NOMENCLATURA

M. Alcalini

M. Alcalino-terrosi Alogeni

Calcogeni

gas nobili

Metalli di transizioneI°, II° e III° Serie

Lantanoidi

Attinoidi

Composti binariMetallo e non metallo oppure tra 2 non metalli

Se composto binario tra metallo e non metallo:Metallo non cambia nome, non metallo (diverso da ossigeno) prende la desinenza –uroSe il non metallo è Ossigeno, allora si chiama ossidoSe ambedue i costituenti sono non metalli:prende la desinenza il non metallo del gruppo a n. maggiore. Oppure quello appartenente a periodo a n. piu’ basso, ossia si segue la serie B, Si,C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F.I rapporti con cui gli atomi sono presenti compaiono come prefissi di- tri- tetra-, penta- etc

Composti binariPer indicare correttamente il composto si puo’ anche utilizzare il n. di ossidazione

Quando un elemento possiede solo 1 n.ox, il nome sistematico puo’ tralasciare di indicare il rapporto tra gli atomi

FeCl2

Na2O Ossido di sodioAl2O3 Ossido di alluminioCaCl2 Cloruro di calcio

Cloruro di ferro(II)

FeCl3 Cloruro di ferro(III)

Composti binari

CO, CO2, N2O3, N2O5, NO, N2O, P4O10, P4O6, FeCl2, FeCl3

NaCl Cloruro di sodioFeO ossido di Fe(II)NH3 triidruro di azotoHCl cloruro di idrogenoOF2 difluoruro di ossigeno

Ossido di carbonio

Diossido di carbonio

Triossido di diazoto

Pentossido di diazoto

Ossido di azoto

Ossido di diazoto

Decaossido di tetrafosforo

Esaossido di tetrafosforo

Dicloruro di ferro / cloruro di ferro(II)

Tricloruro di ferro / cloruro di ferro(III)

Ioni monoatomici e poliatomiciCationi monoatomici hanno lo stesso nome dell’elemento: H+ ione idrogeno, Na+ ione sodio, Ca2+ ione calcio

I cationi poliatomici ottenuti per aggiunta di H+ a molecole neutre prendono il suffisso –onio:

NH4+ ione ammonio, H3O+ ione ossonio, PH4

+ ione fosfonio

Anioni monoatomici prendono la desinenza –uro:

H- idruro, F- fluoruro, S2- solfuro, N3- nitruro Ossigeno fa eccezione, O2- ossido.

Alcuni anioni poliatomici prendono il suffisso –uro.

CN-, cianuro

S2 2-, disolfuro

N3-, azoturo

I3-, triioduro

C22-, acetiluro

OH-, idrossido

O22-, perossido

O2-, superossido

HS- ione idrogenosolfuro

Ioni poliatomici

Ioni poliatomici L’atomo centrale prende la desinenza –ato Seguito dal n. ox dell’atomo centraleGli atomi che ne fanno parte sono ciascuno indicati con prefisso che ne stabilisce i rapporti, di-, tri- tetra- etc.Ossigeno e indicato come –osso-

CO3-, SO4

2-, triossocarbonato(IV); tetraossosolfato(VI)

SO32-, triossosolfato(IV)

Zn(OH)42- tetraidrossozincato(II)

NiCl42- tetracloroniccolato(II)PO4

3- tetraossofosfato(V)

I nomi “vecchi” Il metallo o l’elemento centrale assume un suffisso che dipende dal n. di ossidazione Quando un elemento puo’ assumere 2 n. ox,il piu’ alto assume il suffisso -icoIl piu’ basso -oso

FeCl2, cloruro ferrosoFeCl3, cloruro ferrico

I nomi “vecchi” La vecchia nomenclatura rimane in uso per la nomeclatura degli acidi

Anche gli anioni poliatomici si chiamano spesso utilizzando la nomenclatura “vecchia”, ovvero utilizzando il nome dell’acido di provenienza

Gli Acidi

Gli acidi binari si definiscono come i composti binariHCl, cloruro di idrogenoH2S, solfuro di diidrogenoGli acidi che contengono ossigeno sono detti

Ossoacidi. Hanno tutti le formula generica HaXbOc

L’atomo centrale dell’anione prende il suffisso in funzione del n. ox

Gli acidi sono composti che possono liberare uno ione H+ (secondo Broensted). Quindi hanno tutti la formula generica HaX….

