La nomenclatura dei composti inorganici - Liceo Statale MG Agnesi

La nomenclatura dei composti inorganici
(Liberamente modificato e integrato da:
http://www.chimicaonline.it/download/nomenclatura_chimica.htm)
Gli elementi chimici possono essere classificati in due grosse categorie: metalli e non metalli. I
metalli danno luogo a una serie basica di composti, mentre i non metalli danno luogo a una serie
acida:
Serie basica:
Metallo + O2 → Ossido (basico);
Ossido (basico) + H2O → Idrossido (base)
Serie acida:
Non metallo + O2 → Anidride (ossido acido);
Anidride + H2O → Acido (ossiacido)
I sali (che possono essere sali binari o sali ternari) sono ottenuti facendo reagire un composto della
serie acida con un composto della serie basica.
La nomenclatura dei composti chimici è disciplinata dalla IUPAC (International Union of Pure and
Applied Chemistry). Esistono molte diverse nomenclature.
La nomenclatura tradizionale utilizza nomi che in qualche modo riportano alle caratteristiche di
un composto, alle reazioni da cui si forma e alle reazioni che può fare; in alcuni casi non è
immediato prevedere la formula a partire dal nome, o viceversa, se non si conoscono già un po' i
composti; tuttavia è utile per il suo riferimento alle caratteristiche dei composti, ed inoltre è utile
conoscerla perché ancora largamente utilizzata nella pratica. Quando un elemento può assumere
diversi numeri di ossidazione, i corrispondenti composti si distinguono (come vedremo) con
opportuni suffissi e prefissi.
Altre forme di nomenclatura, invece, sono più direttamente collegabili alla formula:
La nomenclatura IUPAC (esistono diverse nomenclature IUPAC, noi qui facciamo riferimento
alla nomenclatura compositiva) utilizza opportuni prefissi moltiplicativi allo scopo di evidenziare il
numero di atomi o raggruppamenti di atomi presenti in una molecola. I prefissi moltiplicativi sono i
seguenti:
1 - mono
2 - di
3 - tri
4 - tetra
5 - penta
6 - esa
7 - epta
8 - octa…
La notazione di Stock si applica generalmente ai composti ionici, e utilizza un numero romano
posto tra parentesi dopo il nome del metallo per specificare il numero di ossidazione del catione.
esempi: come distinguere senza ambiguità due diversi composti di Ferro e Zolfo: Fe2S3 e FeS
Tradizionale IUPAC Stock
FeS (N.O. Fe +2) Solfuro ferroso solfuro di ferro solfuro di ferro (II)
Fe2S3 (N.O. Fe +3) solfuro ferrico trisolfuro di diferro solfuro di ferro (III)
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Recentemente la IUPAC ha introdotto alcune modifiche nelle regole per la nomenclatura. Poiché
esse non sono di fatto ancora entrate nella pratica comune, noi ci atterremo alle regole precedenti.
Regole per la costruzione dei composti binari
I composti binari sono composti formati da due soli elementi chimici. Per convenzione, l'elemento
con elettronegatività minore (e quindi con il numero di ossidazione positivo) viene scritto per primo
e l'elemento più elettronegativo (con numero di ossidazione negativo) per secondo. Vi sono
comunque eccezioni a tale regola di cui diremo nei singoli casi.
Il simbolo di ciascun elemento chimico è seguito da un numero a pedice, detto indice, che indica
quanti atomi di quell'elemento sono presenti nel composto. Gli indici sono apposti in modo tale che,
sommando i rispettivi numeri di ossidazione, la molecola risulti neutra.
Per calcolare gli indici in modo semplice è sufficiente utilizzare il numero di ossidazione del primo
elemento come indice del secondo e viceversa. Ad esempio se volessimo scivere la formula chimica
di un composto binario formato da un elemento A il cui numero di ossidazione sia +2 e da un
composto B il cui numero di ossidazione sia -3, avremo:
Si noti che l'elemento con il numero di ossidazione positivo (il meno elettronegativo) è stato scritto
per primo. Tale metodo di costruzione dei composti binari è detto "Regola dell'incrocio" e
garantisce la neutralità della molecola. Infatti nella molecola sono presenti complessivamente 3
atomi di A (= 6 cariche positive) e 2 atomi di B (= 6 cariche negative). Se dopo aver calcolato gli
indici questi risultino divisibili per uno stesso numero, gli indici vanno semplificati.
Per esempio da un elemento X con numero di ossidazione +4 e un elemento Y con numero di
ossidazione -2, avremo il seguente composto binario:
A questa regola fanno eccezione alcuni composti, come ad esempio l'acqua ossigenata (perossido
di idrogeno, appartenente alla famiglia dei perossidi), H2O2, in cui gli indici non vanno semplificati.
Osservate che nella nomenclatura (IUPAC e Stock) di tutti i composti binari vale sostanzialmente
sempre la stessa regola: l'elemento posto a destra nella formula viene posto a sinistra, seguito dal
suffisso -uro, e l'elemento posto a sinistra nella formula viene posto a destra nel nome.
Fa eccezione l'ossigeno: quando l'elemento posto a destra nella formula è l'ossigeno non si usa il
suffisso -uro: si dice ossido, e non ossigenuro.
Ca Cl2 Ca O
Cloruro di calcio Ossido di calcio
Queste stesse regole si applicano anche nella nomenclatura tradizionale per alcuni composti (ossidi
basici, idruri, sali degli idracidi), mentre per altri composti (ossidi acidi, idracidi) vengono assegnati
nella nomenclatura tradizionale nomi diversi.
Prima di cominciare teniamo ben presente che per affrontare la nomenclatura è indispensabile aver
chiaro cos'è e come si assegna il numero di ossidazione (di seguito a volte indicato con N.O.)!
