Lezione 12_Modulo 3 MedBioTEc Formule e reazioni b_Mod N PDF

LEZIONE 12 Argomenti FORMULE MINIME E MOLECOLARI. DETERMINAZIONE DI FORMULE MINIME E MOLECOLARI. VALENZA; GRADO DI OSSIDAZIONE; NOMENCLATURA. SISTEMA IUPAC E TRADIZIONALE COMPOSTI BINARI E TERNARI: OSSIDI, IDROSSIDI, A...

LEZIONE 12 Argomenti FORMULE MINIME E MOLECOLARI. DETERMINAZIONE DI FORMULE MINIME E MOLECOLARI. VALENZA; GRADO DI OSSIDAZIONE; NOMENCLATURA. SISTEMA IUPAC E TRADIZIONALE COMPOSTI BINARI E TERNARI: OSSIDI, IDROSSIDI, ACIDI E SALI  Nomenclatura chimica 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 e risalire al nome dalla formula Ø Ad ogni numero atomico (Z) corrisponde un dato elemento Ø Ogni elemento può essere rappresentato con un simbolo  Valenza Ø La valenza di un elemento in un composto rappresenta il numero di legami che tale elemento instaura con atomi di altri elementi, o anche il numero di elettroni ceduti, acquistati o messi in compartecipazione dall'elemento del composto considerato ü Elementi: zerovalenti La valenza coincide con il ü H, Cl, Br …: monovalenti numero di atomi di idrogeno, o ü Ca in CaCl2, Mg in MgF2: bivalenti di altri atomi equivalenti che un elemento può legare o ü N in NH3, P in PH3: trivalenti sostituire ü C in CH4: tetravalenti  Numero di ossidazione Il numero di ossidazione è la carica, positiva o negativa, che viene attribuita formalmente a ciascun atomo di un composto assegnando gli elettroni di ogni suo legame all’atomo più elettronegativo. E’ una grandezza arbitraria senza significato fisico diretto. NON SEMPRE LA VALENZA COINCIDE CON IL NUMERO DI OSSIDAZIONE CH4 C2H6 C2H4 C2H2 Valenza 4 4 4 4 N. ossidaz. -4 -3 -2 -1  Numero di ossidazione Ø È una carica positiva o negativa che viene attribuita formalmente a ciascun elemento in un composto. Ø 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 -2.. +4.. -2 N μ.. O C O μ H H.... H H +1 +1 μ=0 +1 H +1 +1 Il numero di ossidazione non è una carica reale, bensì fittizia, attribuita a ciascun elemento in un composto Ø Per calcolare i numeri di ossidazione degli elementi di un composto si deve innanzitutto stabilire quale di essi è il più elettronegativo Ø Poi si attribuiscono ad esso tutti gli elettroni di legame Ø Si vede quindi la carica assunta dagli atomi dopo questa fittizia attribuzione REGOLE PER IL CALCOLO DEI NUMERI DI OSSIDAZIONE 0 0 1) Tutte le sostanze allo stato elementare hanno numero di ossidazione zero O O +1 –1 2) Negli ioni monoatomici gli elementi hanno numero di ossidazione uguale alla carica ionica Na+ 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 DETERMINAZIONE DEL NUMERO DI OSSIDAZIONE DEGLI ELEMENTI NEI LORO COMPOSTI Il n.o. di un atomo in una molecola può essere determinato in base alle seguenti semplici regole: Ø Il n.o. di una specie elementare è zero. Ø Nel calcolo del n.o. non si tiene conto dei legami tra atomi dello stesso elemento. Ø Il n.o. di un catione o di un anione corrisponde alla propria carica. Ø L’idrogeno H ha sempre n.o. +1, tranne che negli idruri (composti binari con i metalli) in cui presenta n.o. –1. Ø 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). DETERMINAZIONE DEL NUMERO DI OSSIDAZIONE DEGLI ELEMENTI NEI LORO COMPOSTI Ø Il fluoro F ha sempre n.o. –1. Ø Il cloro Cl ha sempre n.o. –1, tranne nei legami con F e con O (n.o. positivi). Ø Il Br ha sempre n.o. –1 tranne nei legami con F, O e Cl (n.o. positivi). Ø I metalli hanno sempre n.o. positivi; i metalli alcalini: n.o. +1 Ø I metalli alcalino terrosi, Zn e Cd: n. o. + 2. Ø Il B e l’Al: n.o. +3 Ø In una molecola la somma algebrica dei n.o. di tutti gli atomi deve essere zero. Ø In uno ione (positivo o negativo) la somma algebrica dei n.o. deve essere uguale alla carica dello ione stesso.  Numero di ossidazione: esempi Regola generale: S n.o. = carica della specie chimica Composti ternari: Fe(OH)3 Per le regole precedenti: n.o.(H) = +1; n.o.(O) = -2 n.o.(Fe) + 3 n.o.(H) + 3 n.o.(O) = 0 n.o.(Fe) + 3 -6 = 0; n.o.(Fe) = + 3 H4P2O7 Per le regole precedenti: n.o.(H) = +1; n.o.(O) = -2 4 n.o.(H) + 2 n.o.(P) + 7 n.o.(O) = 0 +4 + 2 n.o.(P) –14 = 0; 2 n.o.(P) = +10; n.o.(P) = +5 H2SO4 Per le regole precedenti: n.o.(H) = +1; n.o.(O) = -2 2 n.o.(H) + n.o.(S) + 4 n.o.(O) = 0 +2 + n.o.(S) –8 = 0; n.o.(S) –6 = 0; n.o.(S) = +6  Numero di ossidazione: esempi Regola generale: S n.o. = carica della specie chimica Composti ternari: H2SiF6 Per le regole precedenti: n.o.