Slide Nomenclatura

LICEO SCIENTIFICO STATALE
“LEONARDO da VINCI” di FIRENZE
CORSO SPERIMENTALE F
DOCENTE Prof. Enrico Campolmi
COMPOSTI CHIMICI
e NOMENCLATURA
composti chimici e nomenclatura
1
I composti attualmente conosciuti sono circa 6 milioni ed il loro numero
aumenta di circa 6000 alla settimana
Una tale massa di sostanze ha bisogno di essere organizzata secondo
regole chiare, semplici ed universalmente condivise
Lo scopo della
nomenclatura è
fornire regole per
individuare un
composto,
attribuendogli in
modo univoco e
chiaro un nome
preciso ed una
formula, utilizzando il
minor numero
possibile di parole
Nomenclatura
tradizionale
A.L. Lavoisier (1743 - 1794)
composti chimici e nomenclatura
1789
2
Nomenclatura IUPAC (International Union of Pure and Applied
Chemistry)
E’ la nomenclatura ufficiale, introdotta a partire dagli anni ’70 del ‘900, che
sta lentamente soppiantando la nomenclatura tradizionale
Le regole della nomenclatura, affidate a Commissioni permanenti della
IUPAC, sono tuttavia in continua evoluzione e seguono di pari passo lo
sviluppo stesso della chimica..
Composti binari: contengono atomi di due diversi elementi
H 2O
NH3
CO2
HCl
Composti ternari: contengono atomi di tre diversi elementi
H2SO3
HNO3
CaCO3
composti chimici e nomenclatura
NaClO
3
Numero di ossidazione:
è una carica positiva o negativa che viene attribuita formalmente a ciascun
elemento in un composto.
Essa è determinata dal numero di elettroni che l’elemento possiede in più
(carica negativa) o in meno (carica positiva) rispetto all’atomo neutro,
quando gli elettroni di legame vengono attribuiti all’elemento più
elettronegativo del composto.
-3
-2
O
+1 H H +1
-2
+4
N
-2
O C O
HHH
+1
+1
+1
Il numero di ossidazione non è una carica reale, bensì fittizia, attribuita a
ciascun elemento in un composto
composti chimici e nomenclatura
4
Per calcolare i numeri di ossidazione degli elementi di un composto si deve
innanzitutto stabilire quale di essi è il più elettronegativo
Poi si attribuiscono ad esso tutti gli elettroni di legame
Si vede quindi la carica assunta dagli atomi dopo questa fittizia attribuzione
REGOLE PER IL CALCOLO DEI NUMERI DI OSSIDAZIONE
0
1) Tutte le sostanze allo stato elementare hanno
numero di ossidazione zero
2) Negli ioni monoatomici gli elementi hanno
numero di ossidazione uguale alla carica ionica
0
O O
+1
+
Na
–1
–
Cl
3) Alcuni elementi mantengono costante il loro numero di ossidazione in
tutti i composti che formano, mentre altri lo variano da un composto all’altro
composti chimici e nomenclatura
5
In generale i numeri di ossidazione seguono il seguente schema:
a) L’idrogeno ha sempre numero di ossidazione +1 oppure -1;
b) I metalli hanno solo numeri di ossidazione positivi;
c) I non metalli possono avere numeri di ossidazione positivi o negativi;
d) Tranne alcune eccezioni gli elementi di gruppi pari hanno solo numeri di
ossidazione pari, mentre quelli dei gruppi dispari hanno solo numeri di
ossidazione dispari;
e) Per tutti gli elementi, il numero di ossidazione positivo il più alto
corrisponde al numero del gruppo cui l’elemento appartiene. Per quanto
detto sopra, gli altri numeri di ossidazione si ottengono riducendo di 2, 4 o
6 unità il numero di ossidazione più alto.
composti chimici e nomenclatura
6
Da quanto detto nelle lettere precedenti emerge la seguente
distribuzione dei numeri di ossidazione all’interno dei vari gruppi:
I) Gli elementi del primo gruppo (tranne l’idrogeno) hanno sempre +1 ;
II) Gli elementi del secondo gruppo hanno sempre +2 ;
III) Gli elementi del terzo gruppo hanno sempre +3 ;
IV) Nel quarto gruppo il carbonio ha –4, +4 e +2; il silicio –4 e +4; stagno e
piombo +4 e +2 ;
V) Nel quinto gruppo l’azoto ha –3, +1, +2, +3, +4 e +5; il fosforo –3, +3 e +5;
l’antimonio +3 e +5;
VI) Nel sesto gruppo l’ossigeno ha praticamente sempre –2, lo zolfo ha –2, +4
e +6 ;
VII) Nel settimo gruppo il fluoro ha sempre –1; gli altri elementi hanno –1, +1,
+3, +5 e +7.;
VIII) Per i metalli di transizione non esistono regole così chiare.
