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classificazione e nomenclatura dei composti chimici - Liceo ...

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CLASSIFICAZIONE E NOMENCLATURA DEI COMPOSTI CHIMICI<br />

Come sappiamo, i <strong>composti</strong> attualmente conosciuti sono circa 6 milioni ed il loro numero aumenta<br />

ad un ritmo di circa 6000 alla settimana. E’ chiaro quindi che una tale massa di sostanze ha bisogno di<br />

essere organizzata secondo regole chiare, semplici ed universalmente condivise. Lo scopo della<br />

<strong>nomenclatura</strong> è quindi proprio quello di fornire una serie di regole che permettano di individuare un<br />

composto, attribuendogli in modo univoco e chiaro un nome preciso ed una formula, attraverso l’impiego<br />

del minor numero possibile di parole. Le prime basi di questo lavoro vennero gettate alla fine del ‘700 dal<br />

chimico francese A. L. Lavoisier (1743 - 1794), il quale nel suo Traité élémentaire de chimie, pone le<br />

basi per quella che viene tuttora chiamata <strong>nomenclatura</strong> tradizionale. A partire dagli anni ’70 del ‘900 a<br />

tale <strong>nomenclatura</strong> se ne affianca un’altra, chiamata <strong>nomenclatura</strong> ufficiale, elaborata dalla IUPAC (sigla<br />

derivante dalle iniziali dell’International Union of Pure ad Applied Chemistry, l’organismo scientifico<br />

internazionale preposta alla definizione della <strong>nomenclatura</strong> chimica), il cui uso sta lentamente<br />

soppiantando quello della <strong>nomenclatura</strong> tradizionale. E’ tuttavia importante ricordare che le regole della<br />

<strong>nomenclatura</strong>, affidate a Commissioni permanenti nell’ambito della IUPAC, sono in continua evoluzione<br />

e seguono di pari passo lo sviluppo stesso della chimica..<br />

In questo capitolo esamineremo quindi le regole per assegnare i nomi ad alcune delle principali<br />

classi di <strong>composti</strong>, di cui analizzeremo inoltre le caratteristiche più importanti. Ricordiamo che i <strong>composti</strong><br />

<strong>chimici</strong> sono sostanze costituite da due o più atomi di elementi differenti legati tra loro; se gli atomi<br />

appartengono a due diversi elementi i <strong>composti</strong> si dicono binari, se gli atomi appartengono invece a tre<br />

elementi diversi i <strong>composti</strong> si dicono ternari. Per ricordare le caratteristiche e le proprietà delle sostanze<br />

che adesso descriveremo, basterà osservare quali atomi o gruppi di atomi sono presenti al loro interno e<br />

quali sono le reazioni caratteristiche di ciascun gruppo di sostanze a cui essi appartengono. Tuttavia,<br />

prima di entrare nel merito di questi problemi, dobbiamo introdurre un nuovo concetto che ci sarà di<br />

fondamentale aiuto, sia in questa parte del programma, che in quella finale, relativa all’elettrochimica.<br />

Il numero di ossidazione: è una carica positiva o negativa che viene attribuita formalmente a<br />

ciascun elemento in un composto; detta carica è determinata dal numero di elettroni che l’elemento<br />

possiede in più (carica negativa) o in meno (carica positiva) rispetto all’atomo neutro, quando gli elettroni<br />

di legame vengono attribuiti all’elemento più elettronegativo del composto stesso.<br />

Dalla prima lettura di questa definizione, il numero di ossidazione potrà sembrare un’entità di<br />

difficile comprensione oppure del tutto astrusa, andando avanti vedremo invece che esso è uno strumento<br />

indispensabile per orientarsi nel mondo delle ossidoriduzioni. Queste reazioni, a loro volta, sono<br />

importantissime, non tanto perché hanno contribuito in modo determinante a diffondere tra gli studenti<br />

l’idea che la chimica fosse “difficile”, quanto perché la stragrande maggioranza dell’energia prodotta<br />

dall’uomo sulla Terra deriva da reazioni di questo tipo, mentre anche altri importantissimi fenomeni<br />

<strong>chimici</strong>, come ad esempio la corrosione <strong>dei</strong> metalli, derivano da processi ossidoriduttivi. La definizione<br />

del numero di ossidazione sopra riportata diventerà nei prossimi paragrafi talmente utile, che è<br />

consigliabile impararla a memoria; inoltre, prima di poter specificare meglio il significato e l’utilità del<br />

numero di ossidazione stesso, è opportuno imparare le regole per il suo calcolo. Tuttavia dobbiamo<br />

specificare che il numero di ossidazione non è una carica vera e propria, bensì una carica “fittizia”, che<br />

viene “attribuita” ad ogni elemento di un qualsiasi composto, quando gli elettroni di legame sono<br />

assegnati all’elemento più elettronegativo presente nel composto medesimo. Tutti gli elementi di qualsiasi<br />

composto hanno quindi un numero di ossidazione; in ogni composto si deve innanzitutto stabilire quale<br />

elemento è più elettronegativo, ad esso si attribuiscono tutti gli elettroni <strong>dei</strong> legami che esso forma con<br />

altri atomi ed infine si vede quali cariche gli atomi assumono dopo questa attribuzione fittizia. In ogni<br />

caso, se si impara ad applicare le regole sotto riportate, il calcolo del numero di ossidazione diventa una<br />

procedura piuttosto semplice.<br />

Regole per il calcolo del numero di ossidazione:<br />

1) Tutte le sostanze allo stato elementare hanno numero di ossidazione zero. In tal caso infatti tutti gli<br />

atomi sono identici tra loro e non esiste dunque nessun elemento più elettronegativo degli altri cui<br />

attribuire gli elettroni di legame.


<strong>composti</strong>1<br />

2) Negli ioni monoatomici gli elementi hanno numero di ossidazione uguale alla carica ionica. Ad<br />

esempio lo ione Ca 2+ ha numero di ossidazione +2, mentre lo ione Cl - ha numero di ossidazione –1.<br />

3) Alcuni elementi mantengono costante il loro numero di ossidazione in tutti i <strong>composti</strong> che formano,<br />

mentre altri lo variano da un composto all’altro.<br />

In generale i numeri di ossidazione seguono il seguente schema:<br />

a) L’idrogeno ha sempre +1 oppure –1;<br />

b) I metalli hanno solo numeri di ossidazione positivi;<br />

c) I non metalli possono avere numeri di ossidazione positivi o negativi;<br />

d) Tranne alcune eccezioni gli elementi di gruppi pari hanno solo numeri di ossidazione pari, mentre<br />

quelli <strong>dei</strong> gruppi dispari hanno solo numeri di ossidazione dispari;<br />

e) Per tutti gli elementi, tra i numeri di ossidazione positivi il più alto corrisponde al numero del gruppo<br />

cui l’elemento appartiene. Per quanto detto alla lettera precedente, gli altri numeri di ossidazione si<br />

ottengono riducendo di 2, 4 o 6 unità il numero di ossidazione più alto.<br />

Per quanto detto finora risulta che:<br />

I. Gli elementi del primo gruppo hanno sempre +1;<br />

II. Gli elementi del secondo gruppo hanno sempre +2;<br />

III. Gli elementi del terzo gruppo hanno sempre +3;<br />

IV. Nel quarto gruppo il carbonio ha –4, +4 e +2; il silicio –4 e +4; stagno e piombo +4 e +2;<br />

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;<br />

VI. Nel sesto gruppo l’ossigeno ha praticamente sempre –2, lo zolfo ha –2, +4 e +6;<br />

VII. Nel settimo gruppo il fluoro ha sempre –1; gli altri elementi hanno –1, +1, +3, +5 e +7.<br />

VIII. Per i metalli di transizione non esistono regole così chiare;<br />

4) La somma algebrica <strong>dei</strong> numeri di ossidazione di tutti gli atomi di tutti gli elementi presenti in un<br />

composto è uguale a zero, se il composto è neutro, oppure è uguale alla carica ionica, se il composto è<br />

uno ione poliatomico.<br />

5) In ogni composto l’elemento più elettronegativo di tutti ha sempre numero di ossidazione negativo,<br />

mentre tutti gli altri elementi hanno numero di ossidazione positivo.<br />

Esempi di calcolo del numero di ossidazione degli elementi di alcuni <strong>composti</strong><br />