(H) = +1; n.o.(F) = -1 2 n.o.(H) + n.o.(Si) + 6 n.o.(F) = 0 +2 + n.o.(Si) –6 = 0; n.o.(Si) –4 = 0; n.o.(Si) = +4 ClO4- Per le regole precedenti: n.o.(O) = -2 n.o.(Cl) + 4 n.o.(O) -2 = -1 n.o.(Cl) -8 = -1; n.o.(Cl) = +7 N2H5+ Per le regole precedenti: n.o.(H) = +1 2 n.o.(N) + 5 n.o.(H) -1 = +1 2 n.o.(N) + 5 = +1; 2 n.o.(N) = -4; n.o.(N) = -2 Numeri di ossidazione dei metalli 1 18 2 13 14 15 16 17 +1 +2 +1 +2 +3 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 +7 +6 +4 +3 +5 +4 +6 +3 +4 +3 +6 +3 +5 +3 +1 +2 +3 +2 +3 +2 +2 +3 +2 +2 +2 +1 +2 +3 +1 +4 +2 +2 +2 -3 +8 +7 +6 +4 +6 +5 +6 +4 +5 +3 +1 +2 +3 +4 +3 +5 +4 +7 +4 +6 +4 +3 +2 +4 +2 +3 +1 +2 +3 +1 +4 +2 +2 +4 +3 +3 +2 -3 –2 +6 +5 +7 +6 +8 +6 +6 +4 +4 +2 +1 +2 +4 +5 +4 +3 +4 +2 +3 +4 +2 +3 +1 +2 +1 +3 +1 +4 +2 +5 +3 –2 +4 +3 +1 +2 +3 +4 +3 +4 +3 +3 +2 +3 +3 +2 +3 +2 +3 +4 +3 +3 +3 +3 +3 +3 + 2 +3 +6 +5 +7 +6 +7 +6 +6 +5 +3 +4 +5 +4 +4 +3 +5 +4 +5 +4 +4 +3 + 4 +3 +4 +3 +3 +3 +2 +3 +2 +3 +2 +3 +2 +3 +3 +3 +2 Numeri di ossidazione dei non metalli GRADI DI OSSIDAZIONE DEI NON-METALLI 1 18 +1 0 0 –1 13 14 15 16 17 +3 +4 +2 +5 +4 +3 0 –1 +2 +1 0 0 –1 0 0 –3 0 –4 –1 –2 –3 –2 +5 +3 +6 +4 +7 +5 +4 0 +2 0 +3 +1 0 +1 0 –3 –1 –2 0 –1 +4 +5 +3 +6 +4 +7 +5 +3 +1 +2 0 +2 0 0 –3 0 –2 0 –1 +5 +3 +6 +4 +7 +5 +8 +6 +2 0 +3 +1 +4 +2 0 –3 –2 0 –1 0 +5 +1 +2 0 0 –1  Leggere e scrivere le formule Ø La formula chimica di un composto mostra da quali elementi è formato. Ø Gli indici numerici in posizione di pedici, indicano quanti atomi di ogni elemento sono presenti nella molecola. Ø Non si riporta l’indice numerico di un elemento se ha valore 1. Ø Si scrive per primo il simbolo dell’elemento che ha numero di ossidazione più positivo; A sinistra nella formula: si scrivono per primi: L’elemento più metallico, i cationi e gli atomi con numero di ossidazione positivo Seguono: l’anione non metallico o poliatomico.  Leggere e scrivere le formule Il nome di un composto binario si costruisce a partire da quello dell’elemento scritto a destra. Gli indici delle formule vengono identificati attraverso dei prefissi. Leggere e scrivere le formule La classificazione dei composti inorganici La classificazione dei composti inorganici si basa sulle loro proprietà chimiche, in particolare sulla natura metallica o non metallica degli elementi costituenti e sulla reattività con acqua e ossigeno.  FORMULE CHIMICHE Ø FORMULA MINIMA (o SEMPLICE o BRUTA): esprime il rapporto tra i diversi atomi di una molecola, utilizzando i più piccoli numeri interi come pedici (per composti molecolari, covalenti e ionici). C5 H 4 Ø 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). C10 H8 H2O2 → HO; C6H12O6 → CH2O; Si6H6 → SiH;  NOMENCLATURA La nomenclatura chimica permette di identificare i composti mediante un nome specifico, che si definisce a partire dalla formula della sostanza. Esistono diversi sistemi di nomenclatura: la nomenclatura tradizionale, la nomenclatura IUPAC e la nomenclatura di Stock. Ø LA NOMENCLATURA TRADIZIONALE è basata principalmente sulla divisione degli elementi in metalli e non metalli e tiene conto dello stato di ossidazione degli atomi che formano la molecola. Ø LA NOMENCLATURA SECONDO LA NOTAZIONE DI STOCK ufficializzata dalla IUPAC nel 1940, fornisce informazioni più chiare sullo stato di ossidazione degli elementi; essa infatti indica gli stati di ossidazione con cifre romane poste tra parentesi. Ø LA NOMENCLATURA IUPAC ci consente di evidenziare, in modo chiaro e immediato, la relazione fra il nome di un composto e la sua formula chimica.  Composti binari e ternari Composti binari: contengono atomi di due diversi elementi H2O NH3 CO2 HCl Composti ternari: contengono atomi di tre diversi elementi H2SO3 HNO3 CaCO3 NaClO  RADICE DEGLI ELEMENTI Dal nome dell'elemento si ricava la radice da usare nella formula dei relativi composti, o togliendo la "o" finale, o la "io" finale oppure, per terminazioni differenti, lasciando il nome dell'elemento tal quale. Le più importanti eccezioni a queste regole sono: Elemento Radice Esempio Azoto Nitr- Nitrito, Nitrato Zolfo Solfor-, solf- Acido solforico, solfato Fosforo Fosfor-, fosf Acido fosforico, fosfato Arsenico Arseni-, arsen- Arseniato, acido arsenico Manganese Mangan- Ossido manganoso Stagno Stann- Idrato stannoso Oro Aur- Cloruro Aurico Ferro ferr- Ossido ferroso Iodio iod- Iodato, ioduro Rame rame- Ossido rameico Nichel nichel- Idrato nicheloso Composti Binari Le proprietà dei composti binari (I) I composti si dicono: binari se formati da due elementi; I composti binari si possono distinguere in ionici e in molecolari.  