NOMENCLATURA CHIMICA Gli elementi sono caratterizzati da simboli internazionali. Attorno al simbolo di un elemento possono essere disposti 4 indici che rappresentano: Indice superiore a sinistra..il numero di massa Indice inferiore a sinistra il numero atomico Indice inferiore a destra.. il numero di atomi Indice superiore a destra..la carica ionica Tutti gli isotopi di un elemento, eccetto l idrogeno, hanno lo stesso nome. Un isotopo viene indicato utilizzando solo il numero di massa: per esempio ossigeno18 è indicato con 18 O. Per l idrogeno vengono usati rispettivamente i nome di Prozio, Deuterio e Trizio con i simboli 1 H, 2 H o D, 3 H o T. I nuovi elementi (caratterizzati da alti numeri atomici) hanno nomi provvisori, fino al momento della loro completa caratterizzazione ed accettazione da parte della comunità scientifica. Il nome provvisorio si ottiene a partire dal numero atomico, le cui cifre vengono descritte con opportune radici seguite dal suffisso ium : 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 nil un bi tri quad pent hex sept oct enn Esempio: il nome dell elemento 106 risulta unnilhexium con simbolo provvisorio Unh 32 2+ 16 S 2 1 2 1
La tavola periodica viene ottenuta ordinando gli elementi in funzione della loro struttura elettronica (quindi in funzione del loro numero atomico). La tavola periodica viene suddivisa in periodi (orizzontali) e gruppi (verticali). Gli elementi di alcuni gruppi hanno un nome collettivo: metalli alcalini (I gruppo) metalli alcalinoterrosi (II gruppo) calcogeni (VI gruppo) alogeni (VII gruppo) gas nobili (VIII gruppo) elementi di transizione (per gli elementi i cui atomi presentano un livello d incompleto o che danno origine a cationi con un livello d incompleto) metalli delle terre rare (per gli elementi scandio e ittrio e per gli elementi lantanio e lutezio e per quelli tra essi compresi) lantanoidi o lantanidi (per gli elementi dal cerio al lutezio) attinoidi o attinidi (per gli elementi dal torio al laurenzio) 3 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. La nomenclatura IUPAC utilizza la definizione di numero di ossidazione e il concetto di elettronegatività. Elettronegatività : misura della tendenza di un atomo ad attrarre su di sé gli elettroni di legame. Numero di ossidazione : rappresenta la carica che formalmente un atomo acquisterebbe se gli elettroni di legame venissero attribuiti all atomo più elettronegativo nei composti covalenti. Nei composti ionici (monoatomici) il numero di ossidazione dell atomo coincide in valore e in segno con la sua carica ionica. 4 2
Composti covalenti H 2 H: n.o. 0 HF H: n.o. +1 F: n.o. 1 H 2 O H: n.o. +1 O: n.o. 2 Composti ionici NaCl Na: n.o. +1 Cl: n.o. 1 MgCl 2 Mg: n.o. +2 Cl: n.o. 1 H H HH H F δ+ δ HF H O H Na (+) () Cl Cl () Mg (2+) () Cl δ+ δ δ+ HOH 5 Ioni monoatomici Ioni positivi (cationi) Nomenclatura IUPAC: Ione+ nome del metallo + numero di ossidazione, 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) Cu 2+ Ione rame (II) Ione rameico Cu + Ione rame (I) Ione rameoso Fe 3+ Ione ferro (III) Ione ferrico Fe 2+ Ione ferro (II) Ione ferroso Na + Ione sodio Ione sodio Ca 2+ Ione calcio Ione calcio Zn 2+ Ione zinco Ione zinco Ioni negativi (anioni) Ione+ nome dell elemento + desinenza uro Br Ione bromuro F Ione fluoruro S 2 Ione solfuro P 3 Ione fosfuro Eccezioni: O 2 Ione ossido (non ossigenuro) H Ione idruro (non idrogenuro) N 3 Ione nitruro (non azoturo) C 4 Ione carburo (non carboniuro) 6 3
COMPOSTI Sono sostanze chimiche, a composizione costante, formate da 2 o più specie elementari e vengono dette composti binari, ternari, ecc. Composti binari tra un metallo e un non metallo Nome dell elemento più elettronegativo + desinenza uro + nome dell elemento meno elettronegativo invariato 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 AlN Nitruro di alluminio CdSe Seleniuro di cadmio In presenza di composti diversi, costituiti dagli stessi elementi, ma con uno di essi in un diverso stato di ossidazione: la nomenclatura IUPAC precisa il numero di atomi di ciascuna specie utilizzando i prefissi: (mono), di, tri, tetra, penta, esa, epta, ecc.; 