I composti di base della Chimica Inorganica
COMPOSTI
sostanze costituite da due
o più elementi, con atomi
in proporzioni definite
Organici
Inorganici
Contengono C e H
(es:C6H12O6;CH4 )
tutti gli altri
(es:HCl, H2O)
composti sono quindi definibili come combinazioni di elementi
gli atomi dei diversi elementi che lo costituiscono, sono
presenti in proporzione costante e caratteristica
le loro caratteristiche fisiche e chimiche sono diverse da
quelle degli elementi costituenti
Formule Chimiche
•
FORMULA MINIMA (o SEMPLICE o BRUTA): esprime il rapporto atomico (molare) tra gli
elementi che costituiscono una sostanza, utilizzando i più piccoli numeri interi come pedici (per
composti molecolari, covalenti e ionici)
acido ossalico
•
HCO2
HNO3
acido nitrico
FORMULA MOLECOLARE: esprime non solo il rapporto tra gli atomi dei vari elementi, ma
indica anche il numero reale di atomi dei vari elementi in una singola molecola (per composti
molecolari)
acido ossalico
•
H2C2O4
HNO3
acido nitrico
FORMULA DI STRUTTURA: Indica come gli atomi di una molecola sono uniti tra loro e come
sono disposti nello spazio
acido ossalico
acido nitrico
Numero di Ossidazione
La valenza è il numero di elettroni che l’atomo di un elemento condivide, cede o
acquista quando si lega con altri atomi (Es. valenza del Cl è 1, dell’H è 1……).
Tuttavia la valenza non fornisce indicazioni effettive sul “comportamento” degli atomi
nelle molecole, per questo motivo al concetto di valenza si affianca quello del numero
di ossidazione.
NUMERO DI OSSIDAZIONE o STATO DI OSSIDAZIONE:
indica la carica elettrica, espressa con numero e segno, che un atomo assumerebbe in
un composto, SE GLI ELETTRONI DI LEGAME FOSSERO ASSEGNATI
ALL’ELEMENTO PIÙ ELETTRONEGATIVO.
Nei composti molecolari il numero di ossidazione NON equivale ad una carica
REALE, perché gli atomi NON cedono o acquistano elettroni, ma indica la
CARICA FORMALE, cioè la CARICA TEORICA che l’elemento assumerebbe
se gli elettroni di legame fossero acquisiti dall’atomo più elettronegativo.
+1
LEGAME
COVALENTE
PURO
+1
H
H
-3
C
+1
H
H
+1
-2
-3
C
H
+1
H
-1
+1
H
+1
O
-1
H+1
LEGAME
COVALENTE
POLARE
Periodicità del numero di ossidazione
NOTA BENE
BENE: Il massimo numero di ossidazione che un elemento può
assumere coincide con il numero del gruppo a cui l’elemento
appartiene
REGOLE FONDAMENTALI
il n.o. di una specie elementare è zero: es. N2, O2
il n.o. di un catione o di un anione corrisponde alla carica
l’idrogeno ha sempre n.o. +1, tranne che negli idruri in cui presenta n.o. –1 (es.
NaH, CaH2)
l’ossigeno O ha sempre n.o. –2, tranne in OF2 (n.o. +2), nei perossidi (-O-O-, n.o.
–1) e nei superossidi (n.o. –1/2)
il fluoro ha sempre n.o. –1
il cloro ha sempre n.o. –1, tranne nei legami con F e con O in cui assume n.o.
positivi (lo stesso vale per il Br)
i metalli hanno sempre n.o. positivi: i metalli alcalini (gruppo I) n.o.+1, alcalino
terrosi (gruppo II) n. o. + 2
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
Le regole di nomenclatura
attualmente in uso sono state
formulate dalla COMMISSIONE
dell’ UNIONE di CHIMICA PURA
e APPLICATA (IUPAC)
In base a tali regole è possibile
stabilire la formula del composto
o risalire al nome dalla formula
COMPOSTI BINARI = composti formati da due elementi diversi
Sono di tipo ionico quando esiste una sufficiente differenza di elettronegatività tra i
due elementi e sono covalenti quando non c’è questa differenza.
