Regole e convenzioni della nomenclatura IUPAC e tradizionale

Ogni specie chimica viene rappresentata univocamente con una

formula e indicata con un nome mediante simboli ed indici numerici

che indicano rispettivamente gli elementi ed il numero degli atomi

presenti nella molecola

La nomenclatura segue specifiche regole e convenzioni stabilite

dall’organismo internazionale IUPAC (International Union of Pure and

Applied Chemistry) nonostante per molti composti sia ancora in uso la

nomenclatura tradizionale

– cloruro di sodio NaCl un atomo di cloro e uno di sodio

– metano CH4 un atomo di carbonio e quattro di idrogeno

– solfato di ferro (III) Fe2 (S04)3 due atomi di ferro e tre gruppi S042 -ovvero

tre atomi di zolfo e dodici atomi di ossigeno

Nomenclatura tradizionale:

Trae origine dalla distinzione degli elementi in metalli e non metalli;indica con suffissi e prefissi i diversi stati di ossidazione degli elementi; permette di distinguere facilmente gli acidi dalle basi e tra ossidi, perossidi e superossidi.

Nomenclatura IUPAC:

Si “compone” il nome della specie chimica esplicitando la formula

ovvero mettendo in evidenza il numero di atomi ed il numero di

ossidazione degli elementi corrispondenza logica dal punto di

vista letterale e numerico.

Regole e convenzioni della nomenclatura IUPAC e tradizionale

Tavola periodica degli elementi

• Rappresenta la risposta alla necessità di ordinare le conoscenze

accumulate per ogni elemento.

• Nel sistema periodico costituito da gruppi e periodi, gli elementi

vengono ordinati secondo numero atomico crescente ed in modo che

si riscontri una periodicità nella struttura degli atomi ovvero delle loro

proprietà chimiche.

• Ciascun gruppo (colonne verticali) comprende elementi i cui atomi hanno = configurazione

elettronica esterna e crescente Z andando verso il basso.

• Lungo ciascun gruppo procedendo dall’alto verso il basso > il numero quantico

principale (n) di una unità > il carattere metallico e < l’elettronegatività.

• Ciascun periodo (colonne orizzontali) comprende atomi con configurazione elettronica

esterna che varia con regolarità seguendo il riempimento progressivo degli orbitali di 1 e- alla

volta. Gli atomi sono ordinati secondo il criterio dell’andare a capo ogni volta che n > di una

unità ovvero con il completamento dell’ottetto (configurazione elettronica esterna s2 p6)

• Lungo ciascun periodo procedendo da SN verso DX, (escludendo le serie di transizione

che rappresentano delle stasi), aumenta il numero atomico (Z) per riempimento progressivo

degli orbitali si passa da elementi con proprietà metalliche ad elementi con proprietà

anfotere ed infine ad elementi con proprietà non metalliche; ciascun periodo si chiude con

un gas nobile.

Tavola periodica degli elementi

Numero d'ossidazione (n.ox.)

Dato un atomo legato ad altri atomi, quindi in una molecola, il suo stato di

ossidazione o numero di ossidazione, corrisponde al numero delle cariche

che l'atomo assume se, per convenzione, si considera un trasferimento dei

doppietti elettronici di legame all'atomo più elettronegativo

Nel caso di composti ionici il n.ox. corrisponde all’effettiva carica

dell’atomo

Nelle molecole in cui siano presenti legami covalenti il n.ox. rappresenta

una grandezza convenzionale in quanto l’A non modifica la sua struttura

elettronica esterna

ES. BaCl2 ioni Ba2+ e ioni 2Cl- Ba perde 2 e- ed il Cl uno per atomo

Uno stesso elemento può presentare n.ox. diversi.

Il n.ox di un composto si assegna secondo le seguenti regole:

n.ox. = 0: in tutti gli elementi allo stato elementare e quando gli atomi presenti nella

molecola sono uguali, cioè non esiste differenza di elettronegatività.

Es: H2; Br2; O2

La somma algebrica dei n.ox. di uno ione è uguale alla sua carica.

Quindi, il n.ox. dell’N nello ione ammonio NH4+ è -3.

In tutti i composti l'ossigeno ha n.ox. = -2 (tranne nei perossidi dove n.ox. = -1 Es.

H2O2; nei superossidi è -1/2)

In tutti i composti l'idrogeno ha n.ox. = +1 (tranne negli idruri metallici NaH in cui è -1)

La somma algebrica dei n.ox. degli atomi di una molecola è sempre = 0.