composti chimici e nomenclatura
7
4) La somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi di tutti gli
elementi presenti in un composto è uguale a zero, se il composto è neutro,
oppure è uguale alla carica ionica, se il composto è uno ione poliatomico
5) In ogni composto l’elemento più elettronegativo di tutti ha sempre
numero di ossidazione negativo, mentre tutti gli altri elementi hanno
numero di ossidazione positivo
Esempi di calcolo del numero di ossidazione degli elementi di alcuni composti
x
-2
Cl2O
x
+1
2x-2=0
x=1
Cl2O
+1 -1
-1
HCl
-2
x-1=0
x=1
composti chimici e nomenclatura
HCl
8
n° ox.
S
+1
+1 +6 -2
x -2
H2SO4 2(+1)+x+4(-2)=0 x=6 H2SO4
Atomi
di H
n° ox.
H
Atomi
di O
n° ox.
O
+4 -2
x -2
2CO3
x+3(-2)=-2
n° ox.
C
Atomi
di O
n° ox.
O
x=4
2CO3
carica
anione
composti chimici e nomenclatura
9
Regole per la scrittura delle formule dei composti binari
Noti i numeri di ossidazione dei due elementi, si deve ricordare che la
somma dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi di uno deve essere
uguale, in valore assoluto, alla somma dei numeri di ossidazione di tutti gli
atomi dell’altro
+2
+1
+2
-2
K2O
+3
-2
Ca O
-2
-2
+2
+6
-2
Al2O3
-6
La regola di “Zaza”
Si ricava il deponente di un elemento dal valore assoluto del numero di
ossidazione dell’elemento che gli sta accanto
+3
In pratica si incrociano gli indici ed i numeri di ossidazione
Si deve tuttavia ricordare che:
•Gli indici vanno generalmente
ridotti ai minimi termini;
+2
-2
Ca2O2
•L’indice 1 si omette sempre;composti chimici e nomenclatura
+1
-2
Al2O3
-2
K2O1
10
Nomenclatura tradizionale:
Prevede l’uso di prefissi e suffissi, in base al numero di ossidazione dei vari
elementi
Nomenclatura ufficiale (o IUPAC):
n° atomi prefisso
2
bi (o di)
Si indica il numero di atomi di ogni elemento
presenti all’interno del composto, tramite
prefissi di origine greca; quando è presente un
solo atomo di un elemento non si utilizza alcun
prefisso
3
tri
4
tetra
5
penta
6
esa
In alcuni casi il numero di ossidazione viene
indicato tra parentesi a fianco del nome del
composto
7
epta
Alcuni nomi tradizionali, fortemente radicati nell’uso comune, quali
acqua, ammoniaca (NH3) o metano (CH4), sono stati accettati come
internazionalmente validi.
composti chimici e nomenclatura
11
OSSIDI (o OSSIDI BASICI)
Composti binari formati dall’unione di un metallo con l’ossigeno
Poiché l’ossigeno è molto più elettronegativo dei metalli, tutti gli ossidi sono
composti ionici e quindi solidi a temperatura ambiente
Nomenclatura tradizionale
a) se il metallo ha un solo numero di ossidazione:
• ossido di + nome metallo (es. ossido di sodio Na2O)
b) se il metallo ha due numeri di ossidazione:
•ossido + nome metallo con desinenza OSO, per il numero di ossidazione
minore. Ad es. ossido piomboso PbO (numero di ossidazione +2);
•ossido + nome metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione
maggiore. Ad es. ossido piombico PbO2 (numero di ossidazione +4).
Nomenclatura ufficiale
Si conta il numero di atomi di ogni elemento e si utilizzano i relativi prefissi,
insieme al termine “ossido di”. Ad es. Na2O ossido di disodio; PbO ossido
di piombo (+2); PbO2 biossido di piombo (+4).
composti chimici e nomenclatura
12
ANIDRIDI (o OSSIDI ACIDI)
Composti binari formati dall’unione di un non metallo con l’ossigeno
La differenza di elettronegatività tra l’ossigeno e non metalli è piccola; le
anidridi sono quindi composti covalenti più o meno polari, che a
temperatura ambiente possono essere solidi, liquidi o gassosi.
