduro di idrogeno Acido iodidrico H 2 S Solfuro di idrogeno Acido solfidrico HCN Cianuro di idrogeno Acido cianidrico

6 GRUPP I A e II A: a causa dell elevata differenza di elettronegatività tra questi metalli e l idrogeno, formano IDRURI INICI. Vengono definiti IDRURI seguito dal nome dell elemento (idruro di calcio, idruro di potassio, ecc.) Negli idruri ionici l'idrogeno si comporta come un alogeno e strappa un elettrone a un metallo formando uno ione idruro (H ), e ottenendo così la configurazione elettronica stabile dell'elio o riempiendo l'orbitale s L'altro elemento è un metallo più elettropositivo dell'idrogeno, normalmente appartenente ai metalli alcalini o ai metalli alcalino terrosile formule chimiche degli idruri ionici binari possono essere del tipo MH (come per il LiH) o MH 2 (come per il MgH 2 ). Anche gli idruri di gallio, indio, tallio e dei lantanidi sono ionici. Sono ottenuti facendo reagire l'elemento con idrogeno gassoso e sotto pressione, se necessario

7 ALTRI GRUPPI: formano legami covalenti (IDRURI CVALENTI) più o meno polarizzati. Vengono definiti aggiungendo il suffisso uro all elemento seguito dalla parola idrogeno (cloruro di idrogeno, solfuro di idrogeno, ecc.) Alcuni elementi che hanno caratteristiche intermedie tra ioniche e covalenti Come suggerisce il nome, l'idrogeno è legato covalentemente agli elementi con orbitale p più elettropositivo (boro, alluminio e il gruppo 4-7) e con il berillio Composti comuni come gli idrocarburi, l'ammoniaca e l'idrazina possono essere considerati idruri del carbonio e dell'azoto ma il termine è usato solamente per classificare collettivamente tutti i composti dell'idrogeno di un elemento L'ammoniaca, in effetti, non è mai chiamata triidruro di azoto

8 IDRURI INICI GRUPP IIA: Formula generale: XH 2 in cui lo ione idruro si lega nel rapporto di 1:2 con il metallo alcalino-terroso IDRUR DI BERILLI= BeH 2 con caratteristiche intermedie IDRUR DI MAGNESI=MgH 2 con caratteristiche intermedie IDRUR DI CALCI= CaH 2. IDRURI CVALENTI GRUPP IIIA: Formula generale: XH 3 in cui lo ione idruro si lega nel rapporto di 1:3 con l elemento (eccezione BR) IDRUR DI BR= B 2 H 6 IDRUR DI ALLUMINI=AlH 3 con caratteristiche intermedie IDRUR DI GALLI= GaH 3 con caratteristiche intermedie. GRUPP IVA: Formula generale: XH 4 in cui lo ione idruro si lega nel rapporto di 1:4 con l elemento METAN= CH 4 SILAN=SiH 4.

9 IDRURI CVALENTI GRUPP VA: Formula generale: XH 3 in cui l elemento mantiene una coppia di elettroni non condivisa AMMNICA = NH 3 FSFINA = PH 3.. GRUPP VI A: Formula generale: H 2 X legano due atomi di idrogeno e mantengono due coppie di elettroni non condivise ACQUA= H 2 SLFUR DI IDRGEN=H 2 S. GRUPP VII A (ALGENI): Formula generale: HX legano un atomo di idrogeno e mantengono tre coppie di elettroni non condivise FLRUR DI IDRGEN (ACID FLURIDRIC)= HF CLRUR DI IDRGEN (ACID CLRIDRIC)=HCl BRMUR DI IDRGEN (AXID BRMIDRIC)=HBr IDUR DI IDRGEN (ACID IDIDRIC)=HI.