1)
Metallo
+
non metallo (S o alogeni)
2)
Sali Binari
COMPOSTI con IDROGENO
H
+
alogeno o S
H
+
metallo
Idracidi
Idruri
3)
COMPOSTI con OSSIGENO
ossigeno
+
metallo
Ossidi Basici
ossigeno
+
non metallo
Ossidi Acidi
(anidridi)
1)Metallo + Non Metallo
Sono
ionici
composti
Sali
X = radice del nome dell’elemento più
elettronegativo
Y = nome dell’ elemento meno elettronegativo
X-uro di Y
NaCl = cloruro di sodio
Al2S3 = solfuro di alluminio
Se presenti più numeri di ossidazione:
Nomenclatura
IUPAC
FeCl3 = tricloruro di ferro
FeCl2 = dicloruro di ferro
Nomenclatura
di Stock
cloruro di ferro (III)
cloruro di ferro (II)
Nomenclatura
tradizionale
cloruro ferrico
cloruro ferroso
Numero di
ossidazione
maggiore
Numero di
ossidazione
minore
PRINCIPALI CATIONI
formula
nome
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
Cr3+
Cromo(III) o cromico
Mn2+
Manganese(II) o manganoso
Fe2+
Ferro(II) o ferroso
Fe3+
Ferro(III) o ferrico
Co2+
Cobalto(II) o cobaltoso
Ni2+
Nichel(II) o nichel
Cu2+
Rame(II) o rameico
Zn2+
Zinco
Ag+
Argento
Cd2+
Cadmio
Hg2+
Mercurio(II) o mercurico
Un anione monoatomico prende il nome dall’elemento seguito dal
suffisso -uro
ClS2-
cloruro
solfuro
ma
O2-
ossido
I non metalli formano anioni con carica pari al numero del gruppo meno 8
ClS2-
VII A
VI A
7-8=-1
6-8=-2
COMPOSTI con IDROGENO
2) Idrogeno + Alogeno (F, Cl, Br, I) o Zolfo
IDRACIDI
Sono composti binari dell’ idrogeno con elementi non metallici aventi
elevata elettronegatività (VI e VII gruppo) ed in ambiente acquoso
dimostrano un comportamento acido; il legame è di tipo covalente
polarizzato
Acido X-idrico
HCl = acido cloridrico
H2S = acido solfidrico
X = radice del nome del non metallo
HF fluoruro di idrogeno
HCl cloruro di idrogeno
HBr bromuro di idrogeno
HI ioduro di idrogeno
HCN cianuro di idrogeno
H2S solfuro di idrogeno
Sostanza pura
acido fluoridrico
acido cloridrico
acido bromidrico
acido iodidrico
acido cianidrico
acido solfidrico
Sostanza
in
soluzione
Oltre agli IDRACIDI, esistono altri composti
binari con l’idrogeno e non metallo
Gli elementi del V gruppo si legano ad H
nei loro n.o. negativi
(-3):
NH3
ammoniaca
Il carbonio e il boro formano i
seguenti composti:
CH4
metano
BH3
borano
2) Idrogeno + Metallo
IDRURI
Sono composti binari dell’idrogeno con gli elementi più elettropositivi
(metalli)
IDRURI
Metalli I e II gruppo
+ H2
Idruri Ionici
o Salini
Metalli di Transizione +
H2
Idruri
Metallici
2) Idrogeno + Metallo I e II gruppo:
Idruri Ionici o Salini
Composti ionici binari dell’idrogeno con elementi fortemente
elettropositivi (metalli alcalini e alcalino terrosi)
Sono composti ionici costituiti dallo ione idruro (H-) e da cationi
metallici e hanno comportamento basico
Idruro di X
X = nome dell’elemento che si combina con l’H
NaH = idruro di sodio
CaH2 = idruro di calcio
SrH2 = idruro di stronzio
COMPOSTI con OSSIGENO
3) Ossigeno + Metallo
Ossidi Basici
I Me dei gruppi I e II, nonché i metalli di transizione negli stati a
numero di ossidazione basso, hanno una I sufficientemente bassa che
consente la formazione di composti ionici con l’ossigeno.