OSSIDI Sia i metalli che i non metalli formano, nei loro numeri di ossidazione positivi, composti binari con l’ossigeno OSSIDI METALLO NON METALLO + + OSSIGENO OSSIGENO OSSIDO BASICO OSSIDO ACIDO (OSSIDO) (ANIDRIDE) Nomenclatura IUPAC: alla parola OSSIDO si aggiunge il nome dell'elemento. Entrambi vanno preceduti da prefissi indicanti il numero di atomi di ossigeno e di atomi metallici presenti nella formula (mono, di, tri, tetra, penta, esa…)  METALLO OSSIDO BASICO + (OSSIDO) OSSIGENO Metallo + Ossigeno: MxOy Gli indici x e y dipendono dai rispettivi numeri di ossidazione: M(+1) + O(2-) ➞ M2O M(+2) + O(2-) ➞ MO M(+3) + O(2-) ➞ M2O3 M(+4) + O(2-) ➞ MO2 Per scrivere la formula si scambiano i numeri di ossidazione Si semplificano gli indici nel caso siano divisibili per uno stesso numero  NON METALLO OSSIDO ACIDO + (ANIDRIDE) OSSIGENO Non Metallo + Ossigeno: ExOy Gli indici x e y dipendono dai rispettivi numeri di ossidazione: E(+1) + O(2-) ➞ E2O E(+2) + O(2-) ➞ EO E(+3) + O(2-) ➞ E2O3 E(+4) + O(2-) ➞ EO2 E(+5) + O(2-) ➞ E2O5 E(+7) + O(2-) ➞ E2O7 Per scrivere la formula si scambiano i numeri di ossidazione Si semplificano gli indici nel caso siano divisibili per uno stesso numero  NOMENCLATURA IUPAC Nomenclatura IUPAC: Alla parola OSSIDO si aggiunge il nome dell'elemento. Entrambi vanno preceduti da prefissi indicanti il numero di atomi di ossigeno e di atomi metallici presenti nella formula (mono, di, tri, tetra, penta, esa…) OSSIDO ACIDO OSSIDO BASICO (ANIDRIDE) (OSSIDO) Cl2O: Monossido di dicloro Na2O: Monossido di disodio Cl2O3: Triossido di dicloro Fe2O3: Triossido di diferro Cl2O5: Pentossido di dicloro BaO: Monossido di bario Cl2O7: Eptossido di dicloro Li2O: Monossido di dilitio CO: Monossido di carbonio SnO2: Diossido di stagno CO2: Diossido di carbonio SO2: Diossido di zolfo SO3: Triossido di zolfo  NOMENCLATURA DI STOCK Nomenclatura STOCK: Alla parola OSSIDO si aggiunge il nome dell'elemento seguito dal suo numero di ossidazione (se ne ha più di uno) scritto in numero romano tra parentesi. OSSIDO ACIDO OSSIDO BASICO (ANIDRIDE) (OSSIDO) Cl2O: Ossido di cloro (I) Na2O: Ossido di sodio Cl2O3: Ossido di cloro(III) Fe2O3: Ossido di ferro(III) Cl2O5: Ossido di cloro(V) BaO: Ossido di bario Cl2O7: Ossido di cloro(VII) Li2O: Ossido di litio CO: Ossido di carbonio(II) SnO2: Ossido di stagno (IV) CO2: Ossido di carbonio(IV) SO2: Ossido di zolfo(IV) SO3: Ossido di zolfo(VI)  NOMENCLATURA TRADIZIONALE Ossi metallici Ø Se l’elemento ha un solo numero di ossidazione: Alla parola OSSIDO si fa seguire il nome dell’elemento; si può anche usare la proposizione di, seguita dal nome dell’elemento Na2O: Ossido di sodio MgO: Ossido di magnesio Al2O3: Ossido di alluminio  NOMENCLATURA TRADIZIONALE Ossi metallici Ø Se l’elemento ha due numeri di ossidazione: Alla parola OSSIDO si aggiunge un attributo costituito dalla radice del nome dell’elemento e da un suffisso: -OSO riferito allo stato di ossidazione più basso (FeO, Cu2O) -ICO riferito allo stato di ossidazione più alto (Fe2O3, CuO) OSSIDO _______________ -OSO OSSIDO _______________-ICO radice del metallo  NOMENCLATURA TRADIZIONALE Ossi metallici FeO: OSSIDO FERROSO Fe2O3: OSSIDO di FERROICO Cu2O: OSSIDO di RAMEOSO CuO: OSSIDO di RAMEICO  NOMENCLATURA TRADIZIONALE Ossi non metallici (anidridi) Ø Se l’elemento ha due numeri di ossidazione: Le anidridi si indicano da un attributo derivato dal nome dell’elemento seguito dai suffissi OSA e ICA -OSA riferito allo stato di ossidazione più̀ basso (SO2) -ICA riferito allo stato di ossidazione più alto (SO3, CO2) ANIDRIDE _______________ -OSA ANIDRIDE _______________-ICA radice del non metallo  NOMENCLATURA TRADIZIONALE Ossi non metallici (anidridi) Ø Se l’elemento ha più di due numeri di ossidazione: Alcuni non metalli (soprattutto gli alogeni come il Cl) presentano più di due numeri di ossidazione positivi Le anidridi formate dai due stati di ossidazione più bassi si indicano con un attributo derivato dal nome dell’elemento seguito dal suffisso OSA Le anidridi formate dai due