CAPITOLO Classificazione e nomenclatura dei composti 6 Indice

CAPITOLO Classificazione e nomenclatura dei composti 6 Indice 1. Il concetto di valenza 2. Il numero di ossidazione 3. Classificazione dei composti 4. Composti molecolari 5. Ioni e nome degli ioni 6. Classificazione dei composti ionici Mappa concettuale: classificazione dei composti chimici © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 1

CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI 1 Il concetto di valenza La capacità di combinazione di un elemento è chiamata “valenza”, e corrisponde al numero di atomi di idrogeno che possono legarsi con un atomo di quell’elemento. H O H H O valenza 2 H–N–H H–C–H H H N valenza 3 C valenza 4 H – Cl Cl valenza 1 H forma un solo legame e, quindi, ha sempre valenza 1. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 2

2 Il numero di ossidazione CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI Di recente la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) ha introdotto il concetto di numero di ossidazione (n. o. ) o stato di ossidazione. Il numero di ossidazione è la carica convenzionale che viene assegnata agli atomi nelle molecole o negli ioni poliatomici secondo regole ben definite. In un composto, rispetto alla valenza, il numero di ossidazione degli atomi assume il segno + o il segno –. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 3

3 Classificazione dei composti CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI In base alle proprietà chimiche i composti inorganici vengono distinti in due classi: composti molecolari composti ionici Cl− Na+ Un’altra classificazione divide i composti inorganici in binari e ternari, se formati da due elementi o da tre elementi. Per dare un nome ai composti chimici vengono applicate alcune regole proposte dalla IUPAC. Tuttavia permangono i nomi sia della nomenclatura tradizionale sia della notazione Stock. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 4

CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI 4 Composti molecolari u Ossidi di non metalli Costituiti da atomi di un non metallo e da atomi di ossigeno. Per assegnare il nome a questi composti, la IUPAC tiene conto del numero degli atomi della molecola utilizzando prefissi greci. PREFISSI GRECI La nomenclatura tradizionale usa i suffissi - oso e – ico. Formula N. O. di S Nome tradizionale IUPAC octa = 8 SO 2 +4 anidride solforosa diossido di zolfo tetra = 4 nona = 9 SO 3 +6 anidride solforica triossido di zolfo penta = 5 deca = 10 mono = 1 esa = 6 di = 2 epta = 7 tri = 3 © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas Nei composti in cui un elemento presenta più di due numeri di ossidazione, si ricorre a ulteriori prefissi, ipo- e per -. 5

4 Composti molecolari CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI Un non metallo come il cloro può formare quattro differenti anidridi. Il composto con il minor numero di atomi di ossigeno, e quindi con il più basso numero di ossidazione del cloro, ha il prefisso ipo- seguito dal suffisso -oso; il composto con il maggior numero di atomi di ossigeno, e quindi con il più alto numero di ossidazione del cloro, ha il prefisso per- seguito dal suffisso -ico. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 6

CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI 4 Composti molecolari u Perossidi Composti molecolari binari in cui sono presenti due atomi di ossigeno. H–O (acqua ossigenata) u Idracidi Composti molecolari binari caratterizzati dalla presenza dell’idrogeno come primo elemento e di un elemento del gruppo 7 A o dello zolfo. Formula Nome del composto Nome in soluzione acquosa HF fluoruro di idrogeno acido fluoridrico HCl cloruro di idrogeno acido cloridrico HBr bromuro di idrogeno acido bromidrico Hl ioduro di idrogeno acido iodidrico H 2 S solfuro di idrogeno acido solfidrico © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 7

4 Composti molecolari CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI u Idruri molecolari (o covalenti) Composti binari dell’idrogeno con un semimetallo o con i non metalli dei gruppi 4 A, 5 A e 6 A. Sono esempi di idruri covalenti CH 4 (metano), NH 3 (ammoniaca), H 2 O (acqua). Formul a u Ossiacidi Sono composti ternari molecolari nella cui formula si scrive l’idrogeno come primo elemento, segue un non metallo e quindi l’ossigeno. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas Nome tradizionale IUPAC H 2 CO 3 acido carbonico acido triossocarbonico(IV) H 2 Si. O 3 acido silicico acido triossosilicico(IV) HNO 2 acido nitroso acido diossonitrico(III) HNO 3 acido nitrico acido triossonitrico(V) H 2 SO 3 acido solforoso acido triossosolforico(IV) H 2 SO 4 acido solforico acido tetraossosolforico(VI) H 3 PO 3 acido fosforoso acido triossofosforico(III) H 3 PO 4 acido fosforico acido tetraossofosforico(V) HCl. O acido ipocloroso acido ossoclorico(I) HCl. O 2 acido cloroso acido diossoclorico(III) HCl. O 3 acido clorico acido triossoclorico(V) HCl. O 4 acido perclorico acido tetraossoclorico(VII) H 3 BO 3 acido borico acido triossoborico(III) 8

5 Ioni e nome degli ioni CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI Uno ione è una particella carica elettricamente. Gli ioni positivi sono chiamati cationi, mentre gli ioni negativi anioni. Il numero di ossidazione di uno ione monoatomico coincide con la carica dello ione. u Nome degli ioni positivi • Metalli che formano un solo tipo di ione monoatomico positivo: il nome è quello del metallo più il termine ione. Ad esempio, Mg 2+ è lo ione magnesio. • Metalli che formano più di un tipo di ione monoatomico positivo: in questo caso, che è caratteristico dei metalli di transizione, la carica positiva dello ione è indicata da un numero romano in parentesi che segue immediatamente il nome dello ione (nomenclatura Stock). Ad esempio, Fe 2+ è chiamato ione ferro(II) e Fe 3+ è chiamato ione ferro(III). La nomenclatura tradizionale usa i suffissi -oso e -ico. Fe 2+ ione ferroso (carica minore) Fe 3+ ione ferrico (carica maggiore) © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 9

