1 NOMENCLATURA TRADIZIONALE E IUPAC DEI COMPOSTI INORGANICI Obiettivi di apprendimento: 1. Definire il numero di ossidazione e conoscere i criteri con cui esso viene attribuito. 2. Scrivere la formula dei composti, conoscendo il n. di o. degli ioni componenti. 3. Descrivere i criteri ispiratori della nomenclatura tradizionale e I.U.P.A.C. 4. Denominare i composti secondo i due tipi di nomenclatura. 5. Definire ossidi, perossidi, idrossidi, acidi, sali, e saperne scrivere la formula grezza e di struttura. Il NUMERO DI OSSIDAZIONE di un atomo in un composto, corrisponde alla carica che l’atomo assumerebbe se gli elettroni di legame fossero assegnati all’atomo più elettronegativo. Es. In HCl, H+ Cl- l’idrogeno ha numero di ossidazione +1 e il cloro numero di ossidazione –1. Se il n.o. è stato assegnato correttamente la molecola nel suo insieme avrà carica neutra. Regole per il calcolo del n.o. 1. Il n.o. di una sostanza allo stato elementare è zero indipendentemente dalla sua complessità. 2. Il n.o. di un elemento allo stato di ione è uguale alla carica dello ione. 3. Il n.o. delle molecole nel loro complesso è zero. 4. Il n.o dell’ossigeno è sempre –2, escluso il caso dei perossidi in cui è –1. Es. H2O2 H+1 O-1 e dei composti con il fluoro in cui ha n.o. – 2 5. Il n.o. dell’idrogeno è sempre +1 escluso il caso degli idruri in cui ha n.o. –1 Es. NaH Na+ H-1 6. Il n.o. dei metalli è pari alla loro valenza. CaCl2 Il n.o di Ca è +2 . o ossidi ionici Sono composti binari, formati cioè da due soli tipi di atomi, metallo e ossigeno Sono formati da Metallo +Ossigeno. Hanno carattere basico. Esempio : 4Na +O2 2Na2O ; 2Ca+ O22CaO 4Al+ 3O2 2Al2O3 Nomenclatura: a) Il metallo ha un solo n.o. Si premette la parola ossido di…nome del metallo es. CaO ossido di calcio. b) Il metallo ha due n.o. ne derivano due ossidi diversi Quello col metallo con n.o. più basso assume la desinenza –oso. Quello con n.o. più alto -ico. Es. Cu2O (Cu+1) ossido rameoso CuO (Cu++) ossido rameico Sono caratterizzati dalla presenza di due atomi di ossigeno legati fra loro. In questi casi l’O ha n.o. -1 Esempio : H2O2; H-O-O-H ; Na2O2 Na-O-O-Na Rispettivamente perossido di idrogeno e perossido di sodio. 2 Sono composti da Ossigeno + NON Metallo Hanno carattere acido. Esempio : O2+SSO2 3O2+2N22N2O3 Nomenclatura: a) Se il non metallo ha un solo n.o. il suffisso è –ica. Es.B2O3 anidride borica. o ossidi covalenti b) Se il non metallo ha due n.o. uno compreso fra 1e 4 , e l’altro fra 5 e 7, (composti binari) per quello più basso si usa il suffisso –osa, per quello più alto il suffisso non metallo e ossigeno – ica. Es. SO2 anidride solforosa; SO3 anidride solforica c) Se il non metallo ha due n.o. entrambi fra 1 e 4, per quello più basso si usa il prefisso ipo- Es. Cl2O anidride ipoclorosa, Cl2O3 anidride clorosa. d) Se il non metallo ha due n.o. entrambi compresi fra 5 e 7 , per quello più alto si usa il prefisso per- Es. MnO3anidride manganica. Mn2O7 anidride permanganica Metalli con un numero di OH pari al n.o. Composti binari, composti da idrogeno e non metallo Sono composti da ossidi + H2O. Hanno carattere basico. Il loro gruppo funzionale è OHEsempio : Na2O+ H2O2NaOH CaO+ H2OCa (OH)2 Nomenclatura. Si scrive il simbolo del metallo con un numero di gruppi OH pari alla carica dello ione a cui è legato. Es. NaOH idrossido di sodio; Fe(OH)2 idrossido