stati di ossidazione più alti si indicano con un attributo derivato dal nome dell’elemento seguito dal suffisso ICA Per lo stato di ossidazione più basso si utilizza il prefisso IPO- oltre al suffisso -OSO Per lo stato di ossidazione più alto si utilizza il prefisso PER- oltre al suffisso -ICO  NOMENCLATURA TRADIZIONALE Ossi non metallici (anidridi) Ø Se l’elemento ha più di due numeri di ossidazione: ANIDRIDE IPO- _______________ -OSA ANIDRIDE _______________ -OSA ANIDRIDE _______________ -OSA ANIDRIDE PER- _______________-ICA radice del non metallo  NOMENCLATURA TRADIZIONALE Ossi non metallici (anidridi) Cl2O: anidride ipoclorosa Cl2O3: anidride clorosa Cl2O5: anidride clorica Cl2O7: anidride perclorica CO: anidride carboniosa CO2: anidride carbonica SO2: anidride solforosa SO3: anidride solforica  Nomenclature a confronto Stato di Elemento Formula Nome tradizionale Nome secondo Stock Nome IUPAC ossidazione +1 Cu2O ossido rameoso ossido di rame(I) monossido di dirame Cu +2 CuO ossido rameico ossido di rame(II) monossido di rame +2 SnO ossido stannoso ossido di stagno(II) monossido di stagno Sn +4 SnO2 ossido stannico ossido di stagno(IV) diossido di stagno +2 FeO ossido ferroso ossido di ferro(II) monossido di ferro Fe +3 Fe2O3 ossido ferrico ossido di ferro(III) triossido di diferro  OSSIDI DI ALCUNI ELEMENTI DI TRANSIZIONE Formula razionale IUPAC (1) Stock tradizionale n.o. H2 O ossido di diidrogeno ossido di idrogeno acqua +1 Li2O ossido di dilitio ossido di litio ossido di litio +1 Na2O ossido di disodio ossido di sodio ossido di sodio +1 K2 O ossido di dipotassio ossido di potassio ossido di potassio +1 Rb2O ossido di dirubidio ossido di rubidio ossido di rubidio +1 Cs2O ossido di diicesio ossido di cesio ossido di cesio +1 BeO ossido di berillio ossido di berillio ossido di berillio +2 MgO ossido di magnesio ossido di magnesio ossido di magnesio +2 CaO ossido di calcio ossido di calcio ossido di calcio +2 SrO ossido di stronzio ossido di stronzio ossido di stronzio +2 BaO ossido di bario ossido di bario ossido di bario +2 Al2O3 triossido di dialluminio ossido di alluminio ossido di alluminio +3 Ga2O3 triossido di digallio ossido di gallio ossido di gallio +3 SnO ossido di stagno ossido di stagno(II) ossido stannoso +2 SnO2 diossido di stagno ossido di stagno(IV) ossido stannico +4 PbO ossido di piombo ossido di piombo(II) ossido piomboso +2 PbO2 diossido di piombo ossido di piombo(IV) ossido piombico +4 Pb3O4 Tetrossido di tripiombo ossido di piombo(II,IV) minio: 2PbO·PbO2 +2, +4  OSSIDI DI ALCUNI ELEMENTI DI TRANSIZIONE Formula razionale IUPAC (1) Stock tradizionale n.o. FeO ossido di ferro ossido di ferro(II) ossido ferroso +2 Fe2O3 triossido di diferro ossido di ferro(III) ossido ferrico +3 Fe3O4 tetrossido di triferro ossido di ferro(II,III) magnetite: FeO·Fe2O3 CoO ossido di cobalto ossido di cobalto(II) ossido cobaltoso +2 Co2O3 triossido di dicobalto ossido di cobalto(III) ossido cobaltico (3) +3 Co3O4 tetrossido di tricobalto ossido di cobalto(II,III) CoO·Co2O3 NiO ossido di nichel ossido di nichel(II) ossido nicheloso +2 Ni2O3 triossido di dinichel ossido di nichel(III) ossido nichelico (2) +3 Cu2O monossido di dirame ossido di rame(I) ossido rameoso +1 CuO ossido di rame ossido di rame(II) ossido rameico +2 CrO ossido di cromo ossido di cromo(II) ossido cromoso +2 Cr2O3 triossido di dicromo ossido di cromo(III) ossido cromico +3 CrO3 triossido di cromo ossido di cromo(VI) anidride cromica +6 MnO ossido di manganese ossido di manganese(II) ossido manganoso +2 Mn2O3 triossido di dimanganese ossido di manganese(III) ossido manganico +3 Mn3O4 tetrossido di trimanganese oss. di manganese(II,III) MnO·Mn2O3 MnO2 diossido di manganese ossido di manganese(IV) diossido di manganese +4 Mn2O7 eptaossido di manganese ossido di manganese(VII) anidride permanganica +7 ZnO ossido di zinco ossido di zinco ossido di zinco +2 Ag2O ossido di diargento ossido di argento ossido di argento +1 Hg2O ossido di dimercurio ossido di mercurio(I) ossido mercuroso (2) +1 HgO ossido di mercurio ossido di mercurio(II) ossido mercurico +2  OSSIDI DI ALCUNI ELEMENTI NON METALLICI Formula razionale IUPAC (1) Stock tradizionale n.o. B2O3 triossido di diboro ossido di boro(III) anidride borica +3 CO (mon)ossido di carbonio ossido di carbonio(II) ossido di carbonio +2 CO2 diossido di