Cl2O l’elemento più elettronegativo è l’ossigeno che ha sempre numero di ossidazione –2; il cloro deve<br />

avere invece numero di ossidazione positivo e la somma algebrica <strong>dei</strong> numeri di ossidazione <strong>dei</strong> tre atomi<br />

deve essere uguale a zero, essendo il composto neutro. Applicando questi presupposti scriviamo<br />

un’equazione considerando come incognita il numero di ossidazione del cloro.<br />

2 x X (Cl) –2 (O) = 0 risolvendo si trova che X (numero di ossidazione del cloro) è +1.<br />

HCl l’elemento più elettronegativo è il cloro, che quindi deve avere numero di ossidazione negativo,<br />

questo non può essere inoltre che –1. Poiché il composto è neutro, la somma algebrica <strong>dei</strong> numeri di<br />

ossidazione di tutti gli atomi del composto deve essere zero. L’idrogeno ha pertanto numero di<br />

ossidazione +1.<br />

H2SO4 l’elemento più elettronegativo è l’ossigeno, il cui numero di ossidazione è –2. Zolfo e idrogeno<br />

devono quindi avere numeri di ossidazione positivi e per l’idrogeno il numero di ossidazione non può che<br />

essere +1. Resta da determinare il numero di ossidazione dello zolfo, che si ottiene risolvendo la seguente<br />

equazione:<br />

+2 x 1 (H) + X (S) – 4 x 2 (O) = 0 risolvendo si trova che X=6<br />

CO3 2- l’elemento più elettronegativo è l’ossigeno, il cui numero di ossidazione è –2. Il composto è un<br />

anione bivalente e pertanto la somma algebrica <strong>dei</strong> numeri di ossidazione deve essere pari a –2;<br />

risolviamo quindi la solita equazione, assegnando l’incognita al numero di ossidazione del carbonio<br />

X (C) – 3 x 2 (O) = -2 risolvendo troviamo che x = 4<br />

Regole per la scrittura delle formule <strong>dei</strong> <strong>composti</strong> binari<br />

Una volta noto il numero di ossidazione degli elementi che formano un composto binario non è<br />

difficile scriverne la formula, basta ricordare che la somma <strong>dei</strong> numeri di ossidazione di tutti gli atomi di<br />

2


<strong>composti</strong>1<br />

un elemento deve essere uguale, in valore assoluto, alla somma <strong>dei</strong> numeri di ossidazione di tutti gli<br />

atomi dell’altro elemento 1 .<br />

Esempi<br />

+ 1<br />

Trovare la formula del composto che si forma tra ossigeno e potassio. Si scrivono l’uno<br />

accanto all’altro i simboli <strong>dei</strong> due elementi, avendo cura di scrivere per primo quello meno<br />

elettronegativo, si scrive poi sopra ognuno di essi il rispettivo numero di ossidazione. Poiché il<br />

potassio ha numero di ossidazione +1 e l’ossigeno 2, per pareggiare la somma <strong>dei</strong> numeri di ossidazione<br />

sono necessari due atomi di potassio ed uno di ossigeno. La formula del composto sarà allora K2O.<br />

Trovare la formula del composto che si forma tra calcio e ossigeno. Si ripetono<br />

+ 2 innanzitutto i passaggi iniziali. Poiché i due atomi hanno numero di ossidazione,<br />

rispettivamente, +2 e 2, per pareggiare la somma <strong>dei</strong> numeri di ossidazione bastano un atomo<br />

di calcio ed uno di ossigeno: la formula del composto sarà dunque CaO.<br />

Trovare la formula del composto che si forma tra alluminio ed ossigeno. Poiché<br />

+<br />

3 l’alluminio ha numero di ossidazione +3, mentre l’ossigeno ha numero di ossidazione 2, per<br />

bilanciare la somma <strong>dei</strong> numeri di ossidazione sono necessari due atomi di alluminio e tre di<br />

ossigeno: la formula del composto sarà allora Al2O3.<br />

La regola di Zaza<br />

In alcuni casi gli studenti più furbini usano semplificare le cose, ricavando il deponente di ogni<br />

elemento dal valore assoluto del numero di ossidazione dell’elemento che gli sta accanto. In pratica si<br />

incrociano gli indici ed i numeri di ossidazione, scrivendo a destra del primo elemento valore assoluto del<br />

numero di ossidazione del secondo e viceversa. Tale sistemino è ammesso, ricordando però che:<br />

l’indice 1 non si indica mai;<br />

gli indici, tranne che in alcune formule molecolari, debbono essere ridotti ai minimi termini.<br />

Così, ad esempio, applicando la regola di Zaza al composto che si forma tra calcio ed ossigeno, che<br />

hanno, rispettivamente, numero di ossidazione +2 e 2, si otterrebbe la formula Ca2O2, mentre la formula<br />

corretta è CaO.<br />

Nomenclatura <strong>dei</strong> <strong>composti</strong> <strong>chimici</strong><br />

Le formule chimiche hanno valore universale, nel senso che sono le stesse in ogni parte del mondo.<br />

Per quanto riguarda invece i nomi <strong>dei</strong> <strong>composti</strong> esistono ancora delle discrepanze, dovute all’uso <strong>dei</strong> due<br />

diversi sistemi di <strong>nomenclatura</strong> già citati<br />

n° atomi prefisso<br />

2 bi (o di)<br />

3<br />

4<br />

tri<br />

tetra<br />

5 penta<br />

6 esa<br />

2 . Il primo, denominato <strong>nomenclatura</strong> tradizionale, prevede<br />

l’uso di prefissi e suffissi, in basa al numero di ossidazione <strong>dei</strong> vari elementi. Il secondo sistema,<br />

denominato <strong>nomenclatura</strong> ufficiale o <strong>nomenclatura</strong> IUPAC, si basa sul numero di atomi di ogni<br />

elemento presenti all’interno del composto, che sono evidenziati tramite i<br />

prefissi di origine greca indicati nella tabella a fianco; quando è presente<br />

un solo atomo di un elemento non si utilizza alcun prefisso. Inoltre,<br />

quando un elemento ha poi più di un numero di ossidazione, la<br />

<strong>nomenclatura</strong> IUPAC prevede che questo venga indicato tra parentesi a<br />

fianco del nome del composto. Nella trattazione che segue utilizzeremo<br />

come base la <strong>nomenclatura</strong> tradizionale, specificando poi per ogni gruppo<br />

di sostanze anche la <strong>nomenclatura</strong> ufficiale.<br />

OSSIDI (METALLO +OSSIGENO)<br />

Sono <strong>composti</strong> binari formati dall’unione di un metallo con<br />

7 epta<br />

l’ossigeno; poiché l’ossigeno è molto più elettronegativo <strong>dei</strong> metalli, tutti gli ossidi sono <strong>composti</strong> ionici e<br />