Quindi, per calcolare il n.ox. dello S nell’acido solforico H2SO4 si procede così:

0 = -8 (O) + 2 (H) + S quindi S = + 6

Binari, formati da due soli tipi di elementi

IDRURIIDRACIDIOSSIDI BASICIOSSIDI ACIDI

Ternari, formati da tre diverse specie di elementi

IDROSSIDI o BASI OSSIACIDI o ACIDI OSSIGENATI SALI

La nomenclatura si basa sulla distinzione fondamentale dei composti in:

1) Nomenclatura dei composti binari

L'idrogeno e l'ossigeno danno composti chimici diversi a

seconda che reagiscano con metalli (Me) o non metalli (n-Me):

IDRURI

IDRACIDI

OSSIDI BASICI

OSSIDI ACIDI

In generale:

Nome genericamente l'elemento più elettronegativo (non metallo) ovvero l'unità negativa deve essere enunciato prima dell'elemento meno elettronegativo (metallo) ovvero l'unità positiva lasciando invariato il nome del primo elemento e addizionando il suffisso —URO al secondo

Formula bruta al contrario, si ottiene indicando prima l'unità positiva (metallo) e poi quella negativa (non metallo).

Es. HCl = cloruro di idrogeno; H2S = acido solfidrico o solfuro di idrogeno; NaCl = cloruro di sodio; KBr = bromuro di potassio

1) Nomenclatura dei composti binari

IDROGENO:

H2 + Me IDRURI salini “idruro di + me”

Idrogeno combinato con metalli del I o II gruppo (H ha n.ox. -1).

In soluzione acquosa riducono l’H2O formando OH- (H- + H2O OH- +

H2).

NaH = idruro di sodio;

CaH2 = idruro di calcio

H2 + n-Me IDRACIDI “acido…idrico”(trad.); “-uro….” (IUPAC)

Es. H2+Cl2 2HCl

Idrogeno combinato con elementi dei gruppi 3 7 (H ha n.ox. +1).

In soluzione acquosa formano H3O+

HCl = acido cloridrico o cloruro di idrogeno;

H2S = acido solfidrico o solfuro di idrogeno;

1) Nomenclatura dei composti binari

OSSIGENO: (n.ox -2)

O2 + Me OSSIDI BASICI “ossido di + me”

Es. 4Al+ 3O2 2Al2O3 ossido di alluminio

Ossigeno legato con legame ionico ad A con scarsa elettronegatività (metalli del I o del II gruppo

o con elementi di transizione come Fe, Cu, Pb e Zn, Al).

I composti sono formati da un catione metalico Mex+ e dallo ione ossido O2- (n.ox. -2).

In soluzione acquosa formano basi (K2O + H2O 2KOH)

K2O = ossido di potassio;

Na2O = ossido di sodio;

O2 + n-Me OSSIDI ACIDI o ANIDRIDI “ossido di + n-Me” (IUPAC); “anidride…” (trad.)

Es. O2+S SO2 anidride solforosa o triossido di zolfo

3O2+2N2 2N2O3 anidride nitrosa o triossido di diazoto

Ossigeno legato covalentemente ad A con elevata elettronegatività (Si, N P, CI. Br, ecc.).

In soluzione acquosa formano acidi (Cl2O + H2O 2HClO).

CO2 = diossido di carbonio o anidride carbonica;

Cl2O = ossido di dicloro o anidride ipoclorosa)

1) Nomenclatura dei composti binari

l’O puo anche presentare n.ox -1 combinandosi con metalli quali Na, Sr, Ba

ecc. Queste molecole contengono lo ione O22- e possono agire come

ossidanti o riducenti.

Quindi, a seconda lo stato di ox. dell’O:

Prefissi: OSSIDO se n.ox -2, PEROSSIDO se n.ox -1

Es.

MgO ossido di magnesio,

CO ossido di carbonio;

H2O2 perossido di idrogeno o acqua ossigenata;

1) Nomenclatura dei composti binari

OSSIGENO: (n.ox -1)

Se la molecola è formata da due elementi non metallici, si fa precedere tra i

due l'elemento che compare prima nel seguente elenco:

Xe, Kr, B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S,I, Br ,C1, O, F

Es. PH3 fosfuro di idrogeno, HI ioduro di idrogeno, NO monossido di azoto,

H2S solfuro di idrogeno

1) Nomenclatura dei composti binari

• Secondo la nomenclatura tradizionale, QUANDO UN ATOMO HA PIÙ n.OX

si usano suffissi e prefissi diversi (che non danno nessuna indicazione sul n.ox):

• Nel caso di 2 STATI DI OSSIDAZIONE

suffisso -OSO per il n.ox <

sufisso -ICO per il n.ox >

Es.