carbonio ossido di carbonio(IV) anidride carbonica +4 SiO (mon)ossido di silicio ossido di silicio(II) ossido di silicio +2 SiO2 diossido di silicio ossido di silicio(IV) anidride silicica (silice) +4 N2 O ossido di diazoto ossido di azoto(I) protossido di azoto +1 ossido nitroso NO ossido di azoto ossido di azoto(II) ossido di azoto +2 ossido nitrico N2O3 triossido di diazoto ossido di azoto(III) anidride nitrosa +3 NO2 diossido di azoto monomero ossido di azoto(IV) anidride nitroso-nitrica +4 N2O4 tetrossido di diazoto dimero N2O5 pentossido di diazoto ossido di azoto(V) anidride nitrica +5 P2O3 triossido di difosforo ossido di fosforo(III) anidride fosforosa +3 P2O5 pentossido di difosforo ossdido di fosforo(V) anidride fosforica +5 As2O3 triossido di diarsenico ossido di arsenico(III) anidride arseniosa +3 As2O5 pentossido di diarsenico ossdido di arsenico(V) anidride arsenica +5 SO ossido di zolfo ossido di zolfo(II) ossido di zolfo +2 SO2 diossido di zolfo ossido di zolfo(IV) anidride solforosa +4 SO3 triossido di zolfo ossido di zolfo(VI) anidride solforica +6 SeO2 diossido di selenio ossido di selenio(IV) anidride selenosa +4 SeO3 triossido di selenio ossido di selenio(VI) anidride selenica +6 F2O ossido di difluoro ossido di fluoro(I) anidride fluorica -1 Cl2O ossido di dicloro ossido di cloro(I) anidride ipo-clor-osa +1 Cl2O3 triossido di dicloro ossido di cloro(III) anidride clor-osa (2) +3 Cl2O5 pentossido di dicloro ossido di cloro(V) anidride clor-ica (2) +5 Cl2O7 eptossido di dicloro ossido di cloro(VII) anidride per-clor-ica +7  IDROSSIDI Derivano formalmente dalla reazione di ossidi basici (ossidi metallici come Na2O, CaO ecc..) con acqua OSSIDI METALLO NON METALLO + + OSSIGENO OSSIGENO OSSIDO BASICO OSSIDO ACIDO (OSSIDO) (ANIDRIDE) + H2 O IDROSSIDO (BASI)  IDROSSIDI Derivano formalmente dalla reazione di ossidi basici (ossidi metallici come Na2O, CaO ecc..) con acqua K2O + H2O ® 2 KOH MgO + H2O ® Mg(OH)2 Al2O3 + 3 H2O ® 2 Al(OH)3 Sono costituiti da uno IONE METALLICO positivo Mn+ e da n IONI OSSIDRILE OH- Valgono le stesse regole di nomenclatura degli ossidi basici: NOMENCLATURA IUPAC NaOH (Mono)Idrossido di sodio Fe(OH)2 Diidrossido di ferro Fe(OH)3 Triidrossido di ferro Ca(OH)2 Diidrossido di calcio  NOMENCLATURA TRADIZIONALE Idrossidi (basi) Ø Se l’elemento ha un solo numero di ossidazione: Si può utilizzare la sola preposizione di prima del nome dell’elemento: Mg(OH)2: Idrossido di magnesio Ø Se l’elemento ha due numeri di ossidazione: Valgono le stesse regole per i suffissi utilizzati con gli ossidi: OSSIDO _______________ -OSO OSSIDO _______________-ICO radice del metallo  NOMENCLATURA TRADIZIONALE Idrossidi (basi) La formula si costruisce ponendo accanto al simbolo del metallo un numero di gruppi OH uguale al numero di ossidazione del metallo: idrossido di sodio NaOH idrossido ferroso Fe(OH)2 idrossido ferrico Fe(OH)3 Idrossido di alluminio Al(OH)3 Na2O + H2O ® 2NaOH (idrossido di sodio, soda caustica) CaO (calce viva) + H2O ® Ca(OH)2 (diidrossido di calcio, calce spenta)  Formule e nomi di idrossidi comuni Formula razionale IUPAC (*) Stock tradizionale n.o. LiOH idrossido di litio idrossido di litio idrossido di litio +1 Idrossido di sodio NaOH idrossido di sodio Idrossido di sodio +1 (soda caustica) idrossido di potassio KOH idrossido di potassio idrossido di potassio +1 (potassa caustica) Mg(OH)2 diidrossido di magnesio idrossido di magnesio idrossido di magnesio +2 Ca(OH)2 diidrossido di calcio idrossido di calcio idrossido di calcio +2 Ba(OH)2 diidrossido di bario idrossido di bario idrossido di bario +2 Al(OH)3 triidrossido di alluminio idrossido di alluminio idrossido di alluminio +3 Zn(OH)2 diidrossido di zinco idrossido di zinco idrossido di zinco +2 Fe(OH)2 diidrossido di ferro idrossido di ferro(II) idrossido ferroso +2 Fe(OH)3 triidrossido di ferro idrossido di ferro(III) idrossido ferrico +3 Sn(OH)2 diidrossido di stagno idrossido di stagno(II) idrossido stannoso +2 Sn(OH)4 tetraidrossido di stagno idrossido di stagno(IV) idrossido stannico +4  Composti binari con l’idrogeno – IDRURI Essi fanno parte della più vasta classe dei composti binari Il nome sistematico IUPAC si ottiene facendo seguire alla radice del nome dell’elemento più elettronegativo la desinenza -URO, seguito dalla preposizione DI e dal nome dell’elemento meno