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Composti chimici e nomenclatura1 LICEO SCIENTIFICO STATALE LEONARDO da VINCI di FIRENZE CORSO SPERIMENTALE F DOCENTE Prof. Enrico Campolmi COMPOSTI CHIMICI.

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1 composti chimici e nomenclatura1 LICEO SCIENTIFICO STATALE LEONARDO da VINCI di FIRENZE CORSO SPERIMENTALE F DOCENTE Prof. Enrico Campolmi COMPOSTI CHIMICI e NOMENCLATURA

2 composti chimici e nomenclatura2 I composti attualmente conosciuti sono circa 6 milioni ed il loro numero aumenta di circa 6000 alla settimana Una tale massa di sostanze ha bisogno di essere organizzata secondo regole chiare, semplici ed universalmente condivise Lo scopo della nomenclatura è fornire regole per individuare un composto, attribuendogli in modo univoco e chiaro un nome preciso ed una formula, utilizzando il minor numero possibile di parole A.L. Lavoisier ( ) 1789 Nomenclatura tradizionale

3 composti chimici e nomenclatura3 Nomenclatura IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) E la nomenclatura ufficiale, introdotta a partire dagli anni 70 del 900, che sta lentamente soppiantando la nomenclatura tradizionale Le regole della nomenclatura, affidate a Commissioni permanenti della IUPAC, sono tuttavia in continua evoluzione e seguono di pari passo lo sviluppo stesso della chimica.. Composti binari: contengono atomi di due diversi elementi H2OH2O NH 3 CO 2 HCl Composti ternari: contengono atomi di tre diversi elementi H 2 SO 3 HNO 3 CaCO 3 NaClO

4 composti chimici e nomenclatura4 Numero di ossidazione: è una carica positiva o negativa che viene attribuita formalmente a ciascun elemento in un composto. Essa è determinata dal numero di elettroni che lelemento possiede in più (carica negativa) o in meno (carica positiva) rispetto allatomo neutro, quando gli elettroni di legame vengono attribuiti allelemento più elettronegativo del composto. O H H O C O N H HH Il numero di ossidazione non è una carica reale, bensì fittizia, attribuita a ciascun elemento in un composto

5 composti chimici e nomenclatura5 Per calcolare i numeri di ossidazione degli elementi di un composto si deve innanzitutto stabilire quale di essi è il più elettronegativo Poi si attribuiscono ad esso tutti gli elettroni di legame Si vede quindi la carica assunta dagli atomi dopo questa fittizia attribuzione REGOLE PER IL CALCOLO DEI NUMERI DI OSSIDAZIONECALCOLO 1) Tutte le sostanze allo stato elementare hanno numero di ossidazione zero 2) Negli ioni monoatomici gli elementi hanno numero di ossidazione uguale alla carica ionica 3) Alcuni elementi mantengono costante il loro numero di ossidazione in tutti i composti che formano, mentre altri lo variano da un composto allaltro O O 00 Na + +1 Cl – –1

6 composti chimici e nomenclatura6 In generale i numeri di ossidazione seguono il seguente schema: a) Lidrogeno ha sempre numero di ossidazione +1 oppure -1; b) I metalli hanno solo numeri di ossidazione positivi; c) I non metalli possono avere numeri di ossidazione positivi o negativi; d) Tranne alcune eccezioni gli elementi di gruppi pari hanno solo numeri di ossidazione pari, mentre quelli dei gruppi dispari hanno solo numeri di ossidazione dispari; e) Per tutti gli elementi, il numero di ossidazione positivo il più alto corrisponde al numero del gruppo cui lelemento appartiene. Per quanto detto sopra, gli altri numeri di ossidazione si ottengono riducendo di 2, 4 o 6 unità il numero di ossidazione più alto.

7 composti chimici e nomenclatura7 Da quanto detto nelle lettere precedenti emerge la seguente distribuzione dei numeri di ossidazione allinterno dei vari gruppi: I) Gli elementi del primo gruppo (tranne lidrogeno) hanno sempre +1 ; II) Gli elementi del secondo gruppo hanno sempre +2 ; III) Gli elementi del terzo gruppo hanno sempre +3 ; IV) Nel quarto gruppo il carbonio ha –4, +4 e +2; il silicio –4 e +4; stagno e piombo +4 e +2 ; V) Nel quinto gruppo lazoto ha –3, +1, +2, +3, +4 e +5; il fosforo –3, +3 e +5; lantimonio +3 e +5; VI) Nel sesto gruppo lossigeno ha praticamente sempre –2, lo zolfo ha –2, +4 e +6 ; VII) Nel settimo gruppo il fluoro ha sempre –1; gli altri elementi hanno –1, +1, +3, +5 e +7.; VIII) Per i metalli di transizione non esistono regole così chiare.

8 composti chimici e nomenclatura8 4) La somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi di tutti gli elementi presenti in un composto è uguale a zero, se il composto è neutro, oppure è uguale alla carica ionica, se il composto è uno ione poliatomico 5) In ogni composto lelemento più elettronegativo di tutti ha sempre numero di ossidazione negativo, mentre tutti gli altri elementi hanno numero di ossidazione positivo Esempi di calcolo del numero di ossidazione degli elementi di alcuni composti Cl 2 O -2 x 2x-2=0 x=1 Cl 2 O HCl x x-1=0 x=1 HCl +1

9 composti chimici e nomenclatura9 H2SO4H2SO4 2(+1)+x+4(-2)=0 x=6 -2 x +1 H2SO4H2SO Atomi di H n° ox. H Atomi di O n° ox. O n° ox. S CO 3 2- x+3(-2)=-2 x=4 -2 x n° ox. C Atomi di O n° ox. O carica anione CO

10 composti chimici e nomenclatura10 Regole per la scrittura delle formule dei composti binari Noti i numeri di ossidazione dei due elementi, si deve ricordare che la somma dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi di uno deve essere uguale, in valore assoluto, alla somma dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi dellaltro K O Ca O Al O La regola di Zaza Si ricava il deponente di un elemento dal valore assoluto del numero di ossidazione dellelemento che gli sta accanto In pratica si incrociano gli indici ed i numeri di ossidazione Al O Si deve tuttavia ricordare che: Lindice 1 si omette sempre; K O Gli indici vanno generalmente ridotti ai minimi termini; Ca O

11 composti chimici e nomenclatura11 Nomenclatura tradizionale: Prevede luso di prefissi e suffissi, in base al numero di ossidazione dei vari elementi Nomenclatura ufficiale (o IUPAC): Si indica il numero di atomi di ogni elemento presenti allinterno del composto, tramite prefissi di origine greca; quando è presente un solo atomo di un elemento non si utilizza alcun prefisso n° atomiprefisso 2bi (o di) 3tri 4tetra 5penta 6esa 7epta In alcuni casi il numero di ossidazione viene indicato tra parentesi a fianco del nome del composto Alcuni nomi tradizionali, fortemente radicati nelluso comune, quali acqua, ammoniaca (NH 3 ) o metano (CH 4 ), sono stati accettati come internazionalmente validi.

12 composti chimici e nomenclatura12 OSSIDI (o OSSIDI BASICI) Composti binari formati dallunione di un metallo con lossigeno Poiché lossigeno è molto più elettronegativo dei metalli, tutti gli ossidi sono composti ionici e quindi solidi a temperatura ambiente Nomenclatura tradizionale a)se il metallo ha un solo numero di ossidazione: ossido di + nome metallo (es. ossido di sodio Na 2 O) b) se il metallo ha due numeri di ossidazione: ossido + nome metallo con desinenza OSO, per il numero di ossidazione minore. Ad es. ossido piomboso PbO (numero di ossidazione +2); ossido + nome metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione maggiore. Ad es. ossido piombico PbO 2 (numero di ossidazione +4). Nomenclatura ufficiale Si conta il numero di atomi di ogni elemento e si utilizzano i relativi prefissi, insieme al termine ossido di. Ad es. Na 2 O ossido di disodio; PbO ossido di piombo (+2); PbO 2 biossido di piombo (+4).

13 composti chimici e nomenclatura13 ANIDRIDI (o OSSIDI ACIDI) Composti binari formati dallunione di un non metallo con lossigeno La differenza di elettronegatività tra lossigeno e non metalli è piccola; le anidridi sono quindi composti covalenti più o meno polari, che a temperatura ambiente possono essere solidi, liquidi o gassosi. Nomenclatura tradizionale a)se il non metallo ha un solo numero di ossidazione: anidride + nome non metallo con desinenza ICA (es. anidride carbonica CO 2 ) b) se il non metallo ha due numeri di ossidazione: anidride + nome non metallo con desinenza OSA, per il numero di ossidazione minore. Ad es. anidride solforosa SO 2 (+4); anidride + nome non metallo con desinenza ICA, per il numero di ossidazione maggiore. Ad es. anidride solforica SO 3 (+6).

14 composti chimici e nomenclatura14 c) se il non metallo ha quattro numeri di ossidazione, come gli elementi del 7° gruppo (+1,+3,+5,+7): anidride IPO nome non metallo con desinenza OSA per il numero di ossidazione +1. Es. Cl 2 O anidride ipoclorosa; anidride + nome non metallo con desinenza OSA, per il numero di ossidazione +3. Es. anidride clor osa Cl 2 O 3 ; anidride + nome non metallo con desinenza ICA, per il numero di ossidazione +5. Es. anidride clorica Cl 2 O 5 ; anidride PER nome non metallo con desinenza ICA per il numero di ossidazione +7. Es. Cl 2 O 7 anidride perclorica; Nomenclatura ufficiale Anche i composti tra ossigeno e non metalli sono chiamati ossidi; si utilizzano sempre i prefissi relativi al numero di atomi degli elementi. Ad esempio: SO 2 biossido di zolfo (+4); SO 3 triossido di zolfo (+6)¸ Cl 2 O ossido di dicloro (+1); Cl 2 O 3 triossido di dicloro (+3); Cl 2 O 5 pentaossido di dicloro (+5); Cl 2 O 7 eptaossido di dicloro (+7).

15 composti chimici e nomenclatura15 Numeri di ossidazione particolari Nella formazione dei composti esaminati in questa unità didattica considereremo che gli elementi sotto elencati abbiano esclusivamente i numeri di ossidazione positivi di seguito riportati Azoto, Fosforo, Arsenico e Antimonio: +3; +5 Zolfo e Selenio: +4; +6 Cloro, Bromo e Iodio: +1; +3; +5; +7 Nomi particolari Azoto: nitroso e nitrico Rame: rameoso e rameico Stagno: stannoso e stannico Mercurio: mercurioso e mercurico Carbonio e Silicio: +4 Oro: auroso e aurico

16 composti chimici e nomenclatura16 IDROSSIDI Composti ternari di ossigeno, idrogeno e metalli; in essi compare il gruppo ossidrile (OH - ), che si comporta come se avesse numero di ossidazione -1. Gli idrossidi sono tutti composti ionici e quindi solidi a temperatura ambiente. Derivano dalla reazione tra ossidi (basici) e acqua, in cui tutti gli elementi mantengono il proprio numero di ossidazione. Le formule si scrivono utilizzando le regole già viste per i composti binari, compresa la regola di Zaza, considerando lossidrile come un elemento a numero di ossidazione -1. Na 2 O+H 2 O 2Na(OH) +1 OH Na + OH Na + OH Na + OH Na + OH Na + OH Na + OH

17 composti chimici e nomenclatura17 In accordo con la legge di Lavoisier, la somma delle masse (e quindi il numero di atomi) dei vari elementi deve essere uguale a destra ed a sinistra della reazione Consideriamo ad esempio la reazione tra ossido ferrico ed acqua Fe 2 O 3 + H 2 O +3 Inizialmente dobbiamo scrivere la formula del prodotto, impiegando le regole già viste Fe(OH) 3 +3 Successivamente dobbiamo bilanciare la reazione Innanzitutto bilanciamo il metallo, aggiungendo davanti alla formula dellidrossido un coefficiente uguale allindice del metallo nellossido 2 Bilanciamo inoltre lidrogeno, aggiungendo un coefficiente opportuno davanti alla formula dellacqua 3 +

18 composti chimici e nomenclatura18 Nomenclatura tradizionale a)se il metallo ha un solo numero di ossidazione: idrossido di nome metallo (es. idrossido di sodio Na(OH) b) se il metallo ha due numeri di ossidazione: idrossido + nome metallo con desinenza OSO, per il numero di ossidazione minore. Ad es. idrossido rameoso Cu(OH) (numero di ossidazione +1); idrossido + nome metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione maggiore. Ad es. idrossido rame ico Cu(OH) 2 (numero di ossidazione +2). Nomenclatura ufficiale Si indica il numero dei gruppi ossidrile ponendo i soliti prefissi davanti al termine idrossido, cui segue di ed il nome del metallo: Na(OH) idrossido di sodio; Fe(OH) 2 diidrossido di ferro (+2); Fe(OH) 3 triidrossido di ferro (+3); Pb(OH) 4 tetraidrossido di piombo (+4).

19 composti chimici e nomenclatura19 IDRACIDI o ACIDI BINARI Composti binari dellidrogeno con uno dei seguenti non metalli: F, Cl, Br; I, S e Se. Sono composti covalenti polari ed a temperatura ambiente sono tutti gassosi, tranne HF, che è liquido a causa del legame a ponte di idrogeno. Negli idracidi gli elementi del 7° gruppo hanno sempre numero di ossidazione -1, mentre gli elementi del 6° gruppo hanno sempre numero di ossidazione -2. Nomenclatura tradizionale Nomenclatura ufficiale Nome non metallo, terminate in URO, col numero degli atomi di idrogeno indicati dai soliti prefissi; seguito da di idrogeno: HF fluoruro di idrogeno; HCl cloruro di idrogeno; HBr bromuro di idrogeno; HI ioduro di idrogeno; H 2 S solfuro di diidrogeno; H 2 Se seleniuro di didrogeno acido + nome non metallo terminante in IDRICO:HF acido fluoridrico; HCl acido cloridrico; HBr acido bromidrico; HI acido iodidrico; H 2 S acido solfidrico; H 2 Se acido selenidrico

20 composti chimici e nomenclatura20 OSSIACIDI o ACIDI TERNARI Sono composti ternari tra idrogeno, ossigeno ed un non metallo; sono composti covalenti polari solidi o liquidi a temperatura ambiente Derivano dalla reazione tra anidridi e acqua (tutti gli elementi mantengono il proprio numero di ossidazione); inoltre nella formula dellossiacido il non metallo è presente, tranne qualche eccezione, sempre con un solo atomo CO 2 +H 2 O H 2 CO – Per trovare la formula dell'ossoacido si deve scrivere a destra nell'ordine idrogeno, non metallo e ossigeno, mettendo per ognuno di questi elementi tanti atomi quanti ce ne sono a sinistra Cl 2 O 7 +H 2 O H 2 Cl 2 O 8

21 composti chimici e nomenclatura21 H 2 Cl 2 O 8 2 HClO 4 Il composto H 2 Cl 2 O 8 in realtà non esiste e per trovare la vera formula dellossiacido dobbiamo dividere per due tutti gli indici del composto Cl 2 O 7 +H 2 O 2 HClO 4 La reazione complessiva diventa allora: Nomenclatura tradizionale a)se il non metallo ha un solo numero di ossidazione: acido + nome non metallo con desinenza ICO (es. acido carbonico H 2 CO 3 ) b) se il non metallo ha due numeri di ossidazione: acido + nome non metallo con desinenza OSO, per il numero di ossidazione minore. Ad es. acido solforoso H 2 SO 3 (+4); acido + nome non metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione maggiore. Ad es. acido solforico H 2 SO 4 (+6).

22 composti chimici e nomenclatura22 c) se il non metallo ha quattro numeri di ossidazione, come gli elementi del 7° gruppo (+1,+3,+5,+7): acido IPO nome non metallo con desinenza OSO per il numero di ossidazione +1. Es. HClO acido ipocloroso; acido + nome non metallo con desinenza OSO, per il numero di ossidazione +3. Es. acido clor oso HClO 2 ; acido + nome non metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione +5. Es. acido clorico HClO 3 ; acido PER nome non metallo con desinenza ICO per il numero di ossidazione +7. Es. acido perclorico HClO 4 ; Nomenclatura ufficiale Al temine acido si attribuisce un aggettivo riferito al numero di atomi di ossigeno presenti nellacido ed al nome del non metallo, terminante in ICO; segue poi, tra parentesi, il numero di ossidazione del non metallo Ad es. HClO acido ossoclorico (+1); HClO 2 acido diossoclorico (+3); HClO 3 acido triossoclorico (+5); HClO 4 acido tetraossoclorico (+7); H 2 SO 4 acido tetraossosolforico (+6); H 2 SO 3 acido triossosolforico (+4)

23 composti chimici e nomenclatura23 Alcune eccezioni Tutte le formule degli ossiacidi sono state ottenute facendo reagire la relativa anidride con una molecola di acqua. A questa regola fanno eccezione le anidridi del fosforo e del boro, che reagiscono con tre molecole di acqua, e quella del silicio, che reagisce invece con due molecole di acqua B 2 O 3 +3H 2 O 2H 3 BO 3 P 2 O 3 +3H 2 O 2H 3 PO 3 P 2 O 5 +3H 2 O 2H 3 PO 4 SiO 2 +2H 2 O H 4 SiO 4

24 composti chimici e nomenclatura24 PIOGGE ACIDE Le anidridi dellazoto e dello zolfo, prodotte dagli scarichi dei processi civili ed industriali, reagiscono con lacqua atmosferica, acidificando la pioggia Il fenomeno provoca danni alla vegetazione ed ad alcuni tipi di