Nomenclatura tradizionale
a) se il non metallo ha un solo numero di ossidazione:
anidride + nome non metallo con desinenza ICA (es. anidride carbonica CO2)
b) se il non metallo ha due numeri di ossidazione:
anidride + nome non metallo con desinenza OSA, per il numero di
ossidazione minore. Ad es. anidride solforosa SO2 (+4);
anidride + nome non metallo con desinenza ICA, per il numero di
ossidazione maggiore. Ad es. anidride solforica SO3 (+6).
composti chimici e nomenclatura
13
c) se il non metallo ha quattro numeri di ossidazione, come gli elementi del
7° gruppo (+1,+3,+5,+7):
anidride IPO nome non metallo con desinenza OSA per il numero di
ossidazione +1. Es. Cl2O anidride ipoclorosa;
anidride + nome non metallo con desinenza OSA, per il numero di
ossidazione +3. Es. anidride clorosa Cl2O3;
anidride + nome non metallo con desinenza ICA, per il numero di
ossidazione +5. Es. anidride clorica Cl2O5;
anidride PER nome non metallo con desinenza ICA per il numero di
ossidazione +7. Es. Cl2O7 anidride perclorica;
Nomenclatura ufficiale
Anche i composti tra ossigeno e non metalli sono chiamati ossidi; si utilizzano
sempre i prefissi relativi al numero di atomi degli elementi.
Ad esempio: SO2 biossido di zolfo (+4); SO3 triossido di zolfo (+6)¸ Cl2O
ossido di dicloro (+1); Cl2O3 triossido di dicloro (+3); Cl2O5 pentaossido
di dicloro (+5); Cl2O7 eptaossido di dicloro (+7).
composti chimici e nomenclatura
14
Numeri di ossidazione particolari
Nella formazione dei composti esaminati in questa unità didattica
considereremo che gli elementi sotto elencati abbiano esclusivamente i
numeri di ossidazione positivi di seguito riportati
Zolfo e Selenio: +4; +6
Carbonio e Silicio: +4
Cloro, Bromo e Iodio: +1; +3; +5; +7
Azoto, Fosforo, Arsenico e Antimonio: +3; +5
Mercurio: mercurioso e mercurico
Nomi particolari
Stagno: stannoso e stannico Azoto: nitroso e nitrico
Rame: rameoso e rameico
Oro: auroso e aurico
composti chimici e nomenclatura
15
IDROSSIDI
Composti ternari di ossigeno, idrogeno e metalli; in essi compare il gruppo
ossidrile (OH-), che si comporta come se avesse numero di ossidazione -1.
Gli idrossidi sono tutti composti ionici e
quindi solidi a temperatura ambiente.
OH−
Na+
OH−
Na+
OH−
Na+
OH−
Na+
OH−
Na+
Derivano dalla reazione tra ossidi (basici) e acqua,OHin
gli
− cui
− elementi
Na+tuttiOH
Na+
OH−
mantengono il proprio numero di ossidazione.
+1
+1
-1
Na2O+H2O → 2Na(OH)
Le formule si scrivono utilizzando le regole già viste per i composti binari,
compresa la regola di Zaza, considerando l’ossidrile come un elemento a
numero di ossidazione -1.
composti chimici e nomenclatura
16
Consideriamo ad esempio la reazione tra ossido ferrico ed acqua
+3
+3
-1
Fe2O3+3 H2O → 2 Fe(OH)3
Inizialmente dobbiamo scrivere la formula del prodotto, impiegando le regole
già viste
Successivamente dobbiamo bilanciare la reazione
In accordo con la legge di Lavoisier, la somma delle masse (e quindi il
numero di atomi) dei vari elementi deve essere uguale a destra ed a
sinistra della reazione
+
→
Innanzitutto bilanciamo il metallo, aggiungendo davanti alla formula
dell’idrossido un coefficiente uguale all’indice del metallo nell’ossido
Bilanciamo inoltre l’idrogeno, aggiungendo un coefficiente opportuno davanti
alla formula dell’acqua
composti chimici e nomenclatura
17
Nomenclatura tradizionale
a) se il metallo ha un solo numero di ossidazione:
idrossido di nome metallo (es. idrossido di sodio Na(OH)
b) se il metallo ha due numeri di ossidazione:
idrossido + nome metallo con desinenza OSO, per il numero di ossidazione
minore. Ad es. idrossido rameoso Cu(OH) (numero di ossidazione +1);
idrossido + nome metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione
maggiore. Ad es. idrossido rameico Cu(OH)2 (numero di ossidazione +2).