elettronegativo Se l’elemento più elettronegativo è l’idrogeno i composti prendono il nome di IDRURI I metalli (meno elettronegativi dell’H) si combinano con l’idrogeno avente n.o. -1 formando gli IDRURI METALLICI LiH idruro di litio CaH2 idruro di calcio o diidruro di calcio (IUPAC) AlH3 idruro di alluminio o triidruro di alluminio (IUPAC) FeH3 idruro di ferro o triidruro di ferro (IUPAC), idruro ferrico (TRADIZIONALE)  Composti binari con l’idrogeno – covalenti L'ossigeno assieme all'H forma l'acqua H2O Gli elementi del Vo gruppo si legano ad H nei loro n.o. negativi (-3): NH3 ammoniaca PH3 fosfina AsH3 arsina SbH3 stibina Il carbonio, il silicio e il boro formano i seguenti composti: CH4 metano SiH4 silano BH3 borano  ACIDI IDRACIDI ACIDI OSSIGENATI + H2O OSSIDO ACIDO (ANIDRIDE)  IDRACIDI Gli alogeni e lo zolfo formano nei loro n.o. negativi, acidi binari con lʼH. NOMENCLATURA TRADIZIONALE Si indicano col suffisso –IDRICO NOMENCLATURA IUPAC Il nome sistematico IUPAC si ottiene facendo seguire alla radice del nome dell’alogeno (più elettronegativo dell’idrogeno) la desinenza - URO, seguito dalla preposizione DI e dal nome del primo costituente (in questo caso l’idrogeno)  IDRACIDI NOMENCLATURA NOMENCLATURA IUPAC TRADIZIONALE HF Fluoruro di idrogeno (acido fluoridrico in sol. acquosa) HCl Cloruro di idrogeno (acido cloridrico in sol. acquosa) HBr Bromuro di idrogeno (acido bromidrico in sol. acquosa) HI Ioduro di idrogeno (acido iodidrico in sol. acquosa) H2 S Solfuro di idrogeno (acido solfidrico in sol. acquosa) HCN Cianuro di idrogeno (acido cianidrico in sol. acquosa) Composti Ternari  ACIDI OSSIGENATI Derivano dalle anidridi per formale addizione di H2O OSSIDI METALLO NON METALLO + + OSSIGENO OSSIGENO OSSIDO BASICO OSSIDO ACIDO (OSSIDO) (ANIDRIDE) + H2 O + H2 O IDROSSIDO ACIDI (BASI) OSSIGENATI  ACIDI OSSIGENATI Derivano dalle anidridi per formale addizione di H2O Nella formula si scrive prima l’H, quindi il simbolo dell’elemento, ed infine l’ossigeno Al nome dell’acido si associano gli stessi prefissi e suffissi dell’anidride da cui deriva NOMENCLATURA TRADIZIONALE (anidride solforosa) SO2 + H2O ®H2SO3 (acido solforoso) (anidride solforica) SO3 + H2O ® H2SO4 (acido solforico) (anidride nitrosa) N2O3 + H2O ® H2N2O4 ® 2 HNO2 (acido nitroso) (anidride nitrica) N2O5 + H2O ® H2N2O6 ® 2 HNO3 (acido nitrico) (anidride carbonica) CO2 + H2O ® H2CO3 (acido carbonico)  ACIDI OSSIGENATI NOMENCLATURA TRADIZIONALE (anidride ipoclorosa) Cl2O + H2O ® H2Cl2O2 ® 2 HClO (acido ipocloroso) (anidride clorosa) Cl2O3 + H2O ® H2Cl2O4 ® 2 HClO2 (acido cloroso) (anidride clorica) Cl2O5 + H2O ® H2Cl2O6 ® 2 HClO3 (acido clorico) (anidride perclorica) Cl2O7 + H2O ® H2Cl2O8 ® 2 HClO4 (acido perclorico) (anidride bromica) Br2O5 + H2O ® H2Br2O6 ® 2 HBrO3 (acido bromico) (anidride bromosa) Br2O3 + H2O ® H2Br2O4 ® 2 HBrO2 (acido bromoso)  ACIDI OSSIGENATI Alcuni non metalli, soprattutto del IV e del V gruppo formano acidi con formula corrispondente allʼaddizione di una quantità variabile di molecole di H2O allʼanidride. Così per uno stesso numero di ossidazione possono esistere diversi acidi, distinguibili con appropriati prefissi, fermo restando il suffisso associato a quel n.o. Allʼaumentare del numero di molecole dʼacqua si usano i seguenti suffissi: META-, PIRO- (o DI-), ORTO. Anidride + 1 H2O à acido meta… Anidride + 2 H2O à acido piro… Anidride + 3 H2O à acido orto… P2O5 + H2O ® HPO3 (acido metafosforico) P2O5 + 2 H2O ® H4P2O7 (acido pirofosforico o difosforico) P2O5 + 3 H2O ® H3PO4 (acido ortofosforico)  PEROSSOCOMPOSTI Sono composti in cui un ossigeno è sostituito con un gruppo O22- (gruppo PEROSSO). Sono cioè composti che contengono più ossigeno del necessario. Essi vengono indicati con il prefisso PEROSSO- o PER-: Perossido di sodio Na2O2 (Na2O + sostituzione) Acido perossosolforico H2SO5 (H2SO4 + sostituzione) (persolforico) Perossido di idrogeno H2O2 (H2O + sostituzione) (acqua ossigenata) Perossodisolfato di potassio K2S2O8 (K2S2O7 + sostituzione) Ioni metallici e cationi (Nomenclatura tradizionale) La formula degli ioni metallici si indica ponendo a destra in alto del simbolo dell’elemento metallico tante cariche positive quante ne indica il numero di ossidazione La nomenclatura corrisponde a quella degli ossidi ed idrossidi, premettendo la parola IONE Cu+ ione rameoso Cu2+ ione rameico Fe2+ ione ferroso Fe3+ ione ferrico Co2+ ione cobaltoso Co3+ ione cobaltico  Ioni metallici e cationi (Nomenclatura IUPAC) Per uno ione monoatomico positivo, cioè un catione metallico, il nome del metallo è preceduto dalla parola “ione” (Esempio: Na+ ione sodio, Ca++ ione calcio) Per i metalli di transizione, i quali possono avere più di uno ione positivo, si usa un numero romano per indicare la carica dello ione (Esempio: Fe++ ione ferro(II), Fe+++ ione ferro(III), Hg2+ ione mercurio(II)) Per i cationi non metallici si fa spesso ricorso alla nomenclatura corrente (Esempio: NH4+ ione ammonio)  Ioni negativi (Nomenclatura tradizionale) H- C4- N3- O2- F- Ione Ione Ione Ione Ione idruro carburo nitruro ossido fluoruro P3- S2- Cl- Ione Ione Ione fosfuro solfuro cloruro Br- Gli ioni monoatomici (costituiti da un solo atomo) fanno Ione seguire alla radice dellʼelemento la desinenza -URO. bromuro I- Lo ione O2- fa eccezione e viene indicato con la parola Ione ossido. ioduro Gli ioni F-, Cl-, Br-, I-, S2- possono essere considerati derivati dallʼacido alogenidrico per perdita di uno ione H+ (residuo alogenico)  Ioni negativi (Nomenclatura tradizionale) Quello che resta di un acido ossigenato per CO32- perdita di atomi di idrogeno si chiama radicale Ione acido. carbonato Per ogni idrogeno tolto si aggiunge una carica negativa. NO2- NO3- Ione Ione nitrito nitrato Il numero delle cariche costituisce la valenza del radicale SO32- SO42- Ione Ione solfito solfato Si usano suffissi diversi da quelli dei corrispondenti acidi: ClO- ClO2- ClO3- ClO4- Ione Ione Ione Ione ipoclorito clorito clorato perclorato -OSO à -ITO -ICO à -ATO BrO- BrO2- BrO3- BrO4- Ione Ione Ione Ione ipobromito bromito bromato perbromato  Ioni poliatomici (ossoanioni) HClO acido ipocloroso ClO- ione ipoclorito HClO2 acido cloroso ClO2- ione clorito HClO3 acido clorico ClO3- ione clorato HClO4 acido perclorico ClO4- ione perclorato HBrO acido ipobromoso BrO- ione ipobromito HBrO2 acido bromoso BrO2- ione bromito HBrO3 acido bromico BrO3- ione bromato HNO2 acido nitroso NO2- ione nitrito HNO3 acido nitrico NO3- ione nitrato H2SO3 acido solforoso SO32- ione solfito H2SO4 acido solforico SO42- ione solfato HPO3 acido metafosforico PO3- ione fosfito H3PO4 acido fosforico PO43- ione fosfato  Ossoanioni contenenti idrogeno La perdita parziale di ioni H+ dà luogo a radicali ionici negativi indicati col prefisso IDROGENO-: HSO4- à ione idrogenosolfato E, se necessario, anche i prefissi mono-, di-, tri- per indicare il numero di ioni H+: H2PO4- à ione diidrogenofosfato HPO42- H2PO4- HCO3- HSO4- HSO3- Ione Ione Ione Ione Ione Idrogeno Diidrogeno Idrogeno Idrogeno Idrogeno -fosfato -fosfato -carbonato -solfato -solfito Bicarbonato bisolfato bisolfito Nomenclatura corrente: prefisso “bi”  I sali si originano per reazione tra un composto derivato da un metallo (ossido basico, idrossido o il metallo stesso) e un composto derivato da un non metallo (anidride, acido o lo stesso non metallo) Un sale è costituito da una parte metallica (ione del metallo o altro catione tra quelli descritti) e da una parte non metallica (un radicale acido o altri anioni). Il NOME del sale è dato La FORMULA di un sale si dall’attributo del corrispondente compone del simbolo del metallo Radicale acido completo (o dello ione positivo) seguito dal simbolo del radicale acido. Al primo di suffissi e prefissi, diamo come indice la valenza del seguito dal nome dello ione positivo secondo e viceversa, poi, se è possibile, con i suffissi –OSO e –ICO si semplificano gli indici a seconda del n.o. dividendoli per uno stesso numero. Esempio SOLFATO FERROSO: Leggere attentamente il nome: 1) SOLFATO indica la presenza dello ione solfato, 2) FERROSO indica la presenza di ferro nello stato di ossidazione più basso Se non ci ricordiamo a memoria la carica dell'anione (in questo caso il solfato) ricaviamo passo passo tutti gli elementi necessari: Per ricavare lo ione solfato prestiamo attenzione alla desinenza: ATO → zolfo allo stato +6 ü Ricaviamo la rispettiva anidride (anidride solforica) SO3 e la mettiamo in acqua per formare l’acido (acido solforico) H2SO4 ü Per ricavare lo ione togliamo tutti gli atomi di idrogeno; per ogni atomo di idrogeno tolto il composto assume una carica negativa (dovuta alla assenza dell’H+) Quindi eliminando i due