Fe (n.ox +2, +3 perché 3d6 4s2) quindi:

FeCl2 cloruro ferroso;

FeCl3 cloruro ferrico

FeO ossido di ferro o ossido ferroso;

Fe2O3 triossido di ferro o ossido ferrico

1) Nomenclatura dei composti binari

• Nel caso di 4 STATI DI OSSIDAZIONE:

prefisso –IPO e suffisso -OSO per il n.ox minore

suffisso -OSO per il 2° n.ox

sufisso -ICO per il 3° n.ox

prefisso –PER e suffisso -ICO per il max n.ox

Es. Cl può avere n.ox. 1, 3, 5, 7 quindi:

n.ox. +1 IPO---OSO anidride Ipoclorosa Cl2O

n.ox. +3 -------OSO anidride Clorosa Cl2O3

n.ox. +5 --------ICO anidride Clorica Cl2O5

n.ox. +7 PER---ICO anidride Perclorica Cl2O7

1) Nomenclatura dei composti binari

Da tener conto che nella nomenclatura IUPAC nel nome del composto va

anche indicato il numero di atomi delle singole specie atomiche che

compaiono nella formula mediante l'uso dei prefissi: mono (normalmente

omesso), di, tri, tetra, ...

Inoltre, se l'elemento possiede più stati di ossidazione si può indicare il n.ox.

dell'elemento mediante numero romano fra parentesi.

Es.

FeCl2 cloruro ferroso anche dicloruro di ferro (II);

FeCl3 cloruro ferrico anche tricloruro di ferro (III);

N2O3 ossido di azoto triossido di diazoto

1) Nomenclatura dei composti binari

• IDROSSIDI o BASI

• OSSIACIDI o ACIDI OSSIGENATI

• SALI

2) Nomenclatura dei composti composti ternari

[O2 + Me (ossidi basici)] + H2O IDROSSIDI o BASI, [Me(OH)x] “idrossido di + me”

Es. Al2O3 + 3H2O 2Al(OH)3

Metalli del I o del II gruppo o elementi di transizione come Fe, Cu, Pb e Zn.

I composti sono formati da un catione metalico Mex+ e da ioni idrossido OH- (in n. corrispondente alla valenza del Me).

(Ba(OH)2 = (di)idrossido di bario, Fe(OH)3 = (tri)idrossido di ferro (III) o idrossido ferrico)

[O2 + n-Me (anidridi)] + H2O OSSIACIDI o ACIDI OSSIGENATI, [Hxn-MeOy]

“acido....oso/ico”

Es. CO2 + H2O 2H2CO3

(H2SO4 = acido solforico; H2CO3 = acido carbonico; HNO2 = acido nitroso)

Metallo + Acido SALE

(Dipendentemente dalla reazione che li origina binari o ternari)

Composti ionici formalmente derivati dagli acidi per sostituzione totale (neutri) o parziale

(acidi) degli atomi di H con 1 o più cationi Me quanti ne occorrono per neutralizzare la carica dell'anione.

(CaCl2 = cloruro di calcio; NaNO3 = nitrato di sodio; CaSO4 = solfato di calcio)

2) Nomenclatura dei composti composti ternari

2) Nomenclatura dei composti composti ternari(Ossiacidi)

Il nome degli ossiacidi rispecchia quello delle corrispondenti anidridi:

n.ox. +1 IPO---OSO anidride Ipoclorosa Cl2O + H2O Ac. Ipocloroso HCIO

n.ox. +3 -------OSO anidride Clorosa Cl2O3 + H2O Ac. Cloroso HClO2

n.ox. +5 --------ICO anidride Clorica Cl2O5 + H2O Ac. Clorico HClO3

n.ox. +7 PER---ICO anidride Perclorica Cl2O7 + H2O Ac. Perclorico HClO4

OSSOACIDI META-PIRO-ORTO:

• Nella nomenclatura tradizionale degli acidi ossigenati vengono usati i

prefissi orto, meta e piro per indicare i diversi gradi di idratazione di acidi

aventi l'atomo centrale nello stesso stato di ossidazione.