1<br />

In un composto binario uno <strong>dei</strong> due elementi avrà ovviamente numero di ossidazione negativo, mentre l’altro lo avrà<br />

positivo<br />

2<br />

Nella realtà molti <strong>composti</strong> continuano a mantenere anche <strong>dei</strong> nomi commerciali, che possono variare da paese a<br />

paese. L’acido cloridrico (HCl), ad esempio, è conosciuto commercialmente come acido muriatico, l’ossido di calcio (CaO) è<br />

conosciuto col nome commerciale di calce (o calce viva), l’idrossido di calcio [Ca(OH)2]è conosciuto come calce spenta,<br />

l’ossido di magnesio (MgO) è conosciuto come magnesia, l’idrossido di sodio (NaOH) è noto come soda caustica, l’acido<br />

solforico (H2SO4) è noto come vetriolo ecc. Inoltre, alcuni nomi tradizionali, fortemente radicati nell’uso comune, sono stati<br />

accettati come internazionalmente validi. Si pensi ad esempio all’acqua, all’ammoniaca (NH3) o al metano (CH4).<br />

3


<strong>composti</strong>1<br />

quindi solidi a temperatura ambiente. La formula di questi <strong>composti</strong> si ottiene applicando le regole<br />

indicate in precedenza.<br />

Nomenclatura tradizionale:<br />

a) se il metallo ha un solo numero di ossidazione: ossido di nome metallo (es. ossido di sodio<br />

Na2O) b) se il metallo ha due numeri di ossidazione: ossido + nome metallo con desinenza OSO per il<br />

numero di ossidazione minore; ossido + nome metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione<br />

maggiore. Ad es. ossido piomboso PbO (numero di ossidazione +2); ossido piombico PbO2 (numero di<br />

ossidazione +4).<br />

Nomenclatura ufficiale:<br />

Si contano il numero di atomi di ogni elemento e si utilizzano i relativi prefissi, avendo cura di<br />

scrivere inizialmente il termine “ossido di”. Ad es. Na2O ossido di disodio; PbO ossido di piombo (+2);<br />

PbO2 biossido di piombo (+4).<br />

ANIDRIDI (NON METALLO + OSSIGENO)<br />

Sono <strong>composti</strong> binari formati dall’unione di non metalli ed ossigeno; dato che la differenza di<br />

elettronegatività tra l’ossigeno e gli altri non metalli è sempre piccola, le anidridi sono <strong>composti</strong> covalenti<br />

più o meno polari, che a temperatura ambiente possono essere solidi, liquidi o gassosi.<br />

Nomenclatura tradizionale<br />

a) se il non metallo ha un solo numero di ossidazione: anidride + nome non metallo terminante in<br />

ICA. Ad es. anidride carbonica CO 2<br />

b) se il non metallo ha due soli numeri di ossidazione: anidride + nome non metallo terminante in<br />

OSA, per il numero di ossidazione minore; anidride + nome non metallo terminante in ICA, per il numero<br />

di ossidazione maggiore. Ad es. anidride solforosa SO 2 (numero di ossidazione +4), anidride solforica<br />

SO 3 (numero di ossidazione +6);<br />

c) se il non metallo ha quattro numeri di ossidazione, come avviene per gli elementi del 7° gruppo<br />

che hanno numeri di ossidazione +1,+3,+5,+7, si hanno i seguenti quattro casi:<br />

anidride IPO nome non metallo terminante in OSA per il numero di ossidazione +1. Es. Cl2O<br />

anidride ipoclorosa;<br />

anidride + nome non metallo terminante in OSA per il numero di ossidazione +3. Es. Cl2O3<br />

anidride clorosa;<br />

anidride + nome non metallo terminante in ICA per il numero di ossidazione +5. Es. Cl2O5 anidride<br />

clorica;<br />

anidride PER nome non metallo terminante in ICA per il numero di ossidazione +7. Es. Cl2O7<br />

anidride perclorica.<br />

Nomenclatura ufficiale<br />

Nella <strong>nomenclatura</strong> ufficiale anche i <strong>composti</strong> tra ossigeno e non metalli sono chiamati ossidi e si<br />

utilizzano come sempre i prefissi relativi al numero di atomi degli elementi.<br />

Ad esempio: SO 2 biossido di zolfo (+4); SO 3 triossido di zolfo (+6)¸ Cl2O ossido di dicloro (+1);<br />

Cl2O3 triossido di dicloro (+3); Cl2O5 pentaossido di dicloro (+5); Cl2O7 eptaossido di dicloro (+7).<br />

IDROSSIDI (METALLO + GRUPPO OSSIDRILE OH)<br />

Sono <strong>composti</strong> ternari di ossigeno, idrogeno e metalli, in essi compare il gruppo ossidrile (OH), che<br />

si comporta come se avesse numero di ossidazione 1. Gli idrossidi sono tutti <strong>composti</strong> ionici e sono<br />

pertanto tutti solidi a temperatura ambiente.<br />

Essi derivano dalla reazione tra ossidi e acqua, in cui il metallo mantiene sempre lo stesso numero<br />

di ossidazione. Ecco un esempio:<br />

+ 1<br />

2<br />

-2<br />

+<br />

H<br />

4<br />

2<br />

+ 1<br />

→ 2 Na<br />

-1


<strong>composti</strong>1<br />

Per scrivere la formula del composto si utilizzano le regole già fornite per i <strong>composti</strong> binari,<br />

compresa la regola di Zaza, e si considera l’ossidrile come un elemento a numero di ossidazione 1.<br />

Successivamente si deve bilanciare la reazione, in quanto, in accordo con la legge di Lavoisier, la somma<br />

delle masse (e quindi il numero di atomi) <strong>dei</strong> vari elementi, deve essere uguale a destra ed a sinistra della<br />

reazione. Per far ciò basta aggiungere davanti alla formula dell’idrossido un coefficiente uguale all’indice<br />

del metallo nell’ossido; inoltre si deve eventualmente aggiungere un coefficiente davanti alla formula<br />

dell’acqua, in modo tale da bilanciare anche l’idrogeno e l’ossigeno.<br />

Facciamo un altro esempio:<br />

+ 3<br />

2<br />

-2<br />

3<br />

+ H<br />

In questo caso, una volta scritto il coefficiente 2 davanti alla formula dell’idrossido, si vengono ad<br />

avere a destra 6 atomi di idrogeno e 6 di ossigeno; per bilanciare questi due elementi si deve mettere<br />

allora un 3 davanti alla molecola dell’acqua.<br />

Nomenclatura tradizionale<br />

a) se il metallo ha un solo numero di ossidazione: idrossido di nome metallo. Ad es. idrossido di<br />

sodio Na (OH).<br />

b) se il metallo ha due numeri di ossidazione: idrossido + nome metallo terminante in OSO, per il<br />

numero di ossidazione minore; idrossido + nome metallo terminante in ICO, per il numero di ossidazione<br />

maggiore. Ad es. idrossido rameoso Cu(OH) (+1); idrossido rameico Cu(OH)2 (+2).<br />

Nomenclatura ufficiale<br />

Si indica il numero <strong>dei</strong> gruppi ossidrile ponendo i soliti prefissi davanti al termine “idrossido”:<br />

Na(OH) idrossido di sodio; Fe(OH)3 triidrossido di ferro (+3).<br />

IDRACIDI o acidi binari (IDROGENO + NON METALLO)<br />

Sono <strong>composti</strong> binari formati dall’unione dell’idrogeno con uno <strong>dei</strong> sei seguenti non metalli: F; Cl;<br />

Br; I; S; Se. Gli idracidi sono <strong>composti</strong> covalenti polari ed a temperatura ambiente sono tutti gassosi,<br />

tranne HF, che è liquido a causa del legame a ponte di idrogeno.<br />

Negli idracidi gli elementi del 7° gruppo hanno sempre numero di ossidazione 1, mentre gli<br />

elementi del 6° gruppo hanno sempre numero di ossidazione 2;<br />

Nomenclatura tradizionale:<br />

acido + nome non metallo terminante in IDRICO: HF acido fluoridrico; HCl acido cloridrico; HBr<br />

acido bromidrico; HI acido iodidrico; H 2 S acido solfidrico; H 2 Se acido selenidrico.<br />