idrogeni si ottiene SO4 con due cariche negative cioè il solfato SO42- (abbiamo già ricavato metà formula!) Il FERROSO indica presenza di Fe 2+ Mettendo assieme i due pezzi si ottiene: Fe2+ SO42- i moduli delle cariche si invertono e diventano pedici: Fe2(SO4)2 Si semplifica tutto per 2 e si ottiene l’esatta formula del solfato ferroso: FeSO4 Esempio SOLFATO FERROSO: S (zolfo), non metallo, n.o. +6 (suffisso –ATO) SO3: anidride solforica H2SO4: acido solforico SO42- : radicale solfato (valenza 2) Fe (ferro), metallo, n.o. +2 (suffisso –OSO) Fe2+ ione ferroso (valenza 2) Fe2(SO4)2 semplificando FeSO4 Esempio CARBONATO SODICO: (o carbonato di sodio) C (carbonio), non metallo, n.o. +4 (suffisso –ATO) CO2: anidride carbonica H2CO3: acido carbonico CO32-: radicale carbonato (valenza 2) Na (sodio), metallo, n.o. +1 (suffisso –ICO) Na+: ione sodico (valenza 1) Na2CO3 Esempio PERCLORATO RAMEICO: Cl (cloro), non metallo, n.o. +7 (prefisso –PER e suffisso –ATO) Cl2O7: anidride perclorica HClO4: acido perclorico ClO4-: radicale perclorato (valenza 1) Cu (rame), metallo, n.o. +2 (suffisso –ICO) Cu2+ : ione rameico (valenza 2) Cu(ClO4)2 Esempio IPOIODITO POTASSICO: (o ipoiodito di potassio) I (iodio), non metallo, n.o. +1 (prefisso –IPO e suffisso – ITO) I2O: anidride ipoiodosa HIO: acido ipoiodoso IO- : radicale ipoiodito (valenza 1) K (potassio), metallo, n.o. +1 (suffisso –ICO) K+ : ione potassico (valenza 1) KIO  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- Unendo graficamente il catione metallico con HCl→H +Cl + - 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 Ricavare con tutti i passaggi i seguenti Sali: K2CO3: carbonato potassico Cu(NO3)2: nitrato rameico CuCl: cloruro rameoso FeCl3: cloruro ferrico Fe2(SO3)3: solfito ferrico Na2SO4: solfato sodico BaSO4: solfato di bario Na3PO4: fosfato sodico Al2S3: solfuro di alluminio AlPO4: fosfato di alluminio MnCl2: cloruro di manganese KMnO4: permanganato di potassio NH4Cl: cloruro di ammonio  SALI ACIDI I sali formati dai radicali derivati dagli acidi per parziale perdita di ioni H+ sono detti SALI ACIDI. Ad esempio da H2SO4 si possono formare sia SO42- (valenza 2) sia HSO4- (valenza 1). I sali che derivano da questi nuovi radicali acidi sono genericamente indicati come sali acidi oppure vengono chiamati col prefisso IDROGENO-. Quindi lo ione HSO4- verrà denominato solfato acido oppure idrogenosolfato. SOLFATO ACIDO MANGANOSO Nel caso di acidi con più di due H, i radicali acidi che si possono formare sono più di due. Si useranno allora appropriati prefissi. S (zolfo), non metallo, n.o. +6 (suffisso – ESEMPIO: H3PO4 acido ortofosforico da cui ATO) derivano i seguenti radicali acidi: SO3: anidride solforica H2PO4- ione fosfato biacido o diidrogenofosfato H2SO4: acido solforico Ca(H2PO4)2 diidrogenofosfato calcico (o di calcio) (anche fosfato monocalcico) HSO4-: radicale idrogenosolfato (valenza 1) HPO42- ione fosfato monoacido oppure ione Mn (manganese), metallo, n.o. +2 (suffisso – monoidrogenofosfato OSO) CaHPO4 monoidrogenofosfato calcico (o di calcio) Mn2+ :ione manganoso (valenza 2) (anche fosfato bicalcico) Mn(HSO4)2 PO43- ione fosfato Ca3(PO4)2 fosfato calcico (o di calcio) (anche fosfato tricalcico)  TIOCOMPOSTI Sono composti in cui uno o più atomi di O sono sostituiti da S. Vengono designati col prefisso TIO- preceduto da un altro prefisso che indica il numero di sostituzioni: Tiosolfato sodico Na2SO4 à Na2S2O3 Acido ditiocarbonico H2CO3 à H2CS2O Tetratioortoarseniato di potassio K3AsO4 à K3AsS4 Monotiosolfato di alluminio Al2(SO4)3 à Al2(S2O3)3  TABELLA RIASSUNTIVA ELEMENTI METALLI SEMIMETALLI NON METALLI I, II, III, Sn, Pb, Bi Zn, Al, Si, Ge, As. Sb B, C, N, P, VI, VII blocco d e blocco f + ossigeno + ossigeno + ossigeno OSSIDI OSSIDI ANFOTERI ANIDRIDI + acqua + acqua + acqua + acqua IDROSSIDI IDROSSIDI ACIDI OSSIGENATI ACIDI OSSIGNATI idrossidi + acidi ossigenati SALI Dare i nomi ai seguenti composti: K2CO3 Mg(NO3)2 LiCl AlBr3 Na2SO4 BaSO4 NaClO4 Na3PO4 Al2S3 KNO2 NaClO4 Assegnare la formula ai seguenti composti: cloruro di ammonio acetato di ammonio solfato di potassio solfito di calcio idrogenocarbonato di sodio (o bicarbonato di sodio) idrogenofosfato di sodio carbonato di magnesio carbonato di alluminio fosfato di sodio fosfato di magnesio perclorato di potassio acetato di calcio acetato di gallio