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Vediamo ora una ad una le principali classi di composti inorganici, le loro reazione e la loro
nomenclatura.
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Schema generale - Reazioni di Formazione principali classi composti inorganici
1) OSSIDAZIONI (reazione di un elemento + O2) OSSIDI
METALLO + O2 OSSIDO BASICO
es: 4 Na + O2 2 Na2O Me2 Ox
2 Mg + O2 2 MgO
NON-METALLO + O2 OSSIDO ACIDO
es: 2 S + 3 O2 2 SO3 (o Anidride, nom trad.)
non-Me2 Ox
2) OSSIDI + H2O:
OSSIDO BASICO + H2O IDROSSIDI (basi)
es: Na2O + H2O 2 NaOH Me (OH)x
OSSIDO ACIDO + H2O OSSOACIDI (acidi)
es: CO2 + H2O H2 CO3 Ha non-Meb Oc
3) NON METALLI (VI e VII gr). + H2: IDRACIDI (acidi)
es: H2 + Cl2 2 HCl Hx non-Me
4) REAZIONI DI SALIFICAZIONE: ACIDO + BASE SALE + H2O
IDRACIDO + IDROSSIDO SALI DELL’ IDRACIDO
es: HCl + NaOH NaCl + H2O Mex non-Mey
OSSOACIDO + IDROSSIDO SALI DELL’ OSSOACIDO
Possono essere NEUTRI O ACIDI (idrogensali):
H2 CO3 + NaOH NaHCO3 + H2O
(NaHCO3 è sale acido o idrogensale): non tutti gli H sostituiti dal metallo
- H2 CO3 +2 NaOH Na2CO3 + 2 H2O
(Na2CO3 è sale neutro: tutti gli H sostituiti dal metallo)
5) METALLI + H2: IDRURI IONICI
es: 2 Na + H2 2NaH Me Hx
6) NON METALLI (TRANNE VI e VII gr) + H2: IDRURI COVALENTI
es: N2 + 3H2 2NH3 non-Me Hx
RICORDIAMO CHE QUI SONO PRESENTATI SOLO I PRINCIPALI COMPOSTI E LE LORO PRINCIPALI REAZIONI. Per esempio vedremo che i sali
possono formarsi anche in altri modi
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Elemento + O2: Ossidi
Gli ossidi si formano per reazione di un elemento con l'ossigeno.
La nomenclatura tradizionale li distingue in ossidi basici (metalli + O2) e ossidi acidi (non metallo + O2),
detti anidridi. Questa distinzione è basata sul loro diverso comportamento in seguito a reazione con l'acqua:
Ossido basico + H20= idrossido (sono basi, liberano ioni OH - )
Ossido acido + H20= ossiacido (sono acidi, liberano ioni H + )
La IUPAC non fa distinzioni, e li chiama tutti semplicemente ossidi.
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Ossidi basici (Metallo + O2)
Un ossido basico è un composto binario costituito da ossigeno (con numero di ossidazione -2) e da
un metallo. (Si dice ossido basico perché a sua volta reagendo con l'H2O produce un idrossido, che
è una base).
Applicando la "Regola dell'incrocio" risulta che la formula generale di un ossido è Me2Ox in cui:
Me = simbolo chimico del metallo;
x = numero di ossidazione del metallo.
La nomenclatura tradizionale prevede:
Se il metallo ha un solo numero di ossidazione il composto si chiamerà “Ossido di” seguito dal
nome del metallo.
Se il metallo presenta due numeri di ossidazione, forma con l'ossigeno due ossidi diversi.
Nell'ossido a numero di ossidazione maggiore il metallo prende il suffisso -ico, in quello a numero
di ossidazione minore prende il suffisso -oso.
La nomenclatura IUPAC prevede:
la denominazione “ossido di” seguita dal nome del metallo, utilizzando anche opportuni prefissi che
precedono sia il termine “ossido” sia il nome del metallo. I prefissi dei nomi IUPAC corrispondono
ai numeri che compaiono nelle formule (2 = di; 3 = tri; 4 = tetra; 5 = penta; 6 = esa; etc.).
La nomenclatura di Stock prevede:
la denominazione “ossido di” seguita dal nome del metallo; quando il metallo può assumere diversi
numeri di ossidazione, questi vengono specificati tra parentesi con numero romano.
Elemento N.O. Formula Nome tradizionale Nome IUPAC Nome Stock
Na +1 Na2O ossido di sodio ossido di disodio ossido di sodio
Ca +2 CaO ossido di calcio ossido di calcio ossido di calcio
Al +3 Al2O3 ossido di alluminio triossido di dialluminio ossido di alluminio
Cu
Pb
+1 Cu2O ossido rameoso ossido di dirame ossido di rame (I)
+2 CuO ossido rameico ossido di rame ossido di rame (II)
+2 PbO ossido piomboso ossido di piombo ossido di piombo (II)
+4 PbO2 ossido piombico diossido di piombo ossido di piombo (IV)
______________________________________________________________________________
Ossidi acidi, o anidridi (Non-metallo + O2)
Una ossido acido è un composto binario costituito da ossigeno (con numero di ossidazione -2) e da
un non-metallo. (Si dice ossido acido perché a sua volta reagendo con l'H2O produce un ossiacido,
che è appunto un acido).
Applicando la "Regola dell'incrocio" risulta che la formula generale di un ossido acido è
nonMe2OX in cui:
NOnMe = simbolo chimico del non-metallo;
X = numero di ossidazione del non-metallo.