Nomenclatura ufficiale<br />

Si scrive il nome del non metallo, terminate in URO, e si indica il numero degli atomi di idrogeno<br />

coi soliti prefissi: HF fluoruro di idrogeno; HCl cloruro di idrogeno; HBr bromuro di idrogeno; HI<br />

ioduro di idrogeno; H 2 S solfuro di diidrogeno; H 2 Se seleniuro di dididrogeno.<br />

OSSIACIDI o acidi ternari (IDROGENO + NON METALLO + OSSIGENO)<br />

Sono <strong>composti</strong> ternari in cui è presente idrogeno, ossigeno ed un non metallo; data la piccola<br />

differenza di elettronegatività esistente tra questi elementi, gli ossiacidi sono <strong>composti</strong> covalenti polari<br />

solidi o liquidi a temperatura ambiente. Gli ossiacidi derivano dalla reazione tra anidridi e acqua, in cui il<br />

non metallo mantiene sempre lo stesso numero di ossidazione; inoltre nella formula dell’ossiacido il non<br />

metallo è presente, tranne qualche eccezione, sempre con un solo atomo. Ad esempio<br />

+ 4<br />

+ 3<br />

-2<br />

2<br />

2<br />

-2<br />

3<br />

+ 1<br />

+<br />

H<br />

+ 3H<br />

2<br />

-2<br />

Per calcolare il numero di ossidazione del non metallo si deve innanzi tutto ricordare che l’idrogeno<br />

ha sempre numero di ossidazione +1, mentre l’ossigeno ha sempre numero di ossidazione −2; inoltre la<br />

somma <strong>dei</strong> numeri di ossidazione di tutti gli atomi di ossigeno deve essere uguale alla somma della<br />

5<br />

2<br />

2<br />

→<br />

+ 3<br />

→ Fe<br />

+ 3<br />

→ 2 Fe<br />

+ 1<br />

H<br />

2<br />

+ 4<br />

-2<br />

3<br />

-1<br />

-1<br />

3<br />

3


<strong>composti</strong>1<br />

numero di ossidazione del non metallo e degli atomi di idrogeno. Nell’esempio sopra riportato si hanno<br />

ad esempio 3 atomi di ossigeno, la somma delle cui numeri di ossidazione è pari a −6, si hanno inoltre 2<br />

atomi di idrogeno, la somma delle cui numeri di ossidazione è +2; la numero di ossidazione del carbonio<br />

deve essere pertanto +4, come era del resto nella relativa anidride.<br />

Per trovare la formula dell'ossoacido si deve scrivere a destra nell'ordine idrogeno, non metallo e<br />

ossigeno, mettendo per ognuno di questi elementi tanti atomi quanti ce ne sono a sinistra.<br />

Es. Cl2O7 + H2O H2Cl2O8 2 HClO4 . Il composto H2Cl2O8 non esiste; per trovare la vera<br />

formula dell'acido dobbiamo ricordare che negli ossiacidi il non metallo ha sempre 1 come indice, è<br />

necessario quindi dividere tutti gli indici del composto intermedio per l’indice del non metallo, 2 in<br />

questo caso, ed aggiungere davanti all'acido stesso un coefficiente stechiometrico pari al numero per cui<br />

ho diviso.<br />

In questo tipo di reazioni le anidridi si fanno reagire sempre con una sola molecola di acqua, fanno<br />

eccezione quelle del boro e del fosforo, che reagiscono con tre molecole di acqua, e l'anidride silicica, che<br />

reagisce con due molecole di acqua.<br />

B2O3 + 3H2O H6 B2O6 2H3 B O3 P2O3 + 3H2O H6 P2O6 2H3 P O3 P2O5 + 3H2O H6 P2O8 2H3 P O4 Si O2 + 2H2O H4 SiO4<br />

Nomenclatura tradizionale<br />

a) se il non metallo ha un solo numero di ossidazione: acido + nome non metallo terminante in ICO. Ad<br />

esempio H2CO3 acido carbonico.<br />

b) Se il non metallo ha 2 numeri di ossidazione: acido + nome non metallo terminante in ICO, per il<br />

numero di ossidazione maggiore; acido + nome non metallo terminante in OSO, per il numero di<br />

ossidazione minore. Ad es. H2SO4 acido solforico (numero di ossidazione +6); H2SO3 acido<br />

solforoso (numero di ossidazione +4).<br />

c) se il non metallo ha quattro numeri di ossidazione, come avviene per gli elementi del 7° gruppo che<br />

hanno numeri di ossidazione +1,+3,+5,+7, si hanno i seguenti quattro casi:<br />

acido IPO nome non metallo terminante in OSO, per il numero di ossidazione +1. Es. HClO acido<br />

ipocloroso<br />

acido + nome non metallo terminante in OSO, per il numero di ossidazione +3. Es. HClO2 acido<br />

cloroso<br />

acido + nome non metallo terminante in ICO, per il numero di ossidazione +5. Es. HClO3 acido<br />

clorico<br />

acido PER nome non metallo terminante in ICO, per il numero di ossidazione +7. Es. HClO4 acido<br />

perclorico<br />

Nomenclatura ufficiale<br />

Al temine acido si attribuisce un aggettivo, che contiene l’indicazione del numero di atomi di ossigeno<br />

presenti nell’acido ed il nome del non metallo, terminante in ICO; a ciò si fa seguire poi, tra parentesi, il<br />

numero di ossidazione del non metallo. Ad esempio: HClO acido ossoclorico (1) (in questo caso è<br />

presente un solo atomo di ossigeno ed il prefisso mono si omette); HClO2 acido diossoclorico (3); HClO3<br />

acido triossoclorico (5); HClO4 acido tetraossoclorico (7).<br />

DECOMPOSIZIONE IN ACQUA DEGLI ACIDI<br />

Tutti gli acidi fin qui elencati sono <strong>composti</strong> che contengono idrogeno; negli ossiacidi tale elemento<br />

H<br />

O<br />

O<br />

C O<br />

H2CO3<br />

H<br />

O<br />

O<br />

Cl<br />

O<br />

O<br />

HClO4<br />

H<br />

6<br />

Cl H<br />

HCl<br />

S<br />

H H<br />

H2S


<strong>composti</strong>1<br />

è legato all’ossigeno da un legame covalente polare, mentre negli idracidi è legato da un legame covalente<br />

polare ad un non metallo molto elettronegativo.<br />

Quando questi <strong>composti</strong> vengono disciolti in acqua, l’acqua, che è un solvente polare, rompe il<br />

legame tra ossigeno ed idrogeno, oppure tra idrogeno e non metallo, mandando in soluzione ioni H + ed<br />

anioni costituiti da tutti gli altri atomi della molecola di partenza.<br />

Decomposizione in acqua degli acidi ternari<br />

Negli acidi ternari gli anioni che vanno in soluzione sono anioni poliatomici, formati dal non<br />

metallo ed dall’ossigeno legati da legame covalente, ed hanno tante cariche negative quanti sono gli ioni<br />