Nomenclatura ufficiale
Si indica il numero dei gruppi ossidrile ponendo i soliti prefissi davanti al
termine “idrossido”, cui segue “di” ed il nome del metallo:
Na(OH) idrossido di sodio; Fe(OH)2 diidrossido di ferro (+2);
Fe(OH)3 triidrossido di ferro (+3); Pb(OH)4 tetraidrossido di piombo (+4).
composti chimici e nomenclatura
18
IDRACIDI o ACIDI BINARI
Composti binari dell’idrogeno con uno dei seguenti non metalli: F, Cl, Br; I,
S e Se.
Sono composti covalenti polari ed a temperatura ambiente sono tutti
gassosi, tranne HF, che è liquido a causa del legame a ponte di idrogeno.
Negli idracidi gli elementi del 7° gruppo hanno sempre numero di
ossidazione -1, mentre gli elementi del 6° gruppo hanno sempre numero di
ossidazione -2.
Nomenclatura tradizionale
acido + nome non metallo terminante in IDRICO:HF acido fluoridrico; HCl
acido cloridrico; HBr acido bromidrico; HI acido iodidrico; H2S acido
solfidrico; H2Se acido selenidrico
Nomenclatura ufficiale
Nome non metallo, terminate in URO, col numero degli atomi di idrogeno
indicati dai soliti prefissi; seguito da “di idrogeno”: HF fluoruro di idrogeno;
HCl cloruro di idrogeno; HBr bromuro di idrogeno; HI ioduro di idrogeno;
H2S solfuro di diidrogeno; H2Se seleniuro di didrogeno
composti chimici e nomenclatura
19
OSSIACIDI o ACIDI TERNARI
Sono composti ternari tra idrogeno, ossigeno ed un non metallo; sono
composti covalenti polari solidi o liquidi a temperatura ambiente
Derivano dalla reazione tra anidridi e acqua (tutti gli elementi mantengono il
proprio numero di ossidazione); inoltre nella formula dell’ossiacido il non
metallo è presente, tranne qualche eccezione, sempre con un solo atomo
+4 –2
+1
–2
+1
+4 –2
CO2+H2O → H2CO3
Per trovare la formula dell'ossoacido si deve scrivere a destra nell'ordine
idrogeno, non metallo e ossigeno, mettendo per ognuno di questi elementi
tanti atomi quanti ce ne sono a sinistra
Cl2O7+H2O→ H2Cl2O8
composti chimici e nomenclatura
20
Il composto H2Cl2O8 in realtà non esiste e per trovare la vera formula
dell’ossiacido dobbiamo dividere per due tutti gli indici del composto
H2Cl2O8 → 2 HClO4
La reazione complessiva diventa allora:
Cl2O7+H2O→ 2 HClO4
Nomenclatura tradizionale
a) se il non metallo ha un solo numero di ossidazione:
acido + nome non metallo con desinenza ICO (es. acido carbonico H2CO3)
b) se il non metallo ha due numeri di ossidazione:
acido + nome non metallo con desinenza OSO, per il numero di
ossidazione minore. Ad es. acido solforoso H2SO3 (+4);
acido + nome non metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione
maggiore. Ad es. acido solforico H2SO4 (+6).
composti chimici e nomenclatura
21
c) se il non metallo ha quattro numeri di ossidazione, come gli elementi del
7° gruppo (+1,+3,+5,+7):
acido IPO nome non metallo con desinenza OSO per il numero di
ossidazione +1. Es. HClO acido ipocloroso;
acido + nome non metallo con desinenza OSO, per il numero di
ossidazione +3. Es. acido cloroso HClO2;
acido + nome non metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione
+5. Es. acido clorico HClO3;
acido PER nome non metallo con desinenza ICO per il numero di
ossidazione +7. Es. acido perclorico HClO4;
Nomenclatura ufficiale
Al temine acido si attribuisce un aggettivo riferito al numero di atomi di
ossigeno presenti nell’acido ed al nome del non metallo, terminante in ICO;
segue poi, tra parentesi, il numero di ossidazione del non metallo Ad es.