Gli Acidi

Quando i numeri sono 4, come gli alogeni, si usano anche dei prefissi

Per -ico HClO4

-ico HClO3

-oso HClO2

Ipo -oso HClO

Quando ci sono 2 n. ox possibili -ico H2SO4 HNO3

-oso H2SO3 HNO2

Eccezioni: H3PO3 acido fosforoso detto anche acido fosfonico H3PO2 acido ipofosforoso detto anche acido fosfinico

Acidi binariPer gli acidi binari si usa anche una nomenclatura che mantiene l’informazione sulle loro proprietà acide, cioè si aggiunge la desinenza -idrico:

HF, acido fluoridricoHCl, acido cloridricoHBr, acido bromidricoH2S, acido solfidricoHI, acifo iodidrico

Anioni derivati

L’anione puo’ mantenere la convenzione degli acidi cambiando la desinenza

Per—ico per---ato ----ico ---- ato ----- oso ----- itoIpo-----oso ipo---ito

H2SO3 2H+ + SO32-

HNO3 H + + NO3-

Acidi poliprotici

H4SiO4 acido ortosilicio H2SiO3 acido metasilicicoH3PO4 acido ortofosforico HPO3 acido metafosforico

Per gli elementi del 13°, 14° e 15° gruppo si puo’ avere la tendenza a formare acidi caratterizzati da un diverso numero di H+ dissociabili, MA CON LO STESSO N. di OX. Per esempio

H3BO3 H+ + H2BO3- orto

HBO2 H + + BO2- meta

Acidi poliprotici

2H3PO4 H4P2O7 +H2O acido difosforico

Per gli acidi è possibile avere una molecola contenente il doppio della specie orto con una molecola di H2O in meno. Prendono il suffisso –di

2H2SO4 H2S2O7 +H2O acido disolforico

Non deve per forza essere un orto-acido

Perossoacidi

H2S2O8

Sono perossoacidi gli ossiacidi dove 2 atomi di ossigeno formano un legame covalente ed hanno quindi n.ox –1

Acido perosso di solfor ico

perosso-: 2 atomi di ossigeno a n.ox –1 (formula di struttura!)Di-: due atomi dell’elemento centrale-ico: n. ox piu’ alto

H4P2O8 acido perossodifosforico

Tioacidi

H2SO4 H2S2O3

H2SO3 H2S2O2

H3PO4 H3PO3SH3PO4 H3PO2S2

Sono tioacidi gli ossiacidi dove un atomo di zolfo ha sostituito un atomo di ossigeno nella formula di un ossoacido

Acido tio solfor icoAcido tio solfor oso

Acido tio fosfor icoAcido ditio fosfor ico

Nomeclatura sistematica per gli ossoacidi

Si usa il suffisso -ico per tutti gli ossoacidi seguito dal n. di ossidazione dell’elemento centrale, con l’indicazione del numero degli atomi di ossigeno.

Es:

HClO acido ossoclorico(I)HClO2 acido diossoclorico (III)HClO3 acido triossoclorico(V)HClO4 acido tetraossoclorico(VII)H3PO4 acido tetraosso fosforico(V)HPO3 acido triosso fosforico(V)H4P2O7 acido eptaossodifosforico (V)

SaliIl nome è una combinazione del catione e dell’anione che costituiscono il sale.Si usa, di solito, la nomenclatura tradizionale e non la nomenclatura sistematica

Na2CO3 Carbonato di sodioTriossocarbonato(IV) di sodio

NaClO Ipoclorito di sodioOssoclorato(I) di sodio

Ca3(PO4)2 Fosfato di calcioTetraossofosfato(V) di calcio

Sali idrogenatiVi sono anioni che contengono atomi di idrogeno. Essi prendono il prefisso idrogeno