H + che si liberano. Esempio:<br />

HClO4 H + + ClO -<br />

4 H2CO3 2H + + CO3 2-<br />

Acido ternario<br />

Anione<br />

poliatomico<br />

Ipo…….oso Ipo……..ito<br />

..…….oso ……….ito<br />

……….ico ………ato<br />

Per……..ico Per…….ato<br />

H 3 B O 3 3H + + B O 3 3- H4 S iO 4 4H + + SiO 4 4-<br />

Nomenclatura tradizionale degli anioni poliatomici<br />

La <strong>nomenclatura</strong> tradizionale degli anioni<br />

poliatomici, derivanti dalla dissociazione in acqua degli<br />

acidi ternari, è simile a quella degli acidi di origine.<br />

Quando l’acido di origine ha desinenza ico, l’anione che ne<br />

deriva avrà desinenza ato, mentre quando l’acido ha<br />

desinenza oso, l’anione derivante avrà desinenza ito. Per i<br />

non metalli con 4 numeri di ossidazione si utilizzano inoltre<br />

anche i prefissi ipo ed per, come per i relativi ossiacidi 3 .<br />

Riassumiamo la situazione:<br />

a) se il non metallo ha un solo numero di ossidazione: ione + nome non metallo terminante in ATO. Ad<br />

esempio CO3 2- ione carbonato.<br />

b) Se il non metallo ha 2 numeri di ossidazione: ione + nome non metallo terminante in ATO, per il<br />

numero di ossidazione maggiore; ione + nome non metallo terminante in ITO, per il numero di<br />

ossidazione minore. Ad es. SO4 2- ione solfato (numero di ossidazione +6); SO3 2- ione solfito (numero<br />

di ossidazione +4).<br />

c) se il non metallo ha quattro numeri di ossidazione, come avviene per gli elementi del 7° gruppo che<br />

hanno numeri di ossidazione +1,+3,+5,+7, si hanno i seguenti quattro casi:<br />

ione IPO nome non metallo terminante in ITO, per il numero di ossidazione +1. Es. ClO - ione<br />

ipoclorito<br />

-<br />

ione + nome non metallo terminante in ITO, per il numero di ossidazione +3. Es. ClO2 ione clorito<br />

-<br />

ione + nome non metallo terminante in ATO, per il numero di ossidazione +5. Es. ClO3 ione<br />

clorato<br />

-<br />

ione PER nome non metallo terminante in ATO, per il numero di ossidazione +7. Es. ClO4 ione<br />

perclorato<br />

Nomenclatura ufficiale degli anioni poliatomici<br />

Il nome dell’anione si ottiene precisando, coi soliti prefissi, il numero degli atomi di ossigeno<br />

presenti, attribuendo la desinenza ato al nome del non metallo ed indicando tra parentesi il suo numero di<br />

ossidazione. Ad esempio: ClO - - -<br />

anione ossoclorato (1); ClO2 anione diossoclorato (3); . ClO3 anione<br />

-<br />

triossoclorato (5); ClO4 anione tetraossoclorato (7).<br />

Decomposizione degli acidi binari<br />

Negli acidi binari gli anioni che vanno in soluzione sono anioni monoatomici, formati dal non<br />

metallo, ed hanno tante cariche negative quanti sono gli ioni H + che si liberano. Esempio:<br />

3<br />

Per ricordare la corrispondenza tra le desinenze si può tenere a mente la frase: Federico malato, valoroso e ferito.<br />

7


<strong>composti</strong>1<br />

HCl H + + Cl- H2S 2H + + S2- Nomenclatura degli anioni monoatomici<br />

Sia la <strong>nomenclatura</strong> tradizionale, che quella ufficiale, stabiliscono che il nome dell’anione<br />

monoatomico si ottiene aggiungendo la desinenza uro al nome del non metallo. Ad esempio F - anione<br />

fluoruro; Cl - anione cloruro; Br - anione bromuro; I - anione ioduro; S 2- anione solfuro; Se 2- anione<br />

seleniuro.<br />

H2S 2H + + S 2-<br />

Fe(OH)3 Fe 3+ + 3OH -<br />

DECOMPOSIZIONE IN ACQUA DEGLI IDROSSIDI<br />

Tutti gli idrossidi sono <strong>composti</strong> ionici; in acqua essi si dissociano liberando gli ioni OH - ed un<br />

catione metallico con tante cariche positive quanti sono gli ioni OH - liberati.<br />

Esempi: NaOH Na + + OH - Ca(OH) 2 Ca 2+ + 2OH -<br />

Al(OH) 3 Al 3+ + 3OH - Pb(OH) 4 Pb 4+ + 4OH -<br />

SALI BINARI (METALLO + NON METALLO)<br />

Sono <strong>composti</strong> ionici, che derivano dalla reazione tra acidi binari e idrossidi (idrossido + acido<br />

binario sale binario + acqua).<br />

Per trovare la formula del sale binario che si forma dalla reazione tra un idrossido ed un acido<br />

binario, si deve innanzi tutto scrivere le reazioni di decomposizione in acqua <strong>dei</strong> due <strong>composti</strong>. Facciamo<br />

ad esempio reagire idrossido di sodio [Na(OH)] ed acido cloridrico [HCl]. Le reazioni di decomposizione<br />

sono quelle indicate. Per trovare la formula del sale binario si unisce graficamente il catione metallico con<br />

Na(OH) Na + + OH-<br />

HCl H + + Cl -<br />

reazione totale è dunque:<br />

l’anione non metallico; unendo poi graficamente l’ossidrile con<br />

lo ione H + si trova l’acqua. In questo specifico esempio, dopo<br />

che si sono trovate nel modo indicato le formule <strong>dei</strong> prodotti, non<br />

si deve fare altro, in quanto la reazione è già bilanciata. La<br />

Na(OH) + HCl NaCl + H2O.<br />

Ecco ora un caso più complesso, che si ottiene facendo reagire l’acido solfidrico (H2S) con l’idrossido<br />

ferrico [Fe(OH)3]. Le reazioni di dissociazione sono quelle<br />

indicate. In questo caso le cose sono più complicate che<br />

nell’esempio precedente, in quanto l’anione solfuro è bivalente,<br />

mentre lo ione ferrico è trivalente ed il sale deve essere un<br />

composto elettricamente neutro. Analogamente a quanto avveniva con i numeri di ossidazione, nella<br />

regola della scrittura <strong>dei</strong> <strong>composti</strong> binari (vedi pag.2), anche in questo caso la somma delle cariche<br />

positive <strong>dei</strong> cationi del ferro dovrà essere uguale alla somma delle cariche negative degli anioni dello<br />

zolfo. E’ evidente che per soddisfare tale condizione sono necessari due ioni del ferro e tre dello zolfo.<br />

Anche qui è possibile utilizzare una forma modificata della regola di Zaza, assegnando a ciascuno <strong>dei</strong> due<br />

elementi un indice uguale al numero delle cariche ioniche dell’altro. Questo primo passaggio può essere<br />

così riassunto:<br />

Fe(OH)3+ H2S Fe2S3+H2O<br />

La reazione a questo punto non è però bilanciata, in quanto a destra si hanno 2 atomi d ferro e 3 di<br />

zolfo, mentre a sinistra si ha un solo atomo di entrambi. Nel bilanciamento degli elementi si segue sempre<br />

l’ordine seguente:<br />

a) per primo si bilancia il metallo;<br />

b) poi si bilancia il non metallo;<br />

c) quindi si bilancia l’idrogeno;<br />

d) a questo punto, se il bilanciamento è corretto, l’ossigeno deve essere già bilanciato. Se ciò non accade<br />

vuol dire che si è sbagliato e si deve ricominciare da capo.<br />

Nel nostro esempio i primi due passaggi si eseguono mettendo un 2 davanti all’idrossido ed un 3<br />

davanti all’acido.<br />

8


<strong>composti</strong>1<br />

2Fe(OH)3+ 3H2S Fe2S3+H2O<br />

A questo punto abbiamo a sinistra 12 atomi di idrogeno, per bilanciare i quali sono necessarie a<br />

destra 6 molecole di acqua.<br />

2Fe(OH)3+ 3H2S Fe2S3+6H2O<br />

Adesso anche l’ossigeno è bilanciato, perché sia a sinistra che a destra ne abbiamo 6 atomi, ed il<br />

bilanciamento è dunque corretto.<br />

Nomenclatura tradizionale:<br />

a) se il metallo ha una sola numero di ossidazione: nome non metallo terminante in URO + di nome<br />

metallo (es. cloruro di sodio [NaCl], fluoruro di potassio [KF]);<br />

b) se il metallo ha due numeri di ossidazione: nome non metallo terminante in URO + nome metallo<br />