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La nomenclatura tradizionale prevede:
Se il non metallo presenta un unico numero di ossidazione il composto si chiamerà “Anidride”
seguito dal nome del non metallo con desinenza -ica. (es. Anidride borica)
Se il non metallo presenta due numeri di ossidazione può formare con l'ossigeno due anidridi
diverse: Nel composto a numero di ossidazione maggiore il non metallo prende il suffisso -ica, in
quello a numero di ossidazione minore prende il suffisso -osa. (es. Anidride solforosa e anidride
solforica).
Se il non metallo presenta quattro numeri di ossidazione può formare con l'ossigeno quattro
anidridi diverse.
Nel composto a numero di ossidazione maggiore il non metallo prende il prefisso per- e il suffisso
–ica
Nel composto a numero di ossidazione minore il non-metallo prende il prefisso ipo- e il suffisso -
osa.
Nei composti a numero di ossidazione intermedi, per il non-metallo si avranno il suffisso –ica (per
il numero di ossidazione più elevato dei due) ed -osa (per il numero di ossidazione meno elevato dei
due).(vedi es. anidridi del cloro in tabella). L'unico non-metallo ad avere quattro numeri di
ossidazione è il cloro.
La nomenclatura IUPAC prevede:
la denominazione “ossido di” seguita dal nome del non metallo, con l’utilizzo di opportuni prefissi
che precedono sia il termine “ossido” sia il nome del non metallo. I prefissi dei nomi IUPAC
corrispondono ai numeri che compaiono nelle formule (di, tri, tetra… etc.).
La notazione di Stock non si applica, trattandosi di composti covalenti
Element
o
N.O Formula Nome tradizionale Nome IUPAC
B +3 B2O3 anidride borica triossido di diboro
C +4 CO2 anidride carbonica diossido di carbonio
N
S
Cl
+3 N2O3 anidride nitrosa triossido di diazoto
+5 N2O5 anidride nitrica pentaossido di diazoto
+4 SO2 anidride solforosa diossido di zolfo
+6 SO3 anidride solforica triossido di zolfo
+1 Cl2O anidride ipoclorosa ossido di dicloro
+3 Cl2O3 anidride clorosa triossido di dicloro
+5 Cl2O5 anidride clorica pentaossido di dicloro
+7 Cl2O7 anidride perclorica eptaossido di dicloro
Analoga nomenclatura a quella del cloro vale per bromo, iodio e manganese, anche se tali elementi
non hanno quattro numeri di ossidazione.
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Elemento N. O. Formula Nome tradizionale Nome IUPAC
Br
I
Mn
+1 Br2O anidride ipobromosa ossido di dibromo
+5 Br2O5 anidride bromica pentaossido di dibromo
+1 I2O anidride ipoiodosa ossido di diiodio
+5 I2O5 anidride iodica pentaossido di diiodio
+7 I2O7 anidride periodica eptaossido di diiodio
+6 MnO3 anidride manganica triossido di manganese
+7 Mn2O7 anidride permanganica eptaossido di dimanganese
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A proposito di ossidi, occorre ricordare che:
a) Esistono ossidi che, non essendo basici nè acidi, non possono essere attribuiti ad alcuna delle due
categorie sopra descritte. I principali sono:
N2O (protossido di azoto)
NO (ossido di azoto)
CO (ossido di carbonio)
MnO2 (biossido di manganese)
b) Gli ossidi dei non metalli non sono mai basici, tuttavia alcuni sono neutri, come visto sopra.
Conviene qui ricordare tutti insieme i diversi ossidi dell'azoto:
N2O (protossido di azoto; n.o. +1)
NO (ossido di azoto; n.o. +2)
NO2 (diossido di azoto; n.o. +4) tale composto viene chiamato comunemente biossido di
azoto, talvolta ipoazotide, o anche anidride nitrosa-nitrica, perchè, se messo in acqua, si
comporta come se fosse N2O3 (anidride nitrosa) e, insieme, come se fosse N2O5 (anidride
nitrica), infatti si può scrivere:
4NO2 → N2O3 + N2O5
N2O3 (anidride nitrosa; n.o. +3)
N2O5 (anidride nitrica; n.o. +5)
c) Gli ossidi di metalli del blocco s sono sempre basici.
d) Gli ossidi di metalli del blocco d sono generalmente basici: Tuttavia esistono anche ossidi neutri
(es.MnO2, visto sopra), ealcuni di questi ossidi possono essere acidi.
Sono generalmente basici gli ossidi in cui il metallo ha n° di ossidazione piccolo (+1, +2, +3): es:
Cu2O, CuO, ZnO, FeO, Fe2O3, mentre sono generalmente acidi gli ossidi in cui il metallo ha n.o.
grande (es. Mn2O7, CrO3).
Alcuni elementi (noi ricorderemo Mn e Cr) hanno sia ossidi acidi che ossidi basici:
Manganese (Mn): Ossidi basici con +2 e +3, ossidi acidi con +6 e +7:
+2 MnO ossido di manganese (OSS. Manganoso IDR. Manganoso)
+3 Mn2O3 triossido di dimanganese (OSS. Manganico IDR. Manganico)
+4 MnO2 diossido di manganese
+6 MnO3 triossido di manganese (Anidr. Manganica Ac. Manganico)
+7 Mn2O7 eptaoss. di dimang. (Anidr. Permanganica Ac. Permanganico)
Cromo (Cr): Ossidi basici con +2 e +3, ossidi acidi con +6:
+2 CrO ossido di cromo (OSS. Cromoso IDR. Cromoso)
+3 Cr2O3 triossido di dicromo (OSS. cromico IDR. cromico)
+6 CrO3 triossido di cromo (Anidr. cromica Ac. cromico)
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Ossido basico + H20: Idrossidi
Gli idrossidi si formano sommando una o più molecole d'acqua ad un'ossido:
Ossido + nH2O → Idrossido
e hanno formula generale Me(OH)x in cui:
Me = simbolo chimico del metallo
x = numero di ossidazione del metallo.