Si tratta di ossidi basici che sono solidi a T e P ordinarie
Nomenclatura
IUPAC
CuO = ossido di rame
Cu2O = ossido di dirame
Nomenclatura di
Stock
ossido di rame (II)
ossido di rame (I)
Nomenclatura
tradizionale
ossido rameico
ossido rameoso
3) Ossigeno + Non Metallo
Ossidi Acidi
Ogni elemento non metallico forma, in generale, più di un composto con l’ ossigeno.
Si tratta di composti covalenti che hanno comportamento acido
Comprendono anche gli ossidi dei metalli di transizione ad alto numero di
ossidazione (5,6,7)
Nomenclatura
IUPAC
SO3 = triossido di zolfo
SO2 = diossido di zolfo
Nomenclatura
tradizionale
anidride solforica
anidride solforosa
Cl2O7 = eptaossido di dicloro
Cl2O5 = pentossido di dicloro
Cl2O3 = triossido di dicloro
Cl2O = ossido di dicloro
anidride perclorica
anidride clorica
anidride clorosa
anidride ipoclorosa
N2O5 = pentossido di diazoto
N2O3 = triossido di diazoto
anidride nitrica
anidride nitrosa
P2O5 = pentossido di difosforo
P2O3 = triossido di difosforo
anidride fosforica
anidride fosforosa
Alcuni ossidi di non metalli, come CO, NO, N2O, non si sciolgono in acqua e di conseguenza non
manifestano il comportamento tipico degli ossidi acidi, per questa ragione nella nomenclatura
tradizionale non vengono chiamati anidridi ma semplicemente ossidi
COMPOSTI Ternari = composti formati da tre elementi diversi
Le principali categorie di questi composti contengono
ossigeno combinato con altri due elementi:
1)
Metallo + Ossigeno + Idrogeno
Idrossidi
2)
Non Metallo + Ossigeno +
Idrogeno
Ossoacidi
3)
Metallo + Ossigeno + Non Metallo
Sali ossigenati
1)Metallo + Ossigeno + Idrogeno
Idrossidi
Sono sostanze fortemente basiche
Ossido di metallo + acqua
ossacido
K2O + H2O → 2 KOH
Sono costituiti dallo ione METALLICO positivo Mn+ e da n IONI
OSSIDRILI OH-.
La loro formula si ottiene unendo al metallo un numero di gruppi OH
pari al numero d’ossidazione del metallo:
M(OH)n
Idrossido di M
(OH)-OH
ossidrile
idrossido o idrossile
Se presenti più numeri di ossidazione:
Nomenclatura
IUPAC
Cu(OH)2 = diidrossido di rame
CuOH =
idrossido di rame
Nomenclatura
tradizionale
idrossido rameico
idrossido rameoso
2) Non Metallo + Ossigeno + Idrogeno
Ossoacidi
Sono chiamati OSSOACIDI perché hanno proprietà acide simili agli idracidi.