terminate in OSO, per il numero di ossidazione più basso; nome non metallo terminante in URO + nome<br />

metallo terminate in ICO per il numero di ossidazione più alto. Ad es. FeCl2 cloruro ferroso (numero di<br />

ossidazione +2); FeCl3 cloruro ferrico(numero di ossidazione +3)<br />

Nomenclatura ufficiale<br />

Si scrive prima il nome del non metallo, terminante in URO, poi si aggiunge di ed il nome del<br />

metallo; ciascun nome viene preceduto dai soliti prefissi che indicano il numero di atomi presenti per<br />

ciascun elemento. Ad esempio: FeCl2 dicloruro di ferro; FeCl3 tricloruro di ferro; NaCl cloruro di<br />

sodio; Al2S3 trisolfuro di dialluminio. Li2S solfuro di dilitio.<br />

SALI TERNARI (METALLO + NON METALLO + OSSIGENO)<br />

Sono <strong>composti</strong> ionici, e pertanto solidi a temperatura ambiente, che derivano dalla reazione tra acidi<br />

ternari e idrossidi (idrossido + acido ternario sale<br />

Ca(OH)2 Ca 2+ + 2OH-<br />

H3BO3 3H + + BO3 3-<br />

ternario + acqua).<br />

Anche in questo caso, per trovare la formula del<br />

sale, si deve innanzi tutto scrivere le reazioni di<br />

decomposizione in acqua <strong>dei</strong> due <strong>composti</strong>. Facciamo ad<br />

esempio reagire idrossido di calcio [Ca(OH)2] ed acido borico [ H3BO3]. Le reazioni di decomposizione<br />

sono quelle indicate sopra. Per trovare la formula del sale ternario ancora una volta si unisce graficamente<br />

il catione metallico con l’anione non metallico; unendo poi graficamente l’ossidrile con lo ione H + si<br />

trova l’acqua. In questo specifico il catione è bivalente, mentre l’anione poliatomico e trivalente, per<br />

ottenere quindi la formula del sale, che è elettricamente neutro, occorrono 3 cationi e due anioni. Anche<br />

in questo caso è possibile utilizzare la forma modificata della regola di Zaza; nella formula del sale si<br />

assegna dunque a ciascuno <strong>dei</strong> due ioni, un indice uguale al numero delle cariche ioniche dell’altro. La<br />

Ca(OH)2 + H3BO3 Ca3(BO3)2 + H2O<br />

reazione a questo punto diventa:<br />

La reazione deve essere poi bilanciata, seguendo le solite regole. A destra si hanno 3 atomi di<br />

calcio, per cui a sinistra si dovrà mettere un 3 davanti alla formula dell’idrossido; a destra si hanno inoltre<br />

2 atomi di boro (il 2 alla sinistra della parentesi si comporta come tutti gli indici e moltiplica tutto ciò che<br />

sta dentro alla parentesi), per cui a sinistra si dovrà mettere un 2 davanti alla formula dell’acido. Questi<br />

passaggi si riassumono come segue:<br />

3Ca(OH)2 + 2H3BO3 Ca3(BO3)2 + H2O<br />

Dobbiamo infine bilanciare l’idrogeno, di cui a sinistra si hanno 12 atomi (6 dalle 3 molecole<br />

dell’idrossido e 6 dalle 2 molecole dell’acido), a destra dovremo pertanto mettere un 6 davanti alla<br />

formula dell’acqua.<br />

9


3Ca(OH)2 + 2H3BO3 Ca3(BO3)2 + 6H2O<br />

10<br />

<strong>composti</strong>1<br />

Anche l’ossigeno risulta bilanciato: a destra se ne hanno infatti 12 atomi (6 dalle 3 molecole<br />

dell’idrossido e 6 dalle 2 molecole dell’acido) ed anche a destra ne abbiamo 12 (6 dalla molecola del sale<br />

e 6 dalle molecole di acqua). Il bilanciamento è dunque correttamente concluso.<br />

Nomenclatura tradizionale:<br />

La <strong>nomenclatura</strong> di un sale ternario si ottiene indicando per primo il nome dell’anione poliatomico,<br />

ricavabile dalla reazione di decomposizione in acqua dell’acido, e poi quello del catione metallico. Come<br />

sempre, se il metallo ha un solo numero di ossidazione nel nome lo si indica con di + nome metallo,<br />

mentre se il metallo ha due numeri di ossidazione di utilizzano le solite desinenze OSO, per il numero di<br />

ossidazione minore ed ICO per il numero di ossidazione maggiore. Ecco alcuni esempi: CaCO3 carbonato<br />

di calcio (il calcio ed il carbonio hanno un solo numero di ossidazione); FeCO3 carbonato ferroso e<br />

Fe2(CO3)3 carbonato ferrico (il ferro ha due numeri di ossidazione); Na2SO4 solfato di sodio e Na2SO3<br />

solfito di sodio (lo zolfo ha due numeri di ossidazione ed il sodio uno solo); Cu2SO4 solfato rameoso e<br />

CuSO4 solfato rameico (sia zolfo che rame hanno due numeri di ossidazione); KClO ipoclorito di potassio<br />

e KClO4 perclorato di potassio (il cloro ha quattro numeri di ossidazione ed il potassio solo uno);<br />

Sn(BrO)2 ipobromito stannoso e Sn(BrO4)4 perbromato stannico (il bromo ha quattro numeri di<br />

ossidazione e lo stagno due).<br />

Nomenclatura ufficiale<br />

Si scrive per primo il nome del non metallo, terminante in ATO, con l’indicazione, tra parentesi,<br />

del suo numero di ossidazione; quindi si aggiunge di ed il nome del metallo, avendo cura di indicare, con<br />

le solite desinenze, il numero di atomi di ossigeno presenti nell’anione ed il numero di atomi del metallo.<br />

Ecco alcuni esempi:<br />

CaCO3 triossocarbonato (4) di calcio; Fe2(CO3)3 triossocarbonato (4) di diferro¸ Na2SO4<br />

tetraossosolfato (6) di disodio; Na2SO3 triossosolfato (4) di disodio.<br />

Numeri di ossidazione <strong>dei</strong> metalli di transizione da usare negli<br />

esercizi<br />

Cromo +2; +3; +6 Zinco +2<br />

Manganese +2; +3; +6; +7 Oro +1; +3<br />

Ferro +2; +3 Mercurio +1; +2<br />

Rame +1; +2 Argento +1<br />

Nomi di <strong>composti</strong> particolari da usare nella <strong>nomenclatura</strong><br />