In altre parole per la formula chimica di qualsiasi idrossido si ottiene scrivendo il simbolo del
metallo Me e, di seguito, un numero di gruppi OH pari al numero di ossidazione del metallo. Per
esempio, dato l'alluminio Al avente numero di ossidazione 3+, la formula del suo idrossido è:
Al(OH)3.
Negli idrossidi è presente il gruppo OH - , che viene chiamato ossidrile, o ione idrossido, e che si
può pensare originato da una molecola di acqua in seguito a perdita di uno ione H +.
Negli idrossidi la carica dello ione OH - viene annullata dalla carica del metallo.
Tutte le nomenclature li chiamano idrossido di…metallo.
Quando il metallo può avere diversi n° di ossidazione valgono le stesse regole viste per gli ossidi
basici, ovvero:
La nomenclatura tradizionale degli idrossidi prevede:
Se il metallo ha un solo un numero di ossidazione il composto si chiamerà “idrossido di” seguito
dal nome del metallo.
Se il metallo presenta due numeri di ossidazione può formare due idrossidi diversi. Nell'idrossido
a numero di ossidazione maggiore il metallo prenderà il suffisso -ico, in quello a numero di
ossidazione minore prenderà il suffisso -oso.
La nomenclatura IUPAC prevede:
la denominazione “idrossido di” seguita dal nome del metallo, utilizzando anche opportuni prefissi
che precedono il termine “idrossido”.
I prefissi dei nomi IUPAC corrispondono ai numeri che compaiono nelle formule (2 = di; 3 = tri; 4
= tetra; 5 = penta; 6 = esa; etc.).
La nomenclatura di Stock prevede:
la denominazione “idrossido di” seguita dal nome del metallo; quando il metallo può assumere
diversi numeri di ossidazione, questi vengono specificati tra parentesi con numero romano.
Elemento N.O. Formula
Nome
tradizionale
Nome IUPAC Nome Stock
Sodio (Na) +1 NaOH idrossido di sodio idrossido di sodio idrossido di sodio
Calcio (Ca) +2 Ca(OH)2
Ferro (Fe)
Stagno
(Sn)
idrossido di
calcio
diidrossido di calcio idrossido di calcio
+2 Fe(OH)2 idrossido ferroso diidrossido di ferro idrossido di ferro (II)
+3 Fe(OH)3 idrossido ferrico triidrossido di ferro idrossido di ferro (II)
+2 Sn(OH)2
+4 Sn(OH)4
idrossido
stannoso
idrossido
stannico
diidrossido di stagno
tetraidrossido di
stagno
idrossido di stagno
(II)
idrossido di stagno
(IV)
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Elemento + H2: Idruri e idracidi
Idruri
Idruri sono i composti binari contenenti idrogeno a eccezione dei composti tra idrogeno e gli
elementi del VI o del VII gruppo, che prendono il nome di idracidi, perchè manifestano carattere
acido.
In questi composti, l'idrogeno può assumere numero di ossidazione -1 o +1 a seconda dell'elemento
a cui è legato. In paticolare quando è legato con elementi aventi elettronegatività maggiore
(generalmente i non metalli), assume numero di ossidazione +1, e da origine a composti di tipo
molecolare (idruri covalenti) mentre quando è legato ad atomi meno elettronegativi (i metalli),
assume numero di ossidazione -1, e dà origine a composti ionici (idruri ionici).
Applicando la "Regola dell'incrocio" risulta che la formula generale di un idruro è EHx in cui:
E = simbolo chimico dell'elemento legato all'idrogeno;
x = numero di ossidazione dell'elemento E.
La nomenclatura tradizionale prevede:
la denominazione "idruro di" seguito dal nome dell’elemento E. Molti idruri covalenti hanno dei
nomi propri nella nomenclatura tradizionale (CH4: metano; NH3: ammoniaca). Per gli idruri ionici,
quando il metallo può assumere più N.O. si ricorre ai soliti suffissi (vedi * in tabella)
La nomenclatura IUPAC prevede:
la denominazione “idruro di” seguita dal nome dell'elemento E, utilizzando anche opportuni prefissi
che precedono il termine “idruro”. (mono, di, tri…..).
La nomenclatura di Stock:
viene talvolta utilizzata per gli idruri ionici, e identifica il N.O. del metallo, quando questo possa
assumere più N.O., riportandolo tra parentesi con numero romano:
Elemento N.O. Formula Nome tradizionale Nome IUPAC Nome Stock
Na +1 NaH idruro di sodio idruro di sodio
Ca +2 CaH2 idruro di calcio diidruro di calcio
Al +3 AlH3 idruro di alluminio
triidruro di
alluminio
Fe +2 FeH2 Idruro ferroso Diidruro di ferro Idruro di ferro (II) *
Fe +3 FeH3 Idruro ferrico triidruro di ferro Idruro di ferro (III) *
N** -3 NH3
As +3 AsH3
idruro di azoto
(ammoniaca)
idruro di arsenico
(arsina)
triidruro di azoto
triidruro di
arsenico
** In realtà, essendo l’azoto più elettronegativo dell’idrogeno, il composto andrebbe scritto H3N
(nitruro di idrogeno), ma l’ammoniaca presenta comunque carattere basico e pertanto risulta
opportuno non scrivere gli idrogeni per primi, riservando la collocazione dell'idrogeno a sinistra
nella formula per acidi.
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Idracidi
Gli idracidi sono i composti che l'idrogeno, sempre con numero di ossidazione +1, forma con
elementi del VI o del VII gruppo. L'idrogeno, essendo il meno elettronegativo dei due elementi,
nella formula va scritto per primo.