NaHCO3 Idrogenocarbonato di sodio

LiH2PO4 Diidrogenofosfato di litio

Sali idratiI sali possono cristallizzare con una o piu’ molecole di H2O. In questi casi

Na2CO3•10H2O Carbonato di sodio decaidrato

CuSO4 •5H2O Solfato di rame pentaidrato

Sali mistiCi sono Sali con 2 o piu’ cationi diversi. Si scrivono nella formula in ordina alfabetico e si usa, non obbligatoriamente, il termine –doppio, -triplo…KNaCO3

AlK(SO4)2•10H2OCarbonato(doppio) di potassio e sodio

Solfato(doppio) di potassio e alluminio dodecaidrato

Composti di CoordinazioneLa specie di coordinazione puo’ essere sia il catione che l’anione. Di solito è indicata tra parentesi quadra.

Nella specie di coordinazione, il nome del legante è preceduto dal numero di volte in cui compare e seguito dal n. ox dell’elemento centrale

Il sale segue le regole usuali

[Co(NH3)6]Cl3 Cloruro di esaamminocobalto(III)

Composti di Coordinazione

[Co(NH3)6]Cl3 Cloruro di esaamminocobalto(III)

[Cr(H2O)6]Cl3 Cloruro di esaaacquocromo(III)

K[Cr(OH)4] Tetraidrossocromato(III) di potassio

K2[CoCl4] Tetraclorocobaltato(II) di potassio

LO STATO SOLIDO:

nel linguaggio scientifico

Sinonimo di stato cristallino

Stato cristallino: disposizione ordinata delle unità costitutive

(atomi,molecole, ioni) che si ripetono periodicamente nello spazio,

quindi è possibile individuare sempre un “motivo” che si ripete con

regolarità lungo qualsiasi direzione

Principio del massimo impacchettameno:

Le particelle tendono a disporsi nel modo più compatto possibile, cioè in

modo da ridurre gli spazi vuoti, in base la principio di minima energia.

Principio del massimo impacchettameno:

Infatti ogni particella tende ad interagire con forze di attrazione col

maggior numero possibile di altre particelle. Maggiore è il numero di particelle che ne circondano una,

maggiore è il numero di interazioni attrattive cui esse danno luogo , e

quindi minore è l’energia del sistema

Mah….

Al principio di massimo impacchettamento si oppone.

• La direzionalità delle interazioni fra le particelle costituenti

• La forma non sferica delle particelle• Le diverse dimensioni degli ioni

positivi e negativi nei composti ionici

Strutture a massimo impacchettamento

Sfere in un piano a massimo impacchettamento:

Sfere in un piano NON a massimo impacchettamento:

Strutture a massimo impacchettamento

Aggiungiamo sfere sul piano di sfere precedente per avere un massimo impacchettamento:

1. Metto uno strato di sfere nelle cavità del primo strato di modo che ogni sfera del primo strato è in contatto con altre tre sfere

2. Metto altro strato di sfere in corrispondenza delle cavità sotto il primo e ci sono due modi possibili:

• Il centro delle sfere corrisponde al centro di una sfera del primo strato• Il centro delle sfere corrisponde a una cavità del primo strato

Massimo impacchettamento si ha quando ogni sfera è a contatto con altre 12 sfere

Strutture a massimo impacchettamento

Primo strato di sfere:

Strutture a massimo impacchettamento

Secondo strato di sfere:

Strutture a massimo impacchettamento

Esagonale compatto Cubico compatto o Cubico a facce centrate

Strutture NON a massimo impacchettamento

Cubico semplice o primitiva

Cubico a corpo centrato

Numero di coordinazione 8Numero di coordinazione 6

Cavità nelle strutture a massimo impacchettamento

Il numero delle cavità ottaedriche è uguale al numero delle sfereIl numero delle cavità tetraedriche è il doppio

Strutture nei composti ionici

Di solito l’anione è più grande del catione e spesso la struttura di massimo impacchettamento è quindi determinata dall’impacchettamento degli anioni, mentre i cationi occupano le cavità tetraedriche o ottaedriche in modo ordinato, cioè: occupano tutte le cavità su un piano oppure le lasciano tutte vuote.