5 Ioni e nome degli ioni CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI u Nome degli ioni negativi Gli ioni negativi monoatomici derivano dagli atomi degli elementi non metallici. Per la denominazione di questi anioni al nome dell’elemento si aggiunge il suffisso -uro. Cl– ione cloruro S 2– ione solfuro Lo ione O 2– fa eccezione e prende il nome di ossido. I più comuni ioni negativi poliatomici contengono ossigeno (assoanioni). Ad esempio, NO 3– è lo ione nitrato mentre NO 2– è lo ione nitrito. Allo ione contenente il maggior numero di atomi di ossigeno si da il suffisso -ato, mentre allo ione con il minore numero di atomi di ossigeno si da il suffisso -ito. Per gli anioni in cui un elemento può essere legato a più di un atomo di ossigeno si utilizzano anche i suffissi -per e -ipo. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 10

CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI 5 Ioni e norme degli ioni Dagli ossiacidi, perdita di uno o più atomi di idrogeno, si ottengono ioni negativi poliatomici. Questi anioni presentano una carica negativa per ogni idrogeno perduto dall’ossiacido. Formula ossiacido Nome Formula dell’anione H 3 PO 4 acido fosforico PO 3− 4 ione fosfato H 3 PO 3 acido fosforoso PO 3− 3 ione fosfito HNO 3 acido nitrico NO− 3 ione nitrato HNO 2 acido nitroso NO− 3 ione nitrito © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas Nome 11

6 Classificazione dei composti ionici CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI u Ossidi dei metalli Costituiti dallo ione metallico e dallo ione ossido O 2 (n. o. -2). Per gli ossidi in cui lo ione metallico presenta più di un valore del numero di ossidazione si ricorre anche alla notazione Stock (ufficializzata dalla IUPAC). Formula N. O. Nome Tradizionale IUPAC Notazione di Stock Fe. O +2 ossido ferroso ossido di ferro Ossido di ferro(II) Fe 2 O 3 +3 ossido ferrico triossido di diferro Ossido di ferro(III) Cu 2 O +1 ossido rameoso ossido di dirame Ossido di rame(I) Cu. O +2 ossido rameico ossido di rame Ossido di rame(II) Sn. O +2 ossido stannoso ossido di stagno Ossido di stagno(II) Sn. O 2 +4 ossido stannico diossido di stagno Ossido di stagno(IV) Pb. O +2 ossido piomboso ossido di piombo Ossido di piombo(II) Pb. O 2 +4 ossido piombico diossido di piombo Ossido di piombo(IV) Ni. O +2 ossido nicheloso ossido di nichel Ossido di nichel(II) Ni 2 O 3 +3 ossido nichelico triossido di dinichel Ossido di nichel(III) © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 12

6 Classificazione dei composti ionici CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI u Perossidi ionici I perossidi sono composti dei metalli alcalini (elementi del gruppo 1 A) in cui gli atomi di ossigeno sono in eccesso rispetto agli ossidi. Esempi di perossidi sono Li 2 O 2 (perossido di litio), e Na 2 O 2 (perossido di sodio) in cui l’ossigeno è O 2– 2 (n. o. di O = – 1). Nella reazione del potassio con l’ossigeno si forma KO 2 (superperossido) in cui l’ossigeno è O– 2 (n. o. di O = – 0, 5). © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 13

6 Classificazione dei composti ionici CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI u Idrossidi (o basi) Composti ionici formati da un catione metallico e da uno o più gruppi OH (ione idrossido). Per la nomenclatura di questi composti il termine idrossido è seguito dal nome del catione metallico. Formula Nome tradizionale Na. OH idrossido di sodio Ca(OH)2 idrossido di calcio Fe(OH)2 idrossido ferroso idrossido di ferro(II) Fe(OH)3 idrossido ferrico idrossido di ferro(III) © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas Notazione di Stock 14

6 Classificazione dei composti ionici CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI u Idruri ionici Gli idruri dei metalli sono composti ionici binari dell’idrogeno con metalli (in particolare dei gruppi 1 A e 2 A). In questi composti l’idrogeno presenta carica 1–. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 15

6 Classificazione dei composti ionici CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI u Sali ternari Composti ionici che risultano dalla combinazione di un catione metallico con l’anione dell’ossiacido. Formula Nome Tradizionale IUPAC Notazione di Stock Na. NO 2 nitrito di sodio diossonitrato(III) di sodio nitrito di sodio Fe. SO 4 solfato ferroso tetraossosolfato(VI) di ferro(II) solfato di ferro(II) Cu. SO 4 solfato rameico tetraossosolfato(VI) di rame(II) solfato di rame(II) Na 2 CO 3 carbonato di sodio triossocarbonato di sodio Cu(NO 3)2 nitrato rameico di [triossonitrato(V)] di rame (II) nitrato di rame(II) Fe 2(SO 4)3 solfato ferrico tri [tetraossosolfato(VI)] di ferro(III) solfato di ferro(III) © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 16

6 Classificazione dei composti ionici CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI u Sali idrati Composti che nei loro cristalli contengono una quantità ben definita e costante di acqua legata chimicamente. Il legame si rappresenta con un punto. Cu. Cl 2 2 H 2 O cloruro di rame (II) biidrato (azzurro) Co. Cl 2 6 H 2 O cloruro di cobalto (II) esaidrato (rosso) Appartengono alla classe dei sali anche i sali acidi, basici e doppi. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 17

CAPITOLO 6. CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI Mappa concettuale: classificazione dei composti chimici © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 18