COMPOSTI CHIMICI e NOMENCLATURA composti chimici e nomenclatura

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 2 O NH 3 CO 2 HCl Composti ternari: contengono atomi di tre diversi elementi H 2 SO 3 HNO 3 Ca. CO 3 composti chimici e nomenclatura Na. Cl. O 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, +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 Cl 2 O x -1 HCl 2 x-2=0 x-1=0 x=1 composti chimici e nomenclatura +1 -2 Cl 2 O +1 -1 HCl 8

+1 n° ox. S x -2 +1 +6 -2 H 2 SO 4 2(+1)+x+4(-2)=0 x=6 H 2 SO 4 Atomi di H x -2 CO 3 2 - n° ox. H Atomi di O n° ox. O x+3(-2)=-2 n° ox. C Atomi di O n° ox. O x=4 +4 -2 CO 3 carica anione composti chimici e nomenclatura 9 2 -

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 +1 +2 +2 Ca O -2 K 2 O +3 -2 -2 -2 +2 +6 -2 Al 2 O 3 -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 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 Ca 2 O 2 • L’indice 1 si omette sempre; composti chimici e nomenclatura +1 +3 -2 Al 2 O 3 -2 K 2 O 1 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 (NH 3) o metano (CH 4), 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 Na 2 O) 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 Pb. O (numero di ossidazione +2); • ossido + nome metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione maggiore. Ad es. ossido piombico Pb. O 2 (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. Na 2 O ossido di disodio; Pb. O ossido di piombo (+2); Pb. O 2 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 CO 2) 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 SO 2 (+4); anidride + nome non metallo con desinenza ICA, per il numero di ossidazione maggiore. Ad es. anidride solforica SO 3 (+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. Cl 2 O anidride ipoclorosa; anidride + nome non metallo con desinenza OSA, per il numero di ossidazione +3. Es. anidride clorosa Cl 2 O 3; anidride + nome non metallo con desinenza ICA, per il numero di ossidazione +5. Es. anidride clorica Cl 2 O 5; anidride PER nome non metallo con desinenza ICA per il numero di ossidazione +7. Es. Cl 2 O 7 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: SO 2 biossido di zolfo (+4); SO 3 triossido di zolfo (+6)¸ Cl 2 O ossido di dicloro (+1); Cl 2 O 3 triossido di dicloro (+3); Cl 2 O 5 pentaossido di dicloro (+5); Cl 2 O 7 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+ Derivano dalla reazione tra ossidi (basici) e acqua, OHin gli elementi − cui Na+tutti Na+ OH− mantengono il proprio numero di ossidazione. +1 +1 -1 Na 2 O+H 2 O → 2 Na(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 Fe 2 O 3+3 H 2 O → 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; H 2 S acido solfidrico; H 2 Se 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; H 2 S solfuro di diidrogeno; H 2 Se 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 +4 – 2 CO 2+H 2 O → H 2 CO 3 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 Cl 2 O 7+H 2 O→ H 2 Cl 2 O 8 composti chimici e nomenclatura 20

Il composto H 2 Cl 2 O 8 in realtà non esiste e per trovare la vera formula dell’ossiacido dobbiamo dividere per due tutti gli indici del composto H 2 Cl 2 O 8 → 2 HCl. O 4 La reazione complessiva diventa allora: Cl 2 O 7+H 2 O→ 2 HCl. O 4 Nomenclatura tradizionale a) se il non metallo ha un solo numero di ossidazione: acido + nome non metallo con desinenza ICO (es. acido carbonico H 2 CO 3) 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 H 2 SO 3 (+4); acido + nome non metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione maggiore. Ad es. acido solforico H 2 SO 4 (+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. HCl. O acido ipocloroso; acido + nome non metallo con desinenza OSO, per il numero di ossidazione +3. Es. acido cloroso HCl. O 2; acido + nome non metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione +5. Es. acido clorico HCl. O 3; acido PER nome non metallo con desinenza ICO per il numero di ossidazione +7. Es. acido perclorico HCl. O 4; 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. HCl. O acido ossoclorico (+1); HCl. O 2 acido diossoclorico (+3); HCl. O 3 acido triossoclorico (+5); HCl. O 4 acido tetraossoclorico (+7); H 2 SO 4 acido tetraossosolforico (+6); H 2 SO 3 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 B 2 O 3+3 H 2 O→ 2 H 3 BO 3 P 2 O 3+3 H 2 O→ 2 H 3 PO 3 P 2 O 5+3 H 2 O→ 2 H 3 PO 4 Si. O 2+2 H 2 O→ H 4 Si. O 4 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+ H Cl O O O δ– HCl. O 4 δ+ H O δ– O C δ+ O H CO 2 3 H δ– δ– δ– δ+ Cl H HCl S H Hδ+ δ+ H 2 S 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. H+ O Cl O O O Cl. O- 4 H+ O O C CO 32 - H+ Cl H+ O S composti chimici e nomenclatura Cl- S 2 - H+ H+ 25