10 CMPSTI BINARI CN L SSIGEN: GLI SSIDI L ossigeno è un elemento che reagisce con tutti gli elementi, eccettuati i gas nobili più leggeri Gli ossidi propriamente detti sono i composti binari dell ossigeno con i metalli e si tratta di composti basici Si chiamano invece anidridi (che significa ossidi acidi ) i composti binari dell ossigeno con i non-metalli Le proprietà di un ossido dipendono in larga misura dalla elettronegatività dell elemento che si lega con l ossigeno, in quanto quest ultimo, dopo il fluoro, presenta il valore massimo di elettronegatività METALL + SSIGEN definiti SSIDI BASICI o solo SSIDI NN-METALL + SSIGEN definiti SSIDI ACIDI o ANIDRIDI

11 Gli SSIDI sono i composti di combinazione degli elementi con l ossigeno

12 CMPSTI BINARI CN L SSIGEN: GLI SSIDI Gli elementi dei gruppi IA, IIA e IIIA formano SSIDI INICI mentre quelli degli altri gruppi SSIDI CVALENTI SSIDI INICI GRUPP IA: Formula generale: X 2 SSID DI LITI = Li 2 GRUPP IIA: Formula generale: X SSID DI BERILLI= Be GRUPP IIIA: Formula generale: X 2 3 SSID DI BR= B 2 3 caratteristiche intermedie SSID DI ALLUMINI ionico

13 Gli ossidi degli elementi del 1 e del 2 gruppo sono ionici Na + 2- Ca Na + Na 2 (ossido di disodio) Ca (ossido di calcio)

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15 Gli elementi del 3 gruppo legano l ossigeno in rapporto 2:3 Gruppo Formula Nomenclatura IUPAC Nomenclatura tradizionale III Al 2 3 Triossido di dialluminio ssido di alluminio B 2 3 Triossido di diboro Anidride borica C 2 Diossido di carbonio Anidride carbonica IV C ssido di carbonio ssido di carbonio Si 2 Diossido di silicio Anidride silicica Gli elementi del 4 gruppo si legano all ossigeno in rapporto stechiometrico 1:2 (non nel monossido di carbonio)

16 Gruppo Formula Nomenclatura IUPAC Nomenclatura tradizionale N 2 ssido di diazoto Protossido di azoto N ssido di azoto ssido di azoto N 2 3 Triossido di diazoto Anidride nitrosa V N 2 Diossido di azoto Ipoazotide N 2 5 Pentossido di diazoto Anidride nitrica P 2 3 Triossido di difosforo Anidride fosforosa P 2 5 Pentossido di difosforo Anidride fosforica VI S 2 Diossido di zolfo Anidride solforosa S 3 Triossido di zolfo Anidride solforica GRUPP VA: l azoto forma ben 5 ossidi il fosforo forma 2 ossidi GRUPP VIA: Lo zolfo forma 2 ossidi

17 N N N ssido di diazoto o protossido di azoto (gas esilarante) ssido di azoto N N Triossido di diazoto o anidride nitrosa

18 N biossido di azoto ipoazotide N N Pentossido di diazoto o anidride nitrica

19 P P Triossido di difosforo o anidride fosforosa P P Pentossido di difosforo o anidride fosforica

20 S biossido di zolfo (anidride solforosa) S triossido di zolfo (anidride solforica)

21 Gruppo Formula Nomenclatura IUPAC Nomenclatura tradizionale Cl 2 ssido di dicloro Anidride ipoclorosa Cl 2 3 Triossido di dicloro Anidride clorosa Cl 2 5 Pentossido di dicloro Anidride clorica Cl 2 7 Eptossido di dicloro Anidride perclorica VII Br 2 ssido di dibromo Anidride ipobromosa Br 2 5 Pentossido di dibromo Anidride bromica Br 2 7 Eptossido di dibromo Anidride perbromica I 2 ssido di diiodio Anidride ipoiodosa I 2 5 Pentossido di diiodio Anidride iodica I 2 7 Eptossido di diiodio Anidride periodica

22 H 1s 3 Li 2s 4 Be 2s 2 5 B 2s 2 p 6 C 2s 2 p 2 7 N 2s 2 p 3 8 2s 2 p 4 9 F 2s 2 p 5 11 Na 3s 12 Mg 3s 2 13 Al 3s 2 p 14 Si 3s 2 p 2 15 P 3s 2 p 3 16 S 3s 2 p 4 17 Cl 3s 2 p 5 19 K 4s 20 Ca 4s 2 21 Sc 3d,4s 2 22 Ti 3d 2,4s 2 23 V 3d 3,4s 2 24 Cr 3d 5,4s 25 Mn 3d 5,4s 2 26 Fe 3d 6,4s 2 27 Co 3d 7,4s 2 28 Ni 3d 8,4s 2 29 Cu 3d 10,4s 30 Zn 3d 10,4s 2 31 Ga 4s 2 p 32 Ge 4s 2 p 2 33 As 4s 2 p 3 34 Se 4s 2 p 4 35 Br 4s 2 p 5 37 Rb 5s 38 Sr 5s 2 39 Y 4d,5s 2 40 Zr 4d 2,5s 2 41 Nb 4d 3,5s 2 42 Mo 4d 5,5s 43 Tc 4d 5,5s 2 44 Ru 4d 6,5s 2 45 Rh 4d 7,5s 2 46 Pd 4d 8,5s 2 47 Ag 4d 10,5s 48 Cd 4d 10,5s 2 49 In 5s 2 p 50 Sn 5s 2 p 2 51 Sb 5s 2 p 3 52 Te 5s 2 p 4 53 I 5s 2 p 5