Applicando la "Regola dell'incrocio" risulta che la formula generale di un idracido è HxE in cui:
E = simbolo chimico dell'elemento del VI o del VII gruppo;
x = numero di ossidazione dell'elemento E.
La nomenclatura tradizionale prevede:
il termine "acido" seguito dal nome del non metallo terminante con il suffisso -idrico.
La nomenclatura IUPAC prevede:
l'utilizzo del suffisso –uro per l'elemento del VI o VII gruppo, seguito dalla termine “di idrogeno”
(eventualmente con gli opportuni prefissi moltiplicativi).
La nomenclatura di Stock:
non si applica, trattandosi di composti covalenti.
Poiché tutti i non metalli coinvolti in questi composti hanno un solo N.O. negativo, il problema di
distinguere i composti con diverso numero di ossidazione non si pone.
Elemento
Numero di
ossidazione
Formula Nome tradizionale Nome IUPAC
F -1 HF acido fluoridrico fluoruro di idrogeno
Cl -1 HCl acido cloridrico cloruro di idrogeno
Br -1 HBr acido bromidrico bromuro di idrogeno
I -1 HI acido iodidrico ioduro di idrogeno
S -2 H2S acido solfidrico solfuro di diidrogeno
Se -2 H2Se acido selenidrico seleniuro di diidrogeno
Te -2 H2Te acido telluridrico tellururo di diidrogeno
Benché non sia un composto binario, viene classificato tra gli idracidi anche HCN, detto acido
cianidrico nella nomenclatura tradizionale e cianuro di idrogeno nella nomenclatura IUPAC.
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Ossido acido + H20: Ossoacidi
Gli ossiacidi sono composti ternari costituiti da idrogeno, ossigeno e non metallo; se E è il simbolo
del non metallo, la formula generale di un ossiacido è:
HaEbOc
gli indici a, b, c sono numeri interi primi tra loro (cioè, non hanno alcun divisore comune a tutti e
tre).
Gli ossiacidi si formano sommando una o più molecole d'acqua ad un'anidride:
Anidride + nH2O → Ossiacido
Per trovare la formula chimica di un ossiacido si scrivono i due reagenti (anidride + H2O) a sinistra
della freccia e a destra della freccia i simboli chimici senza alcun indice della formula vista in
precedenza: H_E_O_
Si contano gli atomi di ciascun elemento presenti nei reagenti, determinando in tal modo i valori
degli indici (a, b, c), che si attribuiscono ai rispettivi simboli chimici.
Per esempio, volendo scrivere la formula dell'ossiacido che si ottiene da anidride solforica SO3 e
acqua inizialmente scriveremo :
SO3 + H2O → H_S_O_
Ora bisogna contare gli atomi di ciascun elemento presenti nei reagenti, determinando in tal modo i
valorori degli indici (a, b, c), che si attribuiscono ai rispettivi simboli chimici nella formula
HaXbOc:
in questo caso risulta:
a = 2 (a sinistra della freccia ci sono in totale 2 atomi di idrogeno)
b = 1 (a sinistra della freccia è infatti presente un solo atomo di zolfo)
c = 4 (a sinistra della freccia sono infatti presente quattro atomi di ossigeno: 3 in SO3 e uno in H2O)
quindi risulta che la formula chimica dell'acido corrispondente è H2SO4. La reazione completa
risulta essere:
SO3 + H2O → H2SO4
Volendo invece scrivere la formula chimica dell'acido che si ottiene da anidride nitrica N2O5 e
acqua, scriveremo:
N2O5 + H2O → H2N2O6
i valori degli indici non sono numeri primi tra loro, ma sono tutti divisibili per due; quindi si ha che:
N2O5 + H2O → 2HNO3
da una molecola di anidride nitrica e una di acqua si ottengono due molecole di HNO3.
La nomenclatura tradizionale prevede:
il nome degli acidi si ottiene da quello dell'anidride corrispondente, sostituendo il termine "acido" al
termine "anidride".
La nomenclatura IUPAC prevede:
per tutti gli acidi la desinenza –ico (senza distinzioni per N.O.) ed un opportuno prefisso
moltiplicativo per indicare il numero di atomi di ossigeno (osso). Bisogna inoltre far seguire al
nome del non metallo il suo stato di ossidazione in numero romano racchiuso tra parentesi tonde.
acido numero atomi di ossigeno + osso + radice + -ico + (numero di ossidazione del non-metallo)
[Es: HClO4, in cui Cl ha N:O: +7 sarà: acido tetraossoclorico(VII)]
Nei casi (rari!) in cui l'acido contenga più di un atomo di non metallo, bisognerà introdurre anche
un prefisso che specifichi il numero di atomi del non-metallo [es: H4P2O7, in cui P ha N:O +5 sarà:
acido eptaossodifosforico(V)]
(sono composti covalenti, dunque non si applica la notazione di Stock.)
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Reagenti Formula acido Nome tradizionale Nome IUPAC
CO2 + H2O H2CO3 acido carbonico acido triossocarbonico(IV)
N2O3 + H2O HNO2 acido nitroso acido diossonitrico(III)
N2O5 + H2O HNO3 acido nitrico acido triossonitrico(V)
SO2 + H2O H2SO3 acido solforoso acido triossosolforico(IV)
SO3 + H2O H2SO4 acido solforico a. tetraossosolforico(VI)
Cl2O + H2O HClO acido ipocloroso acido monoossoclorico(I)
Cl2O3 + H2O HClO2 acido cloroso acido diossoclorico(III)
Cl2O5 + H2O HClO3 acido clorico acido triossoclorico(V)
Cl2O7 + H2O HClO4 acido perclorico acido tetraossoclorico(VII)
P2O5+2H2O H4P2O7 acido pirofosforico Acido eptaossodifosforico(V)
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Ossiacidi meta, piro, orto
Normalmente le anidridi formano gli ossiacidi combinandosi con una sola molecola di acqua. Le
anidridi di alcuni non metalli (P, B, As, Si) si possono combinare invece con più di una molecola di
acqua.