Azoto: nitroso e nitrico<br />

Stagno: stannoso e stannico<br />

Oro: auroso e aurico<br />

Rame: rameoso e rameico<br />

Mercurio: mercurioso e mercurico


COMPOSTO NOMENCLATURA TRADIZIONALE IUPAC<br />

OSSIGENO +<br />

METALLO<br />

OSSIGENO +<br />

NON<br />

METALLO<br />

IDROGENO +<br />

NON METALLO<br />

F, Cl, Br, I (numero<br />

di ossidazione +1)<br />

S, Se (numero di<br />

ossidazione +2)<br />

GRUPPO OH +<br />

METALLO<br />

IDROGENO<br />

+ NON<br />

METALLO +<br />

OSSIGENO<br />

Anidride<br />

Ossido<br />

Un solo numero di ossidazione<br />

Ossido di nome metallo<br />

Due numeri di ossidazione<br />

Ossido + metallo terminante in OSO<br />

(numero di ossidazione minore)<br />

Ossido + metallo terminante in ICO<br />

(numero di ossidazione maggiore)<br />

Un solo numero di ossidazione<br />

Anidride + nome non metallo in ICA<br />

Due numeri di ossidazione<br />

Anidride + nome non metallo in OSA (numero<br />

di ossidazione minore)<br />

Anidride + nome non metallo in ICA (numero<br />

di ossidazione maggiore)<br />

Quattro numeri di ossidazione<br />

Anidride IPO nome non metallo in OSA (+1)<br />

Anidride nome non metallo in OSA (+3)<br />

Anidride nome non metallo in ICA (+5)<br />

Anidride PER nome non metallo in ICA (+7)<br />

Idracido ACIDO + nome non metallo in IDRICO<br />

Idrossido<br />

Ossiacido<br />

Un solo numero di ossidazione<br />

Idrossido di nome metallo<br />

Due numeri di ossidazione<br />

Idrossido + metallo terminante in OSO<br />

(numero di ossidazione minore)<br />

Idrossido + metallo terminante in ICO<br />

(numero di ossidazione maggiore)<br />

Un solo numero di ossidazione<br />

Acido + nome non metallo in ICO<br />

Due numeri di ossidazione<br />

Acido + nome non metallo in OSO<br />

(numero di ossidazione minore)<br />

Acido + nome non metallo in ICO<br />

(numero di ossidazione maggiore)<br />

Quattro numeri di ossidazione<br />

Acido IPO nome non metallo in OSO (+1)<br />

Acido nome non metallo in OSO (+3)<br />

Acido nome non metallo in ICO (+5)<br />

Acido PER nome non metallo in ICO (+7)<br />

11<br />

<strong>composti</strong>1<br />

Ossido + nome<br />

metallo con prefissi a<br />

seconda del numero<br />

di atomi <strong>dei</strong> vari<br />

elementi<br />

Ossido + nome non<br />

metallo con prefissi a<br />

seconda del numero<br />

di atomi <strong>dei</strong> vari<br />

elementi<br />

Idruro<br />

Nome non metallo in<br />

URO + di<br />

IDROGENO (con<br />

prefissi)<br />

Idrossido + prefissi a<br />

seconda del numero<br />

di gruppi OH + di<br />

nome metallo<br />

ACIDO + prefisso a<br />

seconda del numero<br />

di atomi di ossigeno<br />

+ OSSI + nome non<br />

metallo in ICO<br />

(+ numero di<br />

ossidazione)


<strong>composti</strong>1<br />

SUGGERIMENTI PER LO SVOLGIMENTO DEGLI ESERCIZI<br />

1) Data la formula di un sale ternario trovarne il nome tradizionale<br />

Formula n° di ossidazione nome<br />

Il primo passaggio da compiere è quello di ricavare il numero di ossidazione del non metallo e del<br />

metallo; in proposito dobbiamo ricordare che i sali sono <strong>composti</strong> ionici, dati dall’unione di un catione<br />

metallico monoatomico e di un anione poliatomico contenente un non metallo. Proviamo quindi a fare la<br />

dissociazione in acqua del sale, ricordando che il prodotto della carica ionica del metallo, moltiplicato<br />

per il suo indice stechiometrico, è uguale al prodotto della carica ionica dell’anione, moltiplicato per il<br />

suo indice stechiometrico complessivo, dove tutti i numeri si considerano in valore assoluto.<br />

1)<br />

Carica ionica del metallo<br />

X<br />

indice stechiometrico del metallo<br />

Esempio: Fe2(CO3)3 2Fe 3+ + 3 CO3 2–<br />

in questo caso l’espressione diventa:<br />

Carica ionica<br />

del<br />

ferro<br />

(3x2) = (2x3)<br />

2) Per calcolare il numero di ossidazione del metallo basta dire che esso corrisponde alla carica del<br />

catione (nell’esempio la numero di ossidazione del ferro è infatti +3).<br />

3) Per calcolare invece il numero di ossidazione del non metallo dobbiamo fare un calcolo ulteriore<br />

(vedi regole di pag. 2), che consiste nel moltiplicare per due il numero di atomi dell’ossigeno presenti<br />

nell’anione poliatomico e sottrarre a tale numero il valore della carica dell’anione medesimo.<br />

Nell’esempio di CO3 2– per calcolare il numero di ossidazione del carbonio dobbiamo fare:<br />

Numero atomi<br />

di ossigeno<br />

=<br />

(3x2) –2= 4.<br />

Numero di<br />

ossidazione<br />

ossigeno<br />

Abbiamo quindi i seguenti casi:<br />

a) Il metallo ed il non metallo hanno un solo numero di ossidazione: in questo caso non ci sono<br />

problemi e il numero di ossidazione del metallo e del non metallo saranno solo quelli che<br />

rispettivamente gli competono. Prendiamo come esempio CaCO3: il calcio ha solo numero di<br />

ossidazione +2, mentre il carbonio ha solo numero di ossidazione +4. Questi saranno pertanto i<br />

rispettivi numeri di ossidazione <strong>dei</strong> due elementi e, in base alle regole sulla <strong>nomenclatura</strong> <strong>dei</strong> sali<br />

ternari, il composto si chiamerà carbonato di calcio.<br />

b) Il metallo ha un solo numero di ossidazione, mentre il non metallo ne ha più di uno: il numero di<br />

ossidazione e la carica ionica del metallo, per quanto abbiamo detto sopra, coincidono e quindi<br />

possono immediatamente sapere la carica ionica del metallo medesimo. Dall’uguaglianza 1) posso<br />

quindi ricavarmi il numero di ossidazione del non metallo ed arrivare così a determinare il nome del<br />

composto. Prendiamo come esempio NaNO3: il sodio, essendo del primo gruppo, può avere solo<br />

numero di ossidazione +1; la decomposizione del sale sarà quindi: NaNO3 Na + + NO3 – . Da quanto<br />

abbiamo detto al precedente punto 2), il numero di ossidazione dell’azoto risulta da:<br />

Numero atomi<br />

di ossigeno<br />

Indice stechiometrico<br />

del ferro<br />

(3x2)–1=5.<br />

Numero di<br />

ossidazione<br />

ossigeno<br />

12<br />

Carica ionica dell’anione poliatomico<br />

X<br />

indice stechiometrico dell’anione poliatomico<br />

Carica<br />

dell’anione<br />

Carica<br />

anione<br />

Carica<br />

anione<br />

Indice stechiometrico<br />

dell’anione<br />

Numero di<br />

ossidazione<br />

carbonio<br />

Numero di<br />

ossidazione<br />

carbonio


<strong>composti</strong>1<br />

Il composto si chiamerà dunque nitrato di sodio.<br />

c) Il non metallo ha un solo numero di ossidazione, mentre il metallo ne ha più di uno: questo è il caso<br />

opposto al precedente. Nota il numero di ossidazione del non metallo, mi ricava la carica dell’anione<br />

poliatomico utilizzando la regola 3); applicando poi l’uguaglianza 1) arrivo a poter scrivere la<br />

dissociazione del sale ed a ricavare il numero di ossidazione del metallo. Prendiamo ad esempio il<br />

caso di FeCO3; il carbonio ha solo numero di ossidazione +4 ed applicando in modo inverso la regola<br />

3) ottengo la carica dell’anione dal calcolo seguente:<br />

Numero atomi<br />

di ossigeno<br />

La dissociazione del sale pertanto sarà FeCO3 Fe 2+ + CO3 2– e il numero di ossidazione del ferro,<br />

per la regola 2), è +2. Il nome del sale conseguentemente è carbonato ferroso.<br />

d) Sia il metallo, che il non metallo, hanno più di un numero di ossidazione: in questo caso si deve<br />

procedere per tentativi, utilizzando le tre regole date in precedenza, senza dimenticare che il numero<br />

<strong>dei</strong> valori assunti dal numero di ossidazione di ogni elemento è limitato (massimo due per i metalli,<br />

massimo quattro per i non metalli del 7° gruppo).<br />

Consideriamo ad esempio Fe(ClO4)3. Il ferro può avere solo numero di ossidazione +2 oppure numero di<br />

ossidazione +3; ipotizziamo che, in questo caso, il ferro abbia numero di ossidazione +2 e quindi sia<br />

presente nel sale sotto forma di ione Fe 2+ , applichiamo quindi la relazione 1) che diventa:<br />