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 Dicloruro di stagno Cloruro stannoso SnCl 4 Tetracloruro di stagno Cloruro stannico FeCl 2 Dicloruro di ferro Cloruro ferroso FeCl 3 Tricloruro di ferro Cloruro ferrico 7 Composti binari tra non metalli Nel caso di composti binari tra non metalli la desinenza uro viene assunta dall elemento che compare dopo nel seguente elenco: B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F. H B C N Si Nella formula chimica il costituente a cui spetta la desinenza uro deve essere posto per secondo: H P As Sb O S Se Te F O Cl Br I At SiC GaAs Si 3 N 4 AsH 3 OF 2 Carburo di silicio Arseniuro di gallio Tetranitruro di trisilicio Triidruro di arsenico Difluoruro di ossigeno perciò NH 3 e non H 3 N Per alcuni composti il nome tradizionale è radicato nell uso corrente e tuttora mantenuto : NH 3 ammoniaca B 2 H 6 diborano PH 3 fosfina SiH 4 silano AsH 3 arsina 8 4
I composti binari con l ossigeno vengono chiamati ossidi CaO Ossido di calcio CO Ossido di carbonio CO 2 Diossido di carbonio SO 2 Diossido di zolfo SO 3 Triossido di zolfo NO Ossido di azoto NO 2 Diossido di azoto Nomenclatura tradizionale I composti fra metallo e ossigeno sono detti ossidi basici. I composti fra non metallo e ossigeno sono detti anidridi. Negli ossidi basici i diversi stati di ossidazione, e quindi le diverse sostanze, sono differenziati usando i suffissi OSO e ICO. Nelle anidridi vengono utilizzati i suffissi OSA e ICA e i prefissi IPO e PER nel caso di più di 2 stati di ossidazione. FeO Ossido ferroso Cl 2 O Anidride ipoclorosa CO 2 Anidride carbonica Fe 2 O 3 Ossido ferrico Cl 2 O 3 Anidride clorosa SO 2 Anidride solforosa Cl 2 O 5 Anidride clorica SO 3 Anidride solforica Cl 2 O 7 Anidride perclorica Per il composto H 2 O è di uso corrente il nome tradizionale acqua; poco usato è il nome IUPAC ossido di diidrogeno. 9 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 PH + 4 Ione fosfonio Eccezione: 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 Eccezioni rilevanti: S 2 2 CN N 3 O 3 Ione disolfuro Ione cianuro Ione azoturo Ione ozonuro OH Ione idrossido (non ossidrile) O 2 2 Ione perossido Composti importanti: NaOH idrossido di sodio H 2 O 2 perossido di idrogeno acqua ossigenata 10 5
Di regola, gli anioni poliatomici si considerano formati da un elemento centrale il cui nome assume la desinenza ato; si precisa il numero degli altri atomi legati all elemento centrale con i prefissi di, tri, tetra, ecc., eventualmente indicando con la notazione di Stock il numero di ossidazione dell elemento centrale. Esempi: BF 4 SiF 6 2 ione tetrafluoroborato (III) ione esafluorosilicato (IV) Tra gli anioni poliatomici costituiscono una classe molto importante gli OSSOANIONI, cioè gli anioni in cui l ossigeno è legato all atomo centrale. Il numero di atomi di ossigeno viene precisato con i prefissi: (mono)osso, diosso, triosso, tetraosso, ecc. Esempi: NO 3 SO 4 2 MnO 4 MnO 4 2 ione triossonitrato (V) ione tetraossosolfato (VI) ione tetraossomanganato (VII) ione tetraossomanganato (VI) 11 Nomenclatura tradizionale: se l elemento centrale può avere 2 diversi stati di ossidazione, si adottano i suffissi ato per il numero di ossidazione più alto e ito per il numero di ossidazione più basso. Esempi: NO 2 NO 3 2 SO 3 2 SO 4 ione nitrito ione nitrato ione solfito ione solfato ione diossonitrato (III) ione triossonitrato (V) ione triossosolfato (IV) ione tetraossosolfato (VI) Se l elemento centrale ha più di 2 stati di ossidazione, si usano i prefissi ipo con desinenza ito per indicare l ossoanione che ha un numero di ossidazione più basso rispetto all ossoanione indicato con la desinenza ito; per con desinenza ato per indicare l ossoanione che ha un numero di ossidazione più alto rispetto all ossoanione indicato con la desinenza ato. Esempi: ClO ione ipoclorito ione (mono)ossoclorato (I) ClO 2 ione clorito ione diossoclorato (III) ClO 3 ione clorato ione triossoclorato (V) ClO 4 ione perclorato ione tetraossoclorato (VII) 12 6