Se il numero di ossidazione del non metallo è dispari l'anidride corrispondente si può legare con
1, 2 o 3 molecole di acqua e può quindi dare luogo a tre diversi acidi, che vengono distinti (nella
nomenclatura tradizionale) mediante i prefissi meta, piro, orto:
anidride + 1 H2O → acido meta......
anidride + 2 H2O → acido piro.......
anidride + 3 H2O → acido orto.......
Se il numero di ossidazione del non metallo è pari (è il caso solo del Silicio) l'anidride
corrispondente si può legare con 1 o 2 molecole di acqua e può quindi dare luogo a due diversi
acidi, che vengono distinti (nella nomenclatura tradizionale) mediante i prefissi meta e orto:
anidride + 1 H2O → acido meta......
anidride + 2 H2O → acido orto........
Per quanto riguarda la nomenclatura IUPAC valgono le regole già viste in precedenza.
Di seguito sono riportati diversi esempi: noi cerchiamo di imparare almeno quelli evidenziati in
grassetto!
Reagenti
P2O3+1H2O
P2O3+2H2O
P2O3+3H2O
P2O5+1H2O
P2O5+2H2O
P2O5+3H2O
B2O3+1H2O
B2O3+2H2O
B2O3+3H2O
As2O3+1H2O
As2O3+2H2O
As2O3+3H2O
As2O5+1H2O
As2O5+2H2O
As2O5+3H2O
SiO2+1H2O
SiO2+2H2O
a. = acido
HPO2
Formula
acido
H4P2O5
H3PO3
HPO3
H4P2O7
H3PO4
HBO2
H4B2O5
H3BO3
HAsO2
H4As2O5
H3AsO3
HAsO3
H4As2O7
H3AsO4
H2SiO3
H4SiO4
Nome tradizionale Nome IUPAC
a. metafosforoso
a. pirofosforoso
a. (orto)fosforoso
a. metafosforico
a. pirofosforico
a. (orto)fosforico*
a. metaborico
a. piroborico
a. (orto)borico
a. metarsenioso
a. piroarsenioso
a. (orto)arsenioso
a. metarsenico
a. piroarsenico
a. (orto)arsenico
a. metasilicico
a. ortosilicico
ac. diossofosforico(III)
a. pentaossodifosforico(III)
ac. triossofosforico(III)
acido triossofosforico(V)
a. eptaossodifosforico(V)
acido triossofosforico(V)
acido diossoborico(III)
a. pentaossodiborico(III)
acido triossoborico(III)
acido diossoarsenico(III)
a. pentaossodiarsenico(III)
acido triossoarsenico(III)
acido triossoarsenico(V)
a. eptaossodiarsenico(V)
a. tetraossoarsenico(V)
acido triossosilicico(IV)
acido tetraossosilicico(IV)
Conoscendo la formula dell'acido e volendogli dare il giusto prefisso, basta seguire queste regole:
- piro se vi sono 2 atomi di non metallo ( es. H4P2O7 Acido Pirofosforico)
- meta se il numero di atomi di idrogeno è 1 o 2 ( es. HPO3 Acido Metafosforico)
- orto se il numero di atomi di idrogeno è 3 o maggiore di 3 ( es. H3PO4 Acido Ortofosforico)
*L'acido ortofosforico è di gran lunga l'acido fosforico più comune: per questo il prefisso orto
spesso non è indicato. Se trovate "acido fosforico" si intende "acido ortofosforico".
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Sali
I Sali si formano per sostituzione degli atomi di idrogeno di un acido con atomi di metallo (o più
genericamente con cationi). Ciò che resta di un acido che ha perso gli ioni H + è l'anione derivato
dall'acido, detto anche Residuo dell' Acido (R.a.)
Esempi:
Acido R.a. Sale corrispondente
HCl Cl - NaCl
HNO3 NO3 - NaNO3
H2SO4 SO4 2- Na2SO4
H2SO4 HSO4 -
(idrogenione)
NaHSO4
I sali si possono formare in seguito a molte reazioni diverse. In questa sede vediamo per prima la
reazione ACIDO + BASE SALE + H2O, anche perché è la via più facile per imparare la
nomenclatura dei sali.
Sali binari (o sali degli idracidi)
I sali binari sono composti costituiti da un metallo e da un non-metallo.
Possiamo pensarli formati dalla reazione tra un idracido e un idrossido.
Es. HCl + NaOH NaCl + H2O
In essi, il metallo, avendo una elettronegatività minore, ha numero di ossidazione positivo e nella
formula chimica del composto, il suo simbolo precede quello del non-metallo.
Applicando la "Regola dell'incrocio" la formula generale di un sale binario è: MexnonMey, in cui:
Me = simbolo chimico del metallo;
nonMe = simbolo chimico del non-metallo;
x = numero di ossidazione del non-metallo;
y = numero di ossidazione del metallo.
Nota: Si considerano binari anche i sali dello ione ammonio NH4 + che in questo caso è considerato
come un metallo con numero di ossidazione +1.
(Possiamo pensarli come derivati dalla reazione tra un idracido e l'ammoniaca.
Es. HCl + NH3 NH4Cl)
Nomenclatura:
Secondo lo schema generale dei composti binari, il composto prenderà il nome dal non-metallo col
suffisso -uro, seguito dal nome del metallo.
[(radice del non metallo)-uro di (nome del metallo) es. NaCl: cloruro di sodio)]
Quando il metallo può assumere più N.O., ogni nomenclatura si regola come già visto per gli altri
composti ionici, e cioè:
La nomenclatura tradizionale dei sali binari prevede:
Se il metallo presenta due numeri di ossidazione diversi si possono ottenere due sali binari
diversi.