Carica ipotetica<br />

del ferro<br />

(2x1) = (2/3x3)<br />

Da ciò si vede l’ipotesi è sbagliata, in quanto le cariche ioniche debbono essere sempre quantità intere.<br />

Riproviamo quindi ipotizzando stavolta che la numero di ossidazione del ferro sia +3 e che quindi tale<br />

elemento sia presente nel sale sotto forma di catione Fe 3+ . In questo caso la uguaglianza 1) diventa:<br />

Carica ipotetica<br />

del ferro<br />

(3x1) = (1x3)<br />

In questo l’ipotesi è corretta e la dissociazione del sale sarà quindi: Fe(ClO4)3 Fe 3+ + ClO4 – .<br />

Applichiamo quindi la regola 3) all’anione ClO4 – :<br />

Il sale si chiama quindi perclorato ferrico.<br />

Numero di<br />

ossidazione<br />

ossigeno<br />

Indice stechiometrico<br />

del ferro<br />

Indice stechiometrico<br />

del ferro<br />

Numero atomi<br />

di ossigeno<br />

(3x2) – 4=2<br />

(4x2) – 1=7<br />

Numero di<br />

ossidazione<br />

ossigeno<br />

2) Dato il nome tradizionale di un sale ternario trovarne la formula<br />

Nome numero di ossidazione Formula<br />

In questo caso le cose sono relativamente semplici, perché dal nome è sempre possibile ricavare<br />

univocamente i numeri di ossidazione del metallo e del non metallo. Prendiamo ad esempio il solfato<br />

rameico: le desinenze <strong>dei</strong> nomi <strong>dei</strong> due elementi ci dicono che lo zolfo ha il suo numero di ossidazione<br />

massimo (+6), così come il rame (+2). A questo punto diventa però difficile scrivere direttamente la<br />

13<br />

Carica ipotetica<br />

dell’anione<br />

Numero di<br />

ossidazione<br />

carbonio<br />

Carica ipotetica<br />

dell’anione<br />

Carica<br />

anione<br />

Carica anione<br />

Indice stechiometrico<br />

dell’anione<br />

Indice stechiometrico<br />

dell’anione<br />

Numero di<br />

ossidazione<br />

cloro


<strong>composti</strong>1<br />

formula del sale, dobbiamo prima infatti scrivere la formula dell’acido ternario e dell’idrossido da cui<br />

esso deriva, che, rispettivamente, sono: acido solforico e idrossido rameico. La scrittura della formula<br />

dell’idrossido non presenta grosse difficoltà: basta infatti ricordare che il gruppo ossidrile si comporta<br />

come se avesse numero di ossidazione +1. Applicando quindi la regola del prodotto in croce si arriva a<br />

scrivere Cu(OH)2. Più complesso è invece scrivere direttamente la formula dell’acido ternario, conviene<br />

infatti risalire alla relativa anidride e far successivamente reagire quest’ultima con l’acqua. Dalla regola<br />

del prodotto in croce ricaviamo che la formula dell’anidride solforica è SO3, facendola successivamente<br />

reagire con l’acqua, secondo le note regole, ricaviamo che la formula dell’acido solforico è H2SO4. Infine,<br />

dalla reazione tra l’acido e l’idrossido, i cui passaggi saltiamo per brevità, risulta che la formula del sale<br />

in esame è: Cu SO4.<br />

3) Dato il nome ufficiale di un sale ternario trovarne la formula<br />

Proviamo a scrivere la formula del triossonitrato (5) di ferro (3). L’anione contiene tre atomi di<br />

ossigeno ed uno di azoto con numero di ossidazione +5. Con le regole già viste nella pagina precedente<br />

possiamo calcolare la carica dell’anione<br />

Numero atomi<br />

di ossigeno<br />

(3 x 2) +5 = 1<br />

Numero di<br />

ossidazione<br />

ossigeno<br />

La formula dell’anione è quindi NO3 . Poiché il ferro ha numero di ossidazione +3, il catione<br />

metallico è Fe 3+ . La formula del composto è pertanto Fe(NO3)3<br />

14<br />

Numero di<br />

ossidazione azoto<br />

Carica anione


1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

5<br />

6<br />

7<br />

1<br />

3<br />

11<br />

I legenda VIII<br />

idrogeno<br />

H<br />

+1, -1<br />

1,00<br />

litio<br />

Li<br />

+1<br />

6,94<br />

sodio<br />

Na<br />

+1<br />

22,99<br />

19<br />

potassio<br />

K<br />

+1<br />

39,10<br />

4<br />

II -<br />

berillio<br />

Be<br />

+2<br />

9,01<br />

12<br />

magnesio<br />

Mg<br />

+2<br />

24,30<br />

20<br />

calcio<br />

Ca<br />

+2<br />

40,08<br />

Numero<br />

atomico<br />

Numeri di<br />

ossidazione<br />

4<br />

berillio<br />

Be<br />

+2<br />

9,01<br />

26<br />

ferro<br />

Fe<br />

+2, +3<br />

55,85<br />

Nome<br />

Simbolo<br />

Peso<br />

atomico<br />

29<br />

30<br />

rame<br />

Cu<br />

+1, +2<br />

63,55<br />

47<br />

argento<br />

Ag<br />

+1<br />

107,87<br />

79<br />

oro<br />

Au<br />

+1, +3<br />

196,97<br />

zinco<br />

Zn<br />

+2<br />

65,38<br />

80<br />

mercurio<br />

Hg<br />

+1, +2<br />

200,59<br />

5<br />

III IV V VI VII<br />

boro<br />

B<br />

+3<br />

10,81<br />

13<br />

alluminio<br />

Al<br />

+3<br />

26,98<br />

6<br />

16<br />

carbonio<br />

C<br />

+4, -4<br />

12,01<br />

silicio<br />

Si<br />

+4<br />

28,09<br />

50<br />

stagno<br />

Sn<br />

+2, +4<br />

118,69<br />

82<br />

piombo<br />

Pb<br />

+2, +4<br />

207,2<br />

7<br />

azoto<br />

N<br />

±3, +5<br />

14,00<br />

15<br />

fosforo<br />

P<br />

±3, +5<br />

30,97<br />

33<br />

arsenico<br />

As<br />

±3, +5<br />

74,92<br />

51<br />

antimonio<br />

Sb<br />

+3, +5<br />

121,75<br />

83<br />

bismuto<br />

Bi<br />

+3, +5<br />

208,98<br />

8<br />

ossigeno<br />

O<br />

-2<br />

16,00<br />

9<br />

fluoro<br />

F<br />

-1<br />

19,00<br />

17<br />

16<br />

cloro<br />

zolfo<br />

S Cl<br />

±1, +3, +5,<br />

-2, +4, +6<br />

+7<br />

32,06<br />

35,45<br />

34<br />

selenio<br />

Se<br />

-2, +4, +6<br />

78,96<br />

NUMERI DI OSSIDAZIONE DA UTILIZZARE NELLO SVOLGIMENTO DEGLI ESERCIZI<br />

35<br />

bromo<br />

Br<br />

±1, +3, +5,<br />

+7<br />

79,90<br />

53<br />

iodio<br />

I<br />

±1, +3, +5,<br />

+7<br />

126,90<br />

2<br />

elio<br />

He<br />

4,00<br />

10<br />

neon<br />

Ne<br />

20,18<br />

18<br />

argon<br />

Ar<br />

39,95<br />

36<br />

cripton<br />

Kr 83,80<br />

54<br />

xeno<br />

Xe<br />

131,29<br />

86<br />

radon<br />

Rn<br />

222

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