• Le anidridi di alcuni Non Metalli (P, As, Sb, B, Si) possono reagire con acqua

in diverse proporzioni, formando acidi diversi:

– Anidride + 1H2O acido meta

– Anidride + 2H2O acido piro

– Anidride + 3H2O acido orto

• In genere il prefisso "orto" è sottinteso:

– P2O5 + H2O HPO3 acido metafosforico

– P2O5 + 2H2O H4P2O7 acido pirofosforico

– P2O5 + 3H2O H3PO4 acido (orto)fosforico o fosforico

2) Nomenclatura dei composti composti ternari(Ossiacidi)

I sali si possono ottenere da :

• IDRACIDO + IDROSSIDO; Es. HCl + NaOH NaCl +H2O

• OSSIACIDO + IDROSSIDO; ES. H2CO3 + NaOH NaHCO3

• OSSIACIDO + OSSIDO; Es. H2CO3 + CaO CaCO3 + H2O

• ANIDRIDE + OSSIDO; Es. CO2 + CaO CaCO3

• ANIDRIDE + IDROSSIDO; Es. CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

• ACIDO + SALE (quando si forma un gas o un precipitato o un elettrolita debole)

• SALE + SALE (reazioni di doppio scambio). Avvengono quando si forma un

precipitato Es. AgNO3+NaCl AgCl (solido) + NaNO3

2) Nomenclatura dei composti composti ternari(Sali)

I nomi dei Sali, nella nomenclatura tradizionale, derivano da quelli degli acidi corrispondenti :

Se il sale deriva da un IDRACIDO (BINARIO) “acido…idrico” diventa “uro di…nome metallo”

Es. NaOH + HCl acido cloridrico NaCl cloruro di sodio

CaCl2 = cloruro di calcio; Fe2S3 solfuro di ferro (III); FeCl2 cloruro ferroso; FeCl3 cloruro ferrico.

Se il sale deriva da un OSSIACIDO (TERNARIO) ”-OSO” diventa “-ITO” di…nome metallo

”-ICO” diventa “-ATO” di…nome metallo

Es. NaOH + HNO2 acido nitroso NaNO2 nitrito di sodio

NaOH + HNO3 acido nitrico NaNO3 nitrato di sodio

n.ox. +1 IPO---OSO. Ac. Ipocloroso HCIO il suo sale sarà ipoclorito di sodio NaClOn.ox. +3 -------OSO Ac. Cloroso HClO2 il suo sale sarà clorito di sodio NaClO2

n.ox. +5 --------ICO Ac. Clorico HClO3 il suo sale sarà clorato di sodio NaClO3

n.ox. +7 PER---ICO Ac. Perclorico HClO4 il suo sale sarà perclorato di sodio NaClO4

2) Nomenclatura dei composti composti ternari (Sali)

Quando i sali derivano per reazione incompleta di un acido poliprotico con una base, mantengono idrogeni acidi nell'anione.

In tal caso si indica il numero di idrogeni presenti usando le particelle mono-, di-, tri- etc. (mono viene spesso omesso)

Acido ortofosforico + idrossido di sodio

H3PO4 + 3 NaOH Na3PO4 fosfato di sodio

H3PO4 + 2 NaOH Na2HPO4 idrogenofosfato di sodio

H3PO4 + NaOH NaH2PO4 diidrogenofosfato di sodio

2) Nomenclatura dei composti composti ternari (Sali)

Cationi Monoatomici nome dell’elemento + n° romano che ne indica la valenza Es. Fe2

+ ione ferro (II), Fe3+ ione ferro (III).

Anioni Monoatomici suffisso –URO al nome dell’A Es. I- ione ioduroPer l’O è diverso perché si usa OSSIDO Es. O2

- ione ossido.

Cationi Poliatomici suffisso –ONIO al nome della base. Si tratta di ac. coniugati di basi deboli Es. NH4

+ ione ammonio; H3O+ ione idrossonio.

Anioni Poliatomici suffisso –ATO al nome dell’A centrale Es. SO42- ione

solfato (VI), NO3- ione nitrato (V).

4) Nomenclatura dei composti ionici

Cenni sulle reazioni chimiche

Una reazione chimica è rappresentata da una equazione costituita da due membri. Nel 1° sono indicate le specie chimiche che reagiscono, nel 2° le specie prodotte dalla reazione.

Coefficienti stechiometrici indicano i rapporti secondo cui le varie specie chimiche in una data reazione scompaiono o si formano.

Es. 3SO3 anidride solforica + 2Fe2(OH)3 idrossido ferrico Fe2(SO4)3 solfato ferrico + 3H2O

La trasformazione delle specie nel corso di una reazione può essere totale o parziale (reazione in equilibrio). Nel primo caso i membri separati da

nel secondo caso o