ferroso Fe(OH)3 idrossido ferrico Sono composti da idrogeno con alcuni non metalli (F, Cl, Br, I, S, più raramente CN-, CNO-) Esempio : H2+Cl2 2HCl ; H2+F22HF H2+SH2S Nomenclatura. Si premette la parola acido, radice del non metallo con desinenza -idrico. HCl acido cloridrico H2S acido solfidrico 3 Sono composti ternari formati da idrogeno, non metallo e ossigeno. Si ottengono dalle anidridi + H2O.Es. SO3+ H2O H2SO4 Il loro nome rispecchia quello delle corrispondenti anidridi. Anidridi Ossiacidi Ipo….osa ipo…..oso … osa ….oso …..ica …..ico per….ica per…..ica Esempi: Cl2O (anidride ipoclorosa) + H2O 2HClO acido ipocloroso Cl2O3( anidride clorosa) +H2O 2HClO2 acido cloroso Cl2O5(anidride clorica) ) +H2O2HClO3 acido clorico Cl2O7 (anidride perclorica) +H2O2 HClO4 acido perclorico. Esistono alcuni non metalli come P, As, Sb, B, Si, le cui anidridi possono reagire con H2O in proporzioni diverse. Anidride + 1 H2O acido meta… Anidride + 2 H2O acido piro… Anidride + 3 H2O acido orto… (Fa eccezione SiO2 anidride silicica che reagendo con 2 H2O dà l’acido ortosilicico.) P2O3 +1 H2O H2P2O32HPO2 acido metafosforoso P2O3 +3 H2O H6P2O62H3PO3 acido ortofosforoso P2O5 +1 H2OH2P2O62HPO3 acido meta fosforico P2O5 +2H2OH4P2O7 acido pirofosforico P2O5 +3H2OH6P2O8 2 H3PO4 acido ortofosforico (As e Sb si comportano come il fosforo) B2O3 +1 H2OH2B2O42HBO2 acido metaborico B2O3 +3 H2OH6B2O62H3BO3acido ortoborico SiO2+1 H2OH2SiO3 acidometasilicico SiO2+2 H2OH4SiO4 acido ortosilicico 4 ANDAMENTI PERIODICI DELLA FORZA DEGLI ACIDI. OSSIACIDI: all’interno della tavola periodica le forze degli ossiacidi variano in modo sistematico. Per gli ossiacidi con lo stesso numero di ossigeni, la forza aumenta dal basso verso l’alto in uno stesso gruppo. Es. H2SO4 è più forte di H2SeO4 poiché lo zolfo si trova più in alto del selenio nel sesto gruppo A. Allo stesso modo H3PO4 è più forte di H3AsO4 perché il fosforo si trova sopra l’arsenico. Per gli ossiacidi con lo stesso numero di ossigeni, la forza aumenta da sinistra verso destra nello stesso periodo. Es. H3PO4 è più debole di H2SO4 che a sua volta è più debole di HClO4. IDRACIDI. (Acidi binari, idrogeno e non metallo.) La forza degli acidi binari aumenta da sinistra verso destra nello stesso periodo. Es. HCl è più forte di H2S. Nello stesso gruppo la forza degli acidi binari aumenta dall’alto verso il basso. HCl è più forte di HF. SOLUBILITÀ DEI COMPOSTI. Sono solubili 1. Tutti i composti dei metalli alcalini 2. Tutti i clorati, i perclorati, i nitriti, i nitrati, gli acetati. 3. Tutti i cloruri, i bromuri, gli ioduri eccetto quelli di Ag+, Pb++, Cu+, Hg2 ++, Tl+. 4. Tutti i solfati eccetto quelli di Pb++, Ca++, Sr++, Ba++. Sono insolubili 1. Tutti gli idrossidi e gli ossidi metallici eccetto quelli di Sr++, Ba++ e dei metalli alcalini e di ammonio 2. Tutti i carbonati, i fosfati, i solfiti, i solfuri eccetto quelli alcalini e d'ammonio. 