Nel composto a numero di ossidazione maggiore, il metallo prenderà il suffisso -ico, in quello a
numero di ossidazione minore prenderà il suffisso -oso.
(radice del non metallo)-uro di (nome del metallo)-ico
(radice del non metallo)-uro di (nome del metallo)-oso
La nomenclatura IUPAC prevede:
che il composto prenda il nome dal non-metallo terminante in uro seguito dal nome del metallo, con
l’utilizzo di opportuni prefissi (mono, di, tri…) che precedono entrambi i termini.
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La nomenclatura di Stock prevede:
quando il metallo può assumere diversi numeri di ossidazione, questi vengono specificati tra
parentesi con numero romano.
Metallo Non metallo Formula Nome tradizionale Nome IUPAC Nome Stock
Na + Cl - NaCl cloruro di sodio cloruro di sodio cloruro di sodio
K + S 2- K2S solfuro di potassio solfuro di dipotassio solfuro di potassio
Fe 2+ S 2- FeS solfuro ferroso solfuro di ferro solfuro di ferro(II)
Fe 3+ S 2- Fe2S3 solfuro ferrico trisolfuro di diferro solfuro di ferro (III)
Cu + Cl - CuCl cloruro rameoso cloruro di rame cloruro di rame (I)
Sali ternari (o sali degli ossiacidi)
Quando un ossiacido perde uno o più ioni H + , forma anioni definiti come "residui dell'acido" (R.a).
Questi, combinandosi con un catione metallico, danno luogo ai sali degli ossiacidi. Possiamo
dunque considerare questi composti come composti ionici, in cui il catione è uno ione metallico, e
l'anione è il R.a. dell'ossoacido.
Cominciamo a vedere la formazione e la nomenclatura degli anioni.
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Formazione degli anioni residui degli acidi e loro nomenclatura
Consideriamo questo esempio: l'acido nitrico HNO3 perdendo uno ione H + , si trasforma in un
anione di formula NO3 - che è il residuo dell'acido nitrico HNO3.
HNO3 → H + + NO3 - .
Un po' più complesso è il caso de gli acidi poliprotici, che possono dare anioni diversi per perdita di
uno o più ioni H + : per esempio, l'acido fosforico H3PO4 si può formare tre anioni diversi:
H3PO4 → H + + H2PO4 -
H3PO4 → 2H + + HPO4 2-
H3PO4 → 3H + + PO4 3-
Questi anioni, che conservano uno o più atomi di H, sono detti idrogenioni, e danno luogo ai sali
acidi.
La nomenclatura tradizionale dei residui degli acidi ternari prevede:
i nomi dei residui degli acidi si formano da quelli degli acidi corrispondenti togliendo la parola
acido e cambiando le desinenze secondo lo schema seguente:
-oso -ito Es: acido solforoso ione solfito
-ico -ato
Es: acido solforico ione solfato
Inoltre se i residui derivano da acidi poliprotici, per gli idrogenioni si usano gli stessi suffissi,
mettendo però la parola monoacido, biacido, triacido dopo il nome del residuo dell'acido, ad
indicare in numero di atomi di idrogeno rimasti nel R.a.
Per esempio l'acido fosforoso H3PO3 può formare tre anioni diversi:
H3PO3 → H + + H2PO3 -
ione fosfito biacido
H3PO3 → 2H + + HPO3 2-
ione fosfito monoacido
H3PO3 → 3H + + PO3 3-
ione fosfito
[Una vecchia dicitura (che noi non utilizzeremo ma che potreste incontrare) in questi casi non
utilizzava la parola acido, ma aggiungeva il prefisso bi- al nome del residuo.
Ecco perché per esempio lo ione HCO3 - , derivato dall'acido carbonico per perdita di un solo H + ,
viene tuttora spesso chiamato ione bicarbonato (anziché ione carbonato acido)]
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La nomenclatura IUPAC dei residui degli acidi ternari prevede:
I nomi dei residui degli acidi si formano da quelli degli acidi corrispondenti togliendo la parola
acido e cambiando le desinenze (-ico -ato, senza distinzione per i numeri di ossidazione del nonmetallo)
Es: Acido triossosolforico (IV) ione triossosolfato (IV)
Nel caso di idrogenioni, si antepone monoidrogen, diidrogen…. a indicare il numero di atomi di idrogeno
presenti nel residuo dell'acido (es: H2PO4 - : diidrogenfosfato).
Notate che nella nomenclatura di questi idrogenioni il numero degli atomi di ossigeno viene
tralasciato. (cioè HCO3 - non si chiama monoidrogenotriossicarbonato(IV), ma solo (!)
monoidrogenocarbonato(IV).
Anioni acidi Nome tradizionale Nome IUPAC
NO3 - nitrato triossonitrato(V)
NO2 - nitrito diossonitrato(III)
HSO4 - Solfato monoacido monoidrogenosolfato(VI)*
HCO3 - carbonato monoacido monoidrogenocarbonato(IV)*
CO3 2- carbonato triossocarbonato(IV)
H2PO4 - fosfato biacido diidrogenofosfato(V)*
HPO4 2- fosfato monoacido monoidrogenofosfato(V)*
PO4 3- fosfato tetraossofosfato(V)
ClO - ipoclorito monoossoclorato(I)
ClO2 - clorito diossoclorato(III)
ClO3 - clorato triossoclorato(V)
ClO4 - perclorato tetraossoclorato(VII)
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Formazione e nomenclatura di sali ternari
I sali ternari si ottengono dall'unione tra un residuo di un acido e uno ione metallico. Nella formula
chimica del sale ternario, il simbolo chimico del metallo precede quello del residuo dell'acido.