HClO acido ossoclorico (+1); HClO2 acido diossoclorico (+3);
HClO3 acido triossoclorico (+5); HClO4 acido tetraossoclorico (+7);
H2SO4 acido tetraossosolforico (+6); H2SO3 acido triossosolforico (+4)
composti chimici e nomenclatura
22
Alcune eccezioni
Tutte le formule degli ossiacidi sono state ottenute facendo reagire la relativa
anidride con una molecola di acqua. A questa regola fanno eccezione le
anidridi del fosforo e del boro, che reagiscono con tre molecole di acqua, e
quella del silicio, che reagisce invece con due molecole di acqua
B2O3+3H2O→ 2H3BO3
P2O3+3H2O→ 2H3PO3
P2O5+3H2O→ 2H3PO4
SiO2+2H2O→ H4SiO4
composti chimici e nomenclatura
23
PIOGGE ACIDE
Le anidridi dell’azoto e
dello zolfo, prodotte dagli
scarichi dei processi
civili ed industriali,
reagiscono con l’acqua
atmosferica, acidificando
la pioggia
Il fenomeno provoca
danni alla vegetazione
ed ad alcuni tipi di
manufatti
composti chimici e nomenclatura
24
DECOMPOSIZIONE IN ACQUA DEGLI ACIDI
Tutti gli acidi contengono idrogeno; negli ossiacidi questo è legato
all’ossigeno da un legame covalente polare, mentre negli idracidi è legato
da un legame covalente polare ad un non metallo molto elettronegativo.
O
δ+
HClO4
Cl
O
H
δ–
δ+
H
δ–
O
C
δ+
H
H2CO3
δ–
δ–
δ–
δ+
C H
l HCl
S
H Hδ+
δ+
H2S
In acqua (solvente polare) tale legame si rompe, mandando in soluzione
ioni H+ ed anioni costituiti da tutti gli altri atomi della molecola di partenza.
O
Cl
O
ClO-
4
H+
H+
O
C
H+
CO32composti chimici e nomenclatura
C H+
lClS H + H+
S225
Decomposizione in acqua degli acidi ternari
In soluzione si formano anioni poliatomici, costituiti dal non metallo ed
dall’ossigeno legati da legame covalente, con tante cariche negative quanti
sono gli ioni H+ liberati
+
HClO4→H +ClO4
+
2
H2CO3→2H +CO3
+
3
H3BO3→3H +BO3
+
4
H4SiO4→4H +SiO4
composti chimici e nomenclatura
26
Nomenclatura tradizionale degli anioni poliatomici
I nomi degli anioni poliatomici sono simili a quelli degli acidi da cui derivano
ICO
OSO
→
→
ATO
ITO
Federico malato,
valoroso e ferito
Acido
ternario
→
Anione
poliatomico
Ipo….oso
→
Ipo….ito
….oso
→
….ito
….ico
→
….ato
Per….ico
→
Per….ato
Riassumendo
a) se il non metallo ha un solo numero di ossidazione:
ione + nome non metallo con desinenza ATO (es. ione carbonato CO32-)
composti chimici e nomenclatura
27
b) se il non metallo ha due numeri di ossidazione:
ione + nome non metallo con desinenza ITO, per il numero di ossidazione
minore. Ad es. ione solfito SO32- (+4);
ione + nome non metallo con desinenza ATO, per il numero di ossidazione
maggiore. Ad es. ione solfato SO42- (+6).
c) se il non metallo ha quattro numeri di ossidazione, come gli elementi del
7° gruppo (+1,+3,+5,+7):
Ione IPO nome non metallo con desinenza ITO per il numero di
ossidazione +1. Es. ClO- ione ipoclorito;
Ione + nome non metallo con desinenza ITO, per il numero di ossidazione
+3. Es. ione clorito ClO2-;
Ione + nome non metallo con desinenza ATO, per il numero di ossidazione
+5. Es. ione clorato ClO3-;
Ione PER nome non metallo con desinenza ATO per il numero di
ossidazione +7. Es. ione perclorato ClO4-;
composti chimici e nomenclatura
28
Nomenclatura ufficiale degli anioni poliatomici
I termine anione è seguito da un aggettivo indicante, coi soliti prefissi, il
numero degli atomi di ossigeno presenti e contenente il nome del non
metallo con desinenza ato; segue, tra parentesi, il numero di ossidazione
di questo
ClO- anione ossoclorato (1); ClO2- anione diossoclorato (3); ClO3- anione
triossoclorato (5); ClO4- anione tetraossoclorato (7)
Decomposizione in acqua degli acidi binari
In soluzione si formano anioni monoatomici, costituiti dal non metallo, con
tante cariche negative quanti sono gli ioni H+ liberati
+
HCl→H +Cl
+
2
H2S→2H +S
composti chimici e nomenclatura
29
Nomenclatura degli anioni monoatomici
In entrambe le nomenclature il nome dell’anione monoatomico si ottiene
aggiungendo la desinenza uro al nome del non metallo.