5 I sali derivano dagli acidi per sostituzione di uno o più ioni H+ con cationi metallici. Se la sostituzione è totale si ottengono sali neutri, se è parziale si ottengono sali acidi. I sali si possono ottenere da : a) acido + base; es. HCl+NaOHNaCl +H2O b) acido + ossido; es. H2CO3+CaOCaCO3+ H2O c) anidride + ossido; es. CO2+CaOCaCO3 d) anidride + idrossido; es. CO2+Ca(OH)2CaCO3+ H2O e) acido + sale (quando si forma un gas o un precipitato o un elettrolita debole) es. 2HCl+ CaCO3CaCl2+ H2CO3 (g) es. HCl+ AgNO3 AgCl(solido) + HNO3 ; es. CH3COONa+HClCH3COOH+NaCl f) sale + sale (reazioni di doppio scambio) es. AgNO3+NaCl AgCl(solido)+NaNO3 avvengono quando si forma un precipitato I nomi dei sali nella nomenclatura tradizionale derivano da quelli degli acidi corrispondenti. ANIDRIDI Ipo….osa … osa …..ica per….ica OSSIACIDI ipo…..oso ….oso …..ico per…..ica IDRACIDI …idrico SALI ipo…ito …ito …ato per…ato Sali …uro 6 Nomenclatura I.U.P.A.C. O RAZIONALE Questa nomenclatura ha il grande pregio della semplicità e dell'universalità, poiché rispecchia la formula del composto. Essa si basa sulla distinzione fondamentale dei composti in: a) binari, formati da due soli tipi d'elementi. b) ternari, formati da tre diverse specie di elementi. COMPOSTI BINARI. Per denominare un composto binario occorre: a) nominare per primo l’elemento o lo ione con n.o. negativo. Alla radice dell’elemento negativo si assegna la desinenza –uro. b) poi il nome dell’elemento o dello ione con n.o. positivo. Esempio: NaCl cloruro di sodio HCl cloruro di idrogeno PCl3 tricloruro di fosforo CaH2 diidruro di calcio A queste regole fa eccezione l’ossigeno il cui ione negativo assume il nome di ossido Per indicare il numero di ciascun atomo presente nel composto vedi regola per gli ossidi a seguire. Il numero di atomi di ossigeno è indicato mettendo dinanzi al termine ossido il prefisso: monose è presente un solo atomo (questo prefisso può anche essere omesso) di se sono presenti due atomi trise sono presenti tre atomi tetrase sono presenti quattro atomi pentase sono presenti cinque atomi esase sono presenti sei atomi eptse sono presenti sette atomi Es. CO2 diossido di carbonio N2O3 triossido di diazoto (diazoto poiché l’azoto è presente con due atomi) SO3 triossido di zolfo P2O5 pentossido di difosforo COMPOSTI TERNARI IDROSSIDI. Risultano dalla combinazione di un catione (ione positivo) con l’anione OH- (anione idrossido) in numero tale da neutralizzare la carica positiva del catione. Si nominano iniziando col numero di OH- come prefisso, la parola idrossido, di, nome del metallo. Es. NaOH idrossido di sodio Fe(OH)3 triidrossido di ferro Ca(OH)2 diidrossido di calcio 7 Il nome sistematico degli ossiacidi deriva dal nome dell’anione cui danno origine gli acidi quando si dissociano, sostituendo la desinenza –ato con –ico. Il nome dell’anione si ottiene dalla radice del non metallo che lo caratterizza col n.o. entro parentesi, attribuendogli la desinenza –ato e precisando il numero di atomi di ossigeno che esso presenta: monosso- ; diosso- ; triossoecc. Ecco alcuni esempi : NO3- ione triossonitrato(v) NO2- ione diossonitrato ) OSSIACIDI. SO4-- ione tetraossosolfato(v) PO4- - - ione tetrossofosfato (5) CO3- - ione triossocarbonato (4) SALI HNO3 acido triossonitrico(5) HNO2 acido diossonitrico(3) H2SO4 acido tetraossosolforico(6) H3PO4 acido tetrossisolforico (5) HPO4- - idrogenotetrossifosfato (5) H2PO4- diidrogenotetrossifosfato (5) H2CO3 acido triossocarbonico (4) Arrivati a questo punto è facile assegnare il nome ai sali. Infatti si fa seguire al nome dell’anione il n.o. del non metallo e di…nome del metallo con la sua valenza. Esempio. Fe2 (CO3)3 triossicarbonato(4) di diferro (3) KClO ossiclorato(1) di potassio NaMnO4 tetrossimanganato (7) di sodio SrSO4 tetrossisolfato(6) di stronzio(2)