Acidi Gli acidi possono essere suddivisi in: acidi binari o pseudobinari (idracidi) acidi derivanti dagli anioni poliatomici Acidi binari o pseudobinari Sono composti formati dall idrogeno con elementi non metallici del VI e VII gruppo. La nomenclatura IUPAC usa le regole descritte per i composti binari. La nomenclatura tradizionale usa acido + nome dell elemento non metallico + suffisso idrico. Esempi: HCl Cloruro di idrogeno Acido cloridrico HBr Bromuro di idrogeno Acido bromidrico HF Fluoruro di idrogeno Acido fluoridrico H 2 S Solfuro di diidrogeno Acido solfidrico HCN Cianuro di idrogeno Acido cianidrico 13 Acidi derivanti dagli anioni poliatomici Gli acidi più comuni sono quelli che derivano dagli ossoanioni e sono chiamati OSSOACIDI. La nomenclatura IUPAC utilizza il nome del corrispondente ossoanione variando la desinanza ato in ico e premettendo la parola acido. Alternativamente può essere mantenuto il suffisso ato specificando il numero di ossidazione dell elemento centrale e precisando il numero di atomi di idrogeno. Esempi: HNO 2 Acido diossonitrico (III) Diossonitrato (III) di idrogeno HNO 3 Acido triossonitrico (V) Triossonitrato (V) di idrogeno La nomenclatura tradizionale utilizza il nome del corrispondente ossoanione variando la desinenza ato in ico e ito in oso e mantenendo i prefissi per e ipo se presenti. Esempi: H 2 SO 3 Acido triossosolforico (IV) Acido solforoso Triossosolfato (IV) di diidrogeno H 2 SO 4 Acido tetraossosolforico (VI) Acido solforico Tetraossosolfato (VI) di diidrogeno 14 7
Esempi: HClO Acido (mono)ossoclorico (I) Acido ipocloroso (Mono)ossoclorato (I) di idrogeno HClO 2 Acido diossoclorico (III) Acido cloroso Diossoclorato (III) di idrogeno HClO 3 Acido triossoclorico (V) Acido clorico Triossoclorato (V) di idrogeno HClO 4 Acido tetraossoclorico (VII) Acido perclorico Tetraossoclorato (VII) di idrogeno H 2 CO 3 Acido triossocarbonico (IV) Acido carbonico Triossocarbonato (IV) di diidrogeno HIO 4 Acido tetraossoiodico (VII) Acido periodico Tetraossoiodato (VII) di idrogeno H 2 CrO 4 Acido tetraossocromico (VI) Acido cromico Tetraossocromato (VI) di diidrogeno H 3 AsO 3 Acido triossoarsenico (III) Acido arsenioso Triossoarseniato (III) di triidrogeno H 3 AsO 4 Acido tetraossoarsenico (V) Acido arsenico Tetraossoarseniato (V) di triidrogeno 15 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 5 + 3 H 2 O 2 H 3 PO 4 P 2 O 5 + H 2 O 2 HPO 3 P 2 O 5 + 2 H 2 O H 4 P 2 O 7 La nomenclatura IUPAC rimane invariata. 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 tetraossofosforico (V) Acido ortofosforico Tetraossofosfato (V) di triidrogeno HPO 3 Acido triossofosforico (V) Acido metafosforico Triossofosfato (V) di idrogeno H 4 P 2 O 7 Acido eptaossodifosforico (V) Acido pirofosforico Eptadiossofosfato (V) di tetraidrogeno 16 8
Sali Sono composti formati da uno ione negativo e uno ione positivo. Sia la nomenclatura IUPAC sia quella tradizionale utilizzano il nome dell anione seguito dalla preposizione di e dal nome dello ione positivo. Nella nomenclatura IUPAC si precisa il numero degli atomi con i prefissi (mono), di, tri, ecc. Nella nomenclatura tradizionale sono mantenuti tutti i prefissi ed i suffissi visti in precedenza. Esempi: CaCl 2 dicloruro di calcio cloruro di calcio FeCl 3 tricloruro di ferro cloruro ferrico NaClO (mono)ossoclorato (I) di sodio ipoclorito di sodio Fe(OH) 2 diidrossido di ferro idrossido ferroso Fe(OH) 3 triidrossido di ferro idrossido ferrico KCN cianuro di potassio Na 2 O 2 perossido di sodio CaSO 4 tetraossosolfato (VI) di calcio solfato di calcio CaSO 3 triossosolfato (IV) di calcio solfito di calcio Na 3 PO 4 tetraossofosfato (V) di trisodio ortofosfato di sodio 17 Sali che contengono atomi di idrogeno acidi (Sali acidi) La nomenclatura IUPAC fa precedere al nome dell anione il termine idrogeno, indicando il numero di atomi di idrogeno attraverso opportuni prefissi, seguito dalla preposizione di e dal nome dell elemento che costituisce il catione. La nomenclatura tradizionale fa precedere al nome dell anione il prefisso bi. Esempi: NaHCO 3 idrogeno triossocarbonato (IV) di sodio Bicarbonato di sodio KHSO 4 idrogeno tetraossosolfato (VI) di potassio Bisolfato di potassio 18 9