F- anione fluoruro; Cl- anione cloruro; Br- anione bromuro; I- anione
ioduro; S2- anione solfuro; Se2- anione seleniuro.
DECOMPOSIZIONE IN ACQUA DEGLI IDROSSIDI
Gli idrossidi sono
composti ionici ed
in acqua si
dissociano
liberando tutti gli
anioni OH- ed un
catione metallico
con tante cariche
positive quanti
sono gli OHliberati.
NaOH→Na++OH2+
Ca(OH)2→Ca +2OH
3+
Al(OH)3→Al +3OH
Pb(OH)4→Pb4++4OHcomposti chimici e nomenclatura
30
SALI BINARI
Sono composti ionici, formati da un metallo e da un non metallo, che
derivano dalla reazione tra un acido binario ed un idrossido
Idrossido + acido binario → sale binario + acqua
NaOH + HCl→ NaCl+ H2O
Per trovare la formula del sale binario si deve innanzitutto scrivere la
reazione di decomposizione in acqua dell’idrossido e dell’acido binario
+
NaOH→Na +OH
+
HCl→H +Cl
Unendo graficamente il
catione metallico con
l’anione non metallico si
ottiene la formula del sale
Unendo graficamente l’ossidrile con lo ione H+ si ottiene invece l’acqua
Se è necessario si deve infine bilanciare la reazione
composti chimici e nomenclatura
31
Passiamo adesso ad un caso più complicato:
2Fe(OH)3 +3H2S→ Fe2S3+6H2O
Si seguono gli stessi passaggi dell’esempio precedente
3+
→Fe +3OH
Fe(OH)3
+
2
H2S →2H +S
+3
+6
-2
Fe2S3
-6
Poi si aggiunge l’acqua
Per scrivere la formula
del sale, (che è un
composto neutro) si
deve considerare che
la somma delle cariche
positive dei cationi
dovrà essere uguale
alla somma delle
cariche negative degli
anioni
Si procede infine al bilanciamento, secondo le solite regole
composti chimici e nomenclatura
32
Nomenclatura tradizionale
a) se il metallo ha un solo numero di ossidazione:
nome non metallo terminante in URO + di nome metallo
Ad es. cloruro di sodio (NaCl), fluoruro di potassio (KF);
b) se il metallo ha due numeri di ossidazione:
nome non metallo terminante in URO + nome metallo con desinenza OSO,
per il numero di ossidazione minore. Ad es. cloruro ferroso FeCl2 (+2);
nome non metallo terminante in URO + nome metallo con desinenza ICO,
per il numero di ossidazione maggiore. Ad es. cloruro ferrico FeCl3 (+3).
Nomenclatura ufficiale
Si scrive il nome del non metallo, terminante in URO, cui segue di ed il
nome del metallo; ciascuno nome viene preceduto dai soliti prefissi riferiti al
numero di atomi di ciascun elemento.
Ad esempio: FeCl2 dicloruro di ferro; FeCl3 tricloruro di ferro; NaCl cloruro
di sodio; Al2S3 trisolfuro di dialluminio; Li2S solfuro di dilitio.
composti chimici e nomenclatura
33
SALI TERNARI
Sono composti ionici, formati da metallo, non metallo ed ossigeno, che
derivano dalla reazione tra un acido ternario ed un idrossido
Idrossido + acido ternario → sale ternario + acqua
KOH + HClO→ KClO + H2O
Per trovare la formula del sale ternario si deve sempre scrivere la reazione
di decomposizione in acqua dell’idrossido e dell’acido ternario
KOH→K++OH-
+
HClO→H +ClO
Unendo graficamente il catione
metallico con l’anione
poliatomico si ottiene la formula
del sale
Unendo graficamente l’ossidrile con lo ione H+ si ottiene invece l’acqua
Se è necessario si deve infine bilanciare la reazione
composti chimici e nomenclatura
34
Passiamo ad un caso più complicato:
3 Ca(OH)2+2H3BO3→ Ca3(BO3)2+6H2O
Si seguono gli stessi passaggi dell’esempio precedente
2+
→Ca +2OH
Ca(OH)2
+
3
H3BO3 →3H +BO3
+2
+6
-3
Ca3(BO3)2
+6
Per scrivere la formula
del sale, (un composto
neutro) la somma delle
cariche positive dei
cationi dovrà essere
uguale alla somma
delle cariche negative
degli anioni
Poi si aggiunge l’acqua
Si procede infine al bilanciamento, secondo le solite regole
composti chimici e nomenclatura
35
Nomenclatura tradizionale
Si indica per primo il nome dell’anione poliatomico derivante dalla
decomposizione dell’acido, cui segue il nome del catione metallico
•Se il metallo ha un solo numero di ossidazione lo si indica con di + nome
metallo
•Se il metallo ha due numeri di ossidazione si utilizzano le solite desinenze
OSO per il numero di ossidazione minore ed ICO per il numero di
ossidazione maggiore.