23 s p d e - 3 e s p d s p d

24 H 1s 3 Li 2s 4 Be 2s 2 5 B 2s 2 p 6 C 2s 2 p 2 7 N 2s 2 p 3 8 2s 2 p 4 9 F 2s 2 p 5 11 Na 3s 12 Mg 3s 2 13 Al 3s 2 p 14 Si 3s 2 p 2 15 P 3s 2 p 3 16 S 3s 2 p 4 17 Cl 3s 2 p 5 19 K 4s 20 Ca 4s 2 21 Sc 3d,4s 2 22 Ti 3d 2,4s 2 23 V 3d 3,4s 2 24 Cr 3d 5,4s 25 Mn 3d 5,4s 2 26 Fe 3d 6,4s 2 27 Co 3d 7,4s 2 28 Ni 3d 8,4s 2 29 Cu 3d 10,4s 30 Zn 3d 10,4s 2 31 Ga 4s 2 p 32 Ge 4s 2 p 2 33 As 4s 2 p 3 34 Se 4s 2 p 4 35 Br 4s 2 p 5 37 Rb 5s 38 Sr 5s 2 39 Y 4d,5s 2 40 Zr 4d 2,5s 2 41 Nb 4d 3,5s 2 42 Mo 4d 5,5s 43 Tc 4d 5,5s 2 44 Ru 4d 6,5s 2 45 Rh 4d 7,5s 2 46 Pd 4d 8,5s 2 47 Ag 4d 10,5s 48 Cd 4d 10,5s 2 49 In 5s 2 p 50 Sn 5s 2 p 2 51 Sb 5s 2 p 3 52 Te 5s 2 p 4 53 I 5s 2 p 5

25 s p d e - 2 e - s p d s p d

26 I metalli di transizione si combinano con l ossigeno in proporzioni diverse e questo determina la formazione di diversi ossidi che vengono denominati con il suffisso - ico (numero di ossidazione maggiore) - oso (numero di ossidazione minore) Gruppo Formula Nomenclatura IUPAC Nomenclatura tradizionale Elementi di transizione Fe ssido di ferro ssido ferroso Fe 2 3 Triossido di diferro ssido ferrico Cu 2 ssido di dirame ssido rameoso Cu ssido di rame ssido rameico Zn ssido di zinco ssido di zinco

27 PERSSIDI I PERSSIDI sono ossidi in cui l ossigeno ha carica 1 e presenta il gruppo molecolare -- Caso esemplare il PERSSID DI IDRGEN (ACUQA SSIGENATA SUPERSSIDI = composti che derivano dalla combinazione dello ione metallico con lo ione superossido

28 CMPSTI TERNARI: GLI IDRSSIDI Gli IDRSSIDI derivano dalla reazione chimica tra un SSID BASIC ed ACQUA Na 2 + H 2 2NaH Si definiscono anche BASI e per questo motivo gli ossidi da cui derivano si dicono SSIDI BASICI Gli IDRSSIDI si riconoscono per la formula bruta che presenta sempre il gruppo molecolare H con carica -1 e definito SSIDRILE

29 Na 2 + H 2 2 NaH Ca + H 2 Ca(H) 2 Fe + H 2 Fe(H) 2 Fe H 2 2 Fe(H) 3 Al H 2 2 Al(H) 3 Idrossido di sodio Idrossido di calcio Idrossido di ferro (II) Idrossido di ferro (III) Idrossido di alluminio (III) Si formano per reazione con acqua di un ossido metallico