Applicando la "Regola dell'incrocio" risulta che la formula generale di un sale ternario è MexRay in
cui:
Me = simbolo chimico dello ione metallo;
y = numero di ossidazione dello ione metallico;
R.a. = residuo dell'acido;
x= numero di ossidazione del residuo dell'acido.
Per questi sali in tutte le nomenclature, il nome del sale viene costruito utilizzando il nome
dell'anione (residuo dell'acido) così come era assegnato nella corrispondente nomenclatura, seguito
dal metallo. Quando è necessario specificare il N.O. del metallo, si può procedere in due modi: la
tradizionale utilizza i suffisi (-oso/ -ico), mentre la IUPAC adotta la notazione di Stock; in questo
caso, non si utilizzano i prefissi (mono, di…).
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Es:
Fe3(PO4)2
(Fe con N:O: +2)
FePO4
(Fe con N:O: +3)
Tradizionale:
SUFFISSI -oso/-ico
Ortofosfato ferroso
Ortofosfato ferrico
IUPAC/Stock:
specificando il N.O. del metallo tra parentesi
con numero romano.
tetraossofosfato(V) di ferro (II)
[notate che NON si scrive
ditetraossofosfato(V) di triferro (II)]
tetraossofosfato(V) di ferro (III)
Notate che in generale, per tutti i sali - sia sali binari che sali degli ossiacidi-, la regola è:
(nome dell'anione) di (nome del metallo).
La "difficoltà" nei sali degli ossiacidi è dare il giusto nome all'anione, mentre per i cationi si
procede come per i sali binari. (La nomenclatura compositiva però qui è poco funzionale e dunque
poco utilizzata: la IUPAC assume la notazione di Stock oer evidenziare i diversi N.O. dei metalli)
Formula Nome tradizionale Nome IUPAC/Stock
CaCO3 carbonato di calcio triossocarbonato(IV) di calcio
Ca(HCO3)2 Carbonato monoacido di calcio idrogenocarbonato(IV) di calcio
Co(NO2)2 nitrito cobaltoso diossonitrato(III) di cobalto (II)
Co(NO2)3 nitrito cobaltico diossonitrato(III) di cobalto (III)
Cu(NO3)2 nitrato rameico triossonitrato (V) di rame (II)
Fe3(PO4)2 ortofosfato ferroso tetraossofosfato(V) di ferro (II)
Fe(HCO3)2 bicarbonato ferroso idrogenocarbonato(IV) di ferro (II)
NaClO ipoclorito di sodio ossoclorato(I) di sodio
NaClO2 clorito di sodio diossoclorato(III) di sodio
NaClO3 clorato di sodio triossoclorato (V) di sodio
NaClO4 perclorato di sodio tetraossoclorato(VII) di sodio
NaHSO4 bisolfato di sodio idrogenosolfato(VI) di sodio
Fe(HCO3)2 bicarbonato ferroso idrogenocarbonato(IV) di ferro (II)
CuH2PO4 fosfato biacido rameoso diidrogenofosfato(V) di rame (I)
Cu(H2PO4)2 fosfato biacido rameico diidrogenofosfato(V) di rame (II)
K2HPO4 fosfato monoacido di potassio monoidrogenofosfato(V) di potassio
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Sali idrati
Talvolta nei reticoli dei composti ionici sono contenute anche delle molecole di H2O in proporzioni
ben definita; in tal caso si parla di idratazione. Per esempio, il CuSO4 è spesso commercializzato
nella forma pentaidrata, in cui cioè per ogni unità formula di CuSO4 sono presenti 5 molecole di
H2O. Questo viene rappresentato così: CuSO4·5 H2O.
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Altre reazioni di salificazione
Ora che abbiamo imparato la nomenclatura dei sali, teniamo presente che essi non si formano solo
per reazione tra un acido e una base. Di seguito sono riassunte le principali reazioni di formazione
di un sale:
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Altre classi di composti.
Composti binari formati esclusivamente da non metalli
(
I composti binari tra non metalli sono rappresentati da una formula in cui l'elemento con
elettronegatività maggiore viene scritto per ultimo.
Il loro nome si ricava come quelli dei sali binari, assegnando appunto la desinenza -uro all'elemento
più elettronegativo.
Trattandosi di composti covalenti, non si applica la notazione di Stock
Formula Nome tradizionale Nome IUPAC
PCl3 cloruro fosforoso tricloruro di fosforo
PCl5 cloruro fosforico pentacloruro di fosforo
As2S3 solfuro arsenioso trisolfuro di diarsenico
Perossidi
Un perossido è un composto binario nel quale l'ossigeno, con numero di ossidazione -1, è legato a
un elemento con numero di ossidazione +1 o +2. Il numero di ossidazione -1 dell'ossigeno è dovuto
al fatto che due suoi atomi sono legati insieme da un legame covalente puro —O—O—, per cui a
ciascuno di essi è sufficiente un solo altro elettrone per raggiungere l'ottetto esterno, cosa che si
realizza quando essi si legano con l'altro elemento.
La nomenclatura tradizionale prevede:
la denominazione "perossido di" seguito dal nome dell’elemento con numero di ossidazione
positivo.
La nomenclatura IUPAC prevede:
la denominazione “perossido di” seguita dal nome dell'elemento con numero di ossidazione
positivo, utilizzando anche opportuni prefissi (mono, di, tri…) che precedono il termine con numero
di ossidazione positivo.
Elemento
Numero di
ossidazione
Formula Nome tradizionale Nome IUPAC
Na +1 Na2O2 perossido di sodio perossido di disodio
H +1 H2O2 perossido di idrogeno perossido di didrogeno
Ba +2 BaO2 perossido di bario perossido di bario
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