Ecco alcuni esempi:
CaCO3 carbonato di calcio
FeCO3 carbonato ferroso
Fe2(CO3)3 carbonato ferrico
Na2SO3 solfito di sodio
Na2SO4 solfato di sodio
Cu2SO4 solfato rameoso
CuSO4 solfato rameico
KClO ipoclorito di potassio
KClO2 clorito di potassio
KClO3 clorato di potassio
KClO4 perclorato di potassio
Sn(BrO)2 ipobromito stannoso
Sn(BrO4)4 perbromato stannico
composti chimici e nomenclatura
36
Nomenclatura ufficiale
Nome del non metallo, terminante in ATO (seguito tra parentesi dal suo
numero di ossidazione), + di ed il nome del metallo (seguito tra parentesi
dal suo numero di ossidazione, qualora ne abbia più di uno). Con le solite
desinenze, si indicano poi il numero di atomi di ossigeno presenti
nell’anione ed il numero di atomi del metallo.
Ecco alcuni esempi:
CaCO3 triossocarbonato (4) di calcio
FeCO3 triossocarbonato (4) di ferro (2)
Fe2(CO3)3 triossocarbonato (4) di di ferro (3)
Na2SO3 triossosolfato (4) di di sodio
Na2SO4 tetraossosolfato (6) di di sodio
Cu2SO4 tetraossosolfato (6) di di rame (1)
CuSO4 tetraossosolfato (6) di rame (2)
KClO ossoclorato (1) di potassio
KClO2 diossoclorato (3) di potassio
Sn(BrO)2 ossobromato (1) di stagno (2)
Sn(BrO4)4 tetraossobromato (7) di stagno (4)
composti chimici e nomenclatura
37
SUGGERIMENTI PER LO SVOLGIMENTO DEGLI ESERCIZI
Data la formula di un sale ternario trovarne il nome tradizionale
Formula →
n° di ossidazione
→ nome
Ricaviamo i numeri di ossidazione di metallo e non metallo
I sali sono composti ionici, formati dall’unione di un catione metallico e di
un anione poliatomico contenente un non metallo
Proviamo quindi a fare la dissociazione in acqua del sale, ricordando che:
Carica del
catione
metallico
X
Indice
stechiometrico
del metallo
=
Carica
dell’anione
poliatomico
composti chimici e nomenclatura
X
Indice
stechiometrico
dell’anione
38
3+
2
Fe2(CO3)3→2Fe +3CO3
3x2=2x3
Carica ionica
del catione
Indice
stechiometrico
del catione
Indice
stechiometrico
dell’anione
Carica
dell’anione
Il numero di ossidazione del metallo corrisponde alla carica del suo catione
(+3 in questo caso)
Il numero di ossidazione del non metallo si calcola con le regole già viste
+4 -2
x -2
2CO3
x+3(-2)=-2
n° ox.
C
Atomi
di O
n° ox.
O
carica
anione
composti chimici e nomenclatura
x=4
2CO3
Carbonato ferrico
39
Possono verificarsi i seguenti quattro casi
1. Sia il metallo, che il non metallo hanno un solo numero di ossidazione
E’ il caso più semplice, perché non c’è alcuna ambiguità
Ad esempio:
CaCO3
Il calcio ha solo numero di ossidazione +2
Il carbonio ha solo numero di ossidazione +4
Il composto si chiama quindi:
Carbonato di calcio
composti chimici e nomenclatura
40
2. Il metallo ha un solo numero di ossidazione, mentre il non metallo ne
ha più di uno
La carica ionica del metallo coincide col suo numero di ossidazione.
Dalla relazione
Carica del
catione
X
Suo indice
stechiometrico
=
Carica
dell’anione
X
Suo indice
stechiometrico
posso allora ricavarmi la carica del catione poliatomico e dissociare il sale in
acqua
Ad esempio:
NaNO3
Il sodio ha solo numero di ossidazione +1
La dissociazione in acqua del sale è quindi:
NaNO3→Na++NO3-
Applicando le solite regole all’anione poliatomico ricavo il numero di
ossidazione del non metallo (+5 in questo caso)
Il composto si chiama quindi:
Nitrato di sodio
composti chimici e nomenclatura
41
3. Il non metallo ha un solo numero di ossidazione, mentre il metallo ne
ha più di uno
Ad esempio:
FeCO3
Il carbonio ha solo numero di ossidazione +4
Noto il numero di ossidazione del non metallo posso ricavarmi la carica
dell’anione poliatomico attraverso le solite regole
+4 -2
+4 -2
CO3
X
+4+3(-2)=X
n° ox.
C
Atomi
di O
x=-2
2CO3
n° ox. carica
anione
O
Se la carica dell’anione è -2, la dissociazione in acqua del sale è
allora:
FeCO3→Fe2++CO32-
Il numero di ossidazione del ferro pertanto è +2
Il composto si chiama quindi:
Carbonato ferroso
composti chimici e nomenclatura
42
4. Sia il metallo, che il non metallo, hanno più di un numero di
ossidazione.
Si procede per tentativi, utilizzando le regole date in precedenza e ricordando
che il numero dei valori assunti dal numero di ossidazione di ogni elemento è
limitato (max due per i metalli, max quattro per i non metalli del 7° gruppo)
Es.
Fe(ClO4) 3
Il ferro può avere numero di ossidazione +2 o +3
Ipotizziamo che il suo numero di ossidazione in questo composto sia +2
Cerco quindi di risalire alla carica dell’anione dalla relazione:
Carica del
catione
che in
questa
ipotesi
diventa:
X
Suo indice
stechiometrico
Carica
catione
=
Carica
dell’anione
X
2•1=X•3
Indice catione
Suo indice
stechiometrico
Indice
anione
Carica anione
composti chimici e nomenclatura
43
Risolvendo l’equazione si vede che, in questa ipotesi, la carica dell’anione
sarebbe 2/3
L’ipotesi stessa è quindi sbagliata e si deve ricominciare daccapo.
Se Ipotizziamo invece che il numero di ossidazione del ferro in questo
composto sia +3, l’equazione diventa
Carica
catione
3•1=X•3
Indice catione
Indice
anione
Carica anione
La carica dell’anione poliatomico è quindi -1
E la dissociazione del sale è dunque la seguente
Fe(ClO4)3→Fe3++3ClO4composti chimici e nomenclatura
44
Con le regole note posso infine calcolare il numero di ossidazione del non
metallo, che risulta essere +7
Il nome del composto
Fe(ClO4) 3 è quindi: Perclorato ferrico
Dato il nome tradizionale di un sale ternario trovarne la formula
Nome
→
n° di ossidazione
→ Formula
Dal nome si risale semplicemente ai numeri di ossidazione del metallo e del
non metallo
Prendiamo ad esempio il solfato
Lo zolfo a numero di ossidazione +6
rameico
Il rame ha numero di ossidazione +2
composti chimici e nomenclatura
45
Tuttavia non è possibile scrivere direttamente la formula del sale ed è
necessario risalire a ritroso ai composti da cui deriva:
Acido solforico e idrossido rameico
La formula dell’idrossido si può scrivere direttamente:
Cu(OH)2
Per scrivere la formula dell’acido si deve invece risalire alla anidride di
provenienza
Anidride solforica
SO3
Possiamo ora risalire alla formula dell’acido attraverso la reazione:
SO3 + H2O→H2SO4
composti chimici e nomenclatura
46
Possiamo infine arrivare alla formula del sale attraverso la reazione:
Idrossido rameico + acido solforico → solfato rameico + H2O
H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 +2H2O
Dato il nome ufficiale di un sale ternario trovarne la formula
Proviamo a scrivere la formula del
triossonitrato (5) di ferro (3)
L’anione contiene tre atomi di ossigeno ed un atomo di azoto con numero di
ossidazione +5
Con le regole già viste nella diapositiva 42 mi calcolo la sua carica ionica
composti chimici e nomenclatura
47
+5 -2
+5 -2
NO3
X
+5+3(-2)=X
n° ox.
N
Atomi
di O
x=-1
NO3
n° ox. carica
anione
O
Poiché il ferro ha numero di ossidazione +3 il catione metallico è:
La formula del composto è quindi:
3+
Fe
Fe(NO3) 3
composti chimici e nomenclatura
48