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 HCl. O 4 →H++Cl. O 4 - + 2 H 2 CO 3→ 2 H +CO 3 + 3 H 3 BO 3→ 3 H +BO 3 + 4 H 4 Si. O 4→ 4 H +Si. O 4 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 CO 32 -) 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 SO 32 - (+4); ione + nome non metallo con desinenza ATO, per il numero di ossidazione maggiore. Ad es. ione solfato SO 42 - (+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. Cl. O- ione ipoclorito; Ione + nome non metallo con desinenza ITO, per il numero di ossidazione +3. Es. ione clorito Cl. O 2 -; Ione + nome non metallo con desinenza ATO, per il numero di ossidazione +5. Es. ione clorato Cl. O 3 -; Ione PER nome non metallo con desinenza ATO per il numero di ossidazione +7. Es. ione perclorato Cl. O 4 -; 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 Cl. O- anione ossoclorato (1); Cl. O 2 - anione diossoclorato (3); Cl. O 3 - anione triossoclorato (5); Cl. O 4 - 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 H 2 + 2 S→ 2 H +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; S 2 - anione solfuro; Se 2 - 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. Na. OH→Na++OH 2+ Ca(OH)2→Ca +2 OH 3+ Al(OH)3→Al +3 OH 4+ Pb(OH)4→Pb +4 OH composti 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 Na. OH + HCl→ Na. Cl+ H 2 O Per trovare la formula del sale binario si deve innanzitutto scrivere la reazione di decomposizione in acqua dell’idrossido e dell’acido binario + Na. OH→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: 2 Fe(OH)3 +3 H 2 S→ Fe 2 S 3+6 H 2 O Si seguono gli stessi passaggi dell’esempio precedente 3+ →Fe +3 OH Fe(OH)3 + 2 H 2 S → 2 H +S +3 +6 -2 Fe 2 S 3 -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 (Na. Cl), 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 Fe. Cl 2 (+2); nome non metallo terminante in URO + nome metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione maggiore. Ad es. cloruro ferrico Fe. Cl 3 (+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: Fe. Cl 2 dicloruro di ferro; Fe. Cl 3 tricloruro di ferro; Na. Cl cloruro di sodio; Al 2 S 3 trisolfuro di dialluminio; Li 2 S 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 + HCl. O→ KCl. O + H 2 O 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- + HCl. O→H +Cl. O 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+2 H 3 BO 3→ Ca 3(BO 3)2+6 H 2 O Si seguono gli stessi passaggi dell’esempio precedente 2+ →Ca +2 OH Ca(OH)2 + 3 H 3 BO 3 → 3 H +BO 3 +2 +6 -3 Ca 3(BO 3)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: Ca. CO 3 carbonato di calcio Fe. CO 3 carbonato ferroso Fe 2(CO 3)3 carbonato ferrico Na 2 SO 3 solfito di sodio Na 2 SO 4 solfato di sodio Cu 2 SO 4 solfato rameoso Cu. SO 4 solfato rameico KCl. O ipoclorito di potassio KCl. O 2 clorito di potassio KCl. O 3 clorato di potassio KCl. O 4 perclorato di potassio Sn(Br. O)2 ipobromito stannoso Sn(Br. O 4)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: Ca. CO 3 triossocarbonato (4) di calcio Fe. CO 3 triossocarbonato (4) di ferro (2) Fe 2(CO 3)3 triossocarbonato (4) di di ferro (3) Na 2 SO 3 triossosolfato (4) di di sodio Na 2 SO 4 tetraossosolfato (6) di di sodio Cu 2 SO 4 tetraossosolfato (6) di di rame (1) Cu. SO 4 tetraossosolfato (6) di rame (2) KCl. O ossoclorato (1) di potassio KCl. O 2 diossoclorato (3) di potassio Sn(Br. O)2 ossobromato (1) di stagno (2) Sn(Br. O 4)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 Fe 2(CO 3)3→ 2 Fe +3 CO 3 3 x 2=2 x 3 Carica ionica 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 x -2 CO 3 2 - x+3(-2)=-2 n° ox. C Atomi di O n° ox. O carica anione composti chimici e nomenclatura x=4 +4 -2 CO 3 2 - 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: Ca. CO 3 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: Na. NO 3 Il sodio ha solo numero di ossidazione +1 La dissociazione in acqua del sale è quindi: Na. NO 3→Na++NO 3 - 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: Fe. CO 3 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 CO 3 X +4+3(-2)=X n° ox. C Atomi di O x=-2 +4 -2 CO 3 n° ox. carica anione O Se la carica dell’anione è -2, la dissociazione in acqua del sale è allora: Fe. CO 3→Fe 2++CO 32 - Il numero di ossidazione del ferro pertanto è +2 Il composto si chiama quindi: Carbonato ferroso composti chimici e nomenclatura 42 2 -

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(Cl. O 4) 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(Cl. O 4)3→Fe 3++3 Cl. O 4 composti 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(Cl. O 4) 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 SO 3 Possiamo ora risalire alla formula dell’acido attraverso la reazione: SO 3 + H 2 O→H 2 SO 4 composti chimici e nomenclatura 46

Possiamo infine arrivare alla formula del sale attraverso la reazione: Idrossido rameico + acido solforico → solfato rameico + H 2 O H 2 SO 4 + Cu(OH)2 → Cu. SO 4 +2 H 2 O 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 NO 3 X +5+3(-2)=X n° ox. N Atomi di O x=-1 +5 -2 NO 3 - 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(NO 3) 3 composti chimici e nomenclatura 48