In questi composti il non metallo è l’atomo centrale della molecola ed è unito con
legami covalenti polari a tutti gli atomi di ossigeno presenti
HpNMqOr
Acido r-osso NM-ico
H = idrogeno
p = numero atomi idrogeno
NM = non metallo q = numero atomi non metallo
O = ossigeno
r = numero atomi ossigeno
Ossido di non metallo (anidride) + acqua
CO2 + H2O
H2CO3
= acido triossocarbonico
SO3 + H2O
H2SO4 = acido tetraossosolforico
H2SO3 = acido triossosolforico
H3PO4 = acido tetraossofosforico
H3PO3 = acido triossosolforico
H3PO2 = acido diossosolforico
HClO4
HClO3
HClO2
HClO
=
=
=
=
acido tetraossoclorico
acido triossoclorico
acido diossoclorico
acido ossoclorico
ossacido
acido carbonico
acido solforico
acido solforoso
acido fosforico
acido fosforoso
acido ipofosforoso
acido perclorico
acido clorico
acido cloroso
acido ipocloroso
2) Non Metallo + Ossigeno + Idrogeno
Ossoacidi
In soluzione acquosa liberano ioni H+ : HNO3 + H2O →
H3O+(aq) + NO3-(aq)
In base al numero di protoni che la molecola può liberare
(idrogeni salificabili) gli ossoacidi vengono suddivisi in:
Monoprotici:
Diprotici:
Triprotici:
HNO2
H2SO4
H3PO4
HClO
HNO3
H2CO3
H3BO3
H3AsO4
Quando i due elementi formano più di un composto questi si distinguono
usando i seguenti prefissi
1
2
3
4
5
monobitritetrapenta-
6
7
8
9
10
Esempi
CO
CO2
NO2
N2O4
ClO2
Cl2O7
S2Cl2
P4S3
SF6
Monossido di carbonio
Biossido di carbonio
Biossido di azoto
Tetrossido di diazoto
Biossido di cloro
Eptossido di dicloro
Dicloruro di dizolfo
Trisolfuro di tetrafosforo
Esafluoruro di zolfo
esaeptaoctanonadeca-
3) Metallo + Ossigeno + Non Metallo
Sali Ossigenati
I Sali Ossigenati si originano per reazione tra un composto derivato
da un metallo (ossido basico, idrossido) e un composto derivato da un
non metallo (ossido acido, ossoacido)
H2SO4
2NaOH
SO42Na+
2H +
OH -
Sale ossigenato
Na2SO4
= solfato di sodio
Na2SO3
= solfito di sodio
La desinenza del sale è legata a
quella dell’acido nel modo
seguente:
desinenza acido
desinenza sale
PER-....-ICO
PER-....- ATO
- ICO
-ATO
-OSO
-ITO
IPO-....-OSO IPO-....- ITO
Ioni poliatomici
L’unico catione poliatomico di rilievo è:
NH4+
ione ammonio
La maggior parte degli ioni poliatomici sono ossianioni, contenenti
ossigeno più un altro elemento:
CO32-
ione carbonato
SO42-
ione solfato
PRINCIPALI IONI POLIATOMICI
Nome
Formula
Nome
Formula
____________________________________________________________
Acetato
Ammonio
Carbonato
Clorato
Clorito
Cromato
Cianuro
Bicromato
Diidrogenofosfato
Fosfato
Idrogenocarbonato
(o bicarbonato)
Idrogenosolfato
(o bisolfato)
Idrogenosolfito
(o bisolfito)
CH3COO−
NH4+
CO32−−
ClO3−
ClO2−
CrO42−−
CN−
Cr2O72−−
H2PO4−
PO43−−
HCO3−
Idrossido
Ipoclorito
OH−
ClO−
Monoidrogeno fosfato
Nitrato
Nitrito
Ossalato
Perclorato
Permanganato
Ossido
Perossido
HPO42−−
NO3−
NO2−
C2O42ClO4−
MnO4−
O2−−
O22−−
HSO4−
Solfato
SO42−−
HSO3−
Solfito
SO32−−
Esempi
FeSO4
Solfato di ferro (II)
AlBr3
Bromuro di alluminio
TiO2
Ossido di titanio (IV)
Fe2(SO4)3
Solfato di ferro (III)
CuNO3
Nitrato di rame (I)
Cu(NO3)2
Nitrato di rame (II)
Mg3N2
Nitruro di magnesio