Il tipo di cavità occupate dipende dalle dimensioni relative dei cationi e anioni

Il numero di strati occupati dipende dal rapporto stechiometrico anioni/cationi nella formula del composto

Strutture nei composti ionici

Struttura cubica a facce centrate degli ioni cloruro (anche per Na+ ma non è massimo impacchettamento perché non si toccano). Qundi ciascun Cl- è a contatto con 12 Cl- in una cubica a facce centrate.Gli ioni sodio occupano tutte le cavità ottaedriche.Numero di coordinazione 6 per entrambi Cl- e Na+, in quanto ciascuno circondato da 6 Na+ e 6 Cl-, rispettivamente.

Strutture di sostanze molecolari

1. Costituite da molecole discrete: SOLIDI MOLECOLARI. Es. I2, O2, CH4, gas nobili, H2O

2. Solido in cui gli atomi sono legati tra loro con legami covalenti: SOLIDI CON STRUTURA COVALENTE POLIMERA. Es. C (grafite, diamante), SiC, BN

Solidi molecolari

La struttura del solido dipende dalla geometria delle molecole e dalla direzionalità più o meno accentuata dei legami o dalla loro adirezionalità.

Quindi:

Se molecole sferiche o assimilabili a sfere e le forze di interazione molecolare non direzionali ho struttura a massimo impacchettamento, es. He, H2 e N2 strutture esagonale compatteO2 , gli atri gas nobili e alogeni strutture cubiche compatte

Se molecole piu’ complesse ma interazioni molecolari adirezionali si possono ricondurre a strutture a massimo impacchettamento, Es. CH4 struttura cubico compatto

Se legami direzionali forti, strutture non compatte, Es. H2O

Solidi molecolari

Argon O2 I2

Solidi molecolari

H2S pero’ fa legami a H trascurabili e infatti ha una struttura a massimo impacchettamento degli atomi di zolfo allo stato solido

Struttura del ghiaccio

SOLIDI CON STRUTURA COVALENTE POLIMERA

Sono le eccezioni alla regola del massimo impacchettamento perche’ ho legami covalenti direzionali, quindi….

La massima stabilità del solido è raggiunta quando gli atomi formano il numero massimo possibile di legami covalenti e non quando sono circondati dal maggior numero possibile di altri atomi

Es. diamante, SiC e BN hanno tutti stessa struttura

SOLIDI CON STRUTURA COVALENTE POLIMERA

A

B

A

numero di coordinazione 4 numero di coordinazione 3

Polimorfismo: sostanze che cristallizzano in modi diversi, ma con stessa formula chimica. Allotropia: sostanze elementari diverse per formula chimica o struttura cristallina aventi lo stesso stato di aggregazione

Strati tenuti insieme da forze tipo van der Waals

Strati fatti di C legato con legmai covalenti

Proprietà dei SOLIDI DUREZZA . È la resistenza alla scalfitura con un punzone e dipende dall’energia di legame.

FRAGILITA’. La possibilità di frattura di un cristallo per azioni di sollecitazioni meccaniche esterne, es. slittamento di atomi o molecole lungo un piano di cristallo

Solidi covalenti polimeri e solidi ionici sono duri e fragili. Non conducono elettricità.

Solidi covalenti polimeri costituiti da strati o catene di atomi tenuti insieme da forze di van der Waals sono meno fragili dei solidi covalenti polimeri tipo diamante. Possono condurre elettricità.

Solidi molecolari sono poco duri e non sono fragili. Solidi molecolari con legami a idrogeno sono pero’ piu’ duri e piu’ fragili. Non conducono elettricità.