30 Na 2 + H 2 2 NaH Ca + H 2 Ca(H) 2 Fe + H 2 Fe(H) 2 Fe H 2 2 Fe(H) 3 Al H 2 2 Al(H) 3 Idrossido di sodio Idrossido di calcio Idrossido di ferro (II) Idrossido di ferro (III) Idrossido di alluminio (III) Poichè in una reazione non si verifica MAI variazione di massa, il numero di atomi di ciascun tipo dovrà essere lo stesso in entrambi i membri dell equazione

31 STAT ( NUMER) DI SSIDAZINE Il fatto che alcuni elementi possono formare più composti con l ossigeno significa che questi possono metter in gioco un numero variabile di elettroni di valenza STAT DI SSIDAZINE: è dato dal numero di ossidazione cioè la carica che ogni atomo di una molecola o di uno ione poliatomico assumerebbe se attraverso un processo immaginario, rompessimo tutti i legami covalenti attribuendone gli elettroni all atomo più elettronegativo ESEMPI: S 2 e S 3 se attribuiamo gli elettroni agli atomi più elettronegativi.quindi nel primo composto il numero di ossidazione dello zolfo è +4 e nel secondo è +6

32 ALCUNE REGLE: - La somma del n.o. in una molecola deve essere uguale a 0 - Nei suoi composti il FLUR ha sempre n.o. = -1 - L ossigeno ha sempre n.o. = -2 ad eccezione dei perossidi (n.o. = -1) e nei composti con il fluoro dove ha n.o. = +2 - L idrogeno ha sempre n.o. = +1 eccetto quando si combina con elemento meno elettronegativi (IDRURI) - Metalli alcalini e alcalino-terrosi sempre n.o. = +1 e +2, rispettivamente - Lo stato di ossidazione degli atomi negli elementi è = 0 - Gli stati di ossidazione degli altri elementi si calcolano per differenza

33 Nell eptossido di dicloro l atomo di cloro ha numero di ossidazione Cl Cl

34 -H S H Nell acido solforico lo zolfo ha numero di ossidazione +6

35 Formazione degli ossiacidi per reazione degli ossidi con acqua Nomenclatura degli acidi secondo la convenzione IUPAC Nomenclatura tradizionale degli acidi N H 2 2 HN 2 Nitrato (III) di idrogeno Acido nitroso N H 2 2 HN 3 Nitrato (V) di idrogeno Acido nitrico S 2 + H 2 H 2 S 3 Solfato (IV) di diidrogeno Acido solforoso S 3 + H 2 H 2 S 4 Solfato (VI) di diidrogeno Acido solforico Cl 2 + H 2 2 HCl Clorato (I) di idrogeno Acido ipocloroso Cl H 2 2 HCl 2 Clorato (III) di idrogeno Acido cloroso Cl H 2 2 HCl 3 Clorato (V) di idrogeno Acido clorico Cl H 2 2 HCl 4 Clorato (VII) di idrogeno Acido perclorico C 2 + H 2 H 2 C 3 Carbonato (IV) di diidrogeno Acido carbonico P H 2 2 H 3 P 3 Fosfato (III) di triidrogeno Acido fosforoso P H 2 2 H 3 P 4 Fosfato (V) di triidrogeno Acido fosforico DERIVAN DALLA REAZINE TRA SSIDI CVALENTI (ANIDRIDI) ED ACQUA

36 PARTICLARE IMPRTANZA DA UN PUNT DI VISTA BILGIC ASSUMN GLI SSIACIDI DEL FSFR: P H 2 2 H 3 P 4 acido ortofosforico P H 2 H 4 P 2 7 acido pirofosforico P H 2 2 HP 3 acido metafosforico

37 ESEMPI: H 2 S 4 = -2X4 = -8 H =+1X2 = +2 TTALE = -6 per cui lo S avrà n.o. =-6 P 4 3- = -2X4 = -8 P =+5X1 = +5 TTALE = -3 N 2 5 = -2X5 = -10 N =+5X2 = +10

38 2 HN 3 + Ca(H) 2 Ca(N 3 ) H 2 Ca ++ H - H - H--N H--N I SALI SN CMPSTI IN CUI I CATINI DEI METALLI FRMAN LEGAMI INICI CN GLI ANINI DEGLI ACIDI

39 SALI In sostanza i Sali derivano da reazioni in cui i composti dei METALLI (ossidi, idrossidi) reagiscono con composti dei NN-METALLI (anidridi, acidi) H 3 P NaH Na 2 HP H 2 H 3 P 4 + NaH NaH 2 P 4 + H 2 H H- Na P H H- Na H H- Na

40 SALI SSID + ANIDRIDE = ssido di calcio + Diossido di carbonio = CARBNAT DI CALCI Ca + C 2 CaC 3 Il nome del sale deriva dagli ioni coinvolti nella sua composizione: Ca 2+ e C 3 2- SSID + ACID= Triossido di dialluminio + Acido solforico = TRISSLFAT (IV) DI DIALLUMINI = SLFAT DI ALLUMINI Al H 2 S 4 Al 2 (S 4 ) 3 + 3H 2

41 SALI IDRSSID + ANIDRIDE = Idrossido di magnesio + Triossido di difosforo = BISFSFAT DI TRIMAGNESI FSFAT DI MAGNESI 3 Mg(H) 2 + P 2 5 Mg 3 (P 4 ) 2 + 3H 2 IDRSSID + ACID= Triossido di ferro + Acido nitrico = TRISNITRAT (V) DI FERR = NITRAT DI CALCI Fe(H) HN 3 Fe(N 3 ) 3 + 3H 2

42 Sale Nomenclatura convenzionale Nomenclatura tradizionale Na 2 S 4 Solfato (VI) di disodio Solfato di sodio Na 2 S 3 Solfato (IV) di sodio Solfito di sodio Al(N 2 ) 3 Trisnitrato (III) di alluminio Nitrito di alluminio Ca(N 3 ) 2 Bisnitrato (V) di calcio Nitrato di calcio Ca 3 (P 4 ) 2 Bisfosfato(V) di tricalcio Fosfato di calcio CaHP 4 Idrogenofosfato (V) di calcio Monoidrogenofosfato di calcio Ca(H 2 P 4 ) 2 Bisdiidrogenofosfato(V) di calcio Diidrogenofosfato di calcio Na 2 S Solfuro di disodio Solfuro di sodio NaHS Idrogenosolfuro di sodio Idrogenosolfuro di sodio NaCl Cloruro di sodio Cloruro di sodio AlCl 3 Tricloruro di alluminio Cloruro di alluminio

43 SSID-RIDUZINI Le ossido-riduzioni sono semplicemente reazioni in cui si ha perdita o acquisto di elettroni da parte di una specie chimica Supponendo per il legame covalente polare che, invece di trasferimenti di frazioni di carica dell elettrone, si realizzino trasferimenti totali di elettroni dall elemento meno elettronegativo a quello più elettronegativo, si vengono a determinare cariche nette per gli atomi chiamate NUMERI DI SSIDAZINE

44 In pratica il NUMER DI SSIDAZINE di un atomo in un legame covalente polare è la carica che quell atomo possiederebbe se il legame chimico fosse ionico Sebbene si possono usare le formule di Lewis e le tabelle di elettronegatività vi sono delle regole che possono facilitare notevolmente nelle reazioni ossido-riduttive

45 1) Il numero ossidazione di un elemento nella sua forma elementare è uguale a 0 2) Il numero di ossidazione di uno ione monoatomico è pari alla sua carica 3) Nei composti binari, all elemento di maggiore elettronegatività si assegna un numero di ossidazione negativo pari alla sua carica in composti ionici semplici dell elemento

46 4) La somma dei numeri di ossidazione deve essere zero per tutti i composti neutrali e pari alla carica globale per le specie ioniche 5) l idrogeno ha numero di ossidazione +1 quando è legato con un elemento più elettronegativo (la maggior parte dei non metalli) e numero di ossidazione pari a -1 quando è legato ad elementi meno elettronegativi ( la maggior parte dei metalli)

47 6) l ossigeno ha quasi sempre numero di ossidazione pari a -2 ad eccezione che in composti chiamati perossidi molecolari e nello ione perossido dove ha numero di ossidazione uguale a -1

48 Gruppo Elementi n.o Li, Na, K +1 2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba +2 3 B, Al +3 4 C, Si +4 5 N, P, As, Sb -3, +3, +5 Bi , -1 S -2, +4,+6

49 Gruppo Elementi n.o F -1 Cl -1, +1, +3,+5,+7 Br -1,+1,+5 I -1,+1,+5,+7 Elementi Cr +2,+3,+6 di Mn +2,+3,+4,+6,+7 Transizione Fe, Co, Ni +2, +3 Pt +2,+4 Cu, Hg +1,+2 Ag +1 Au +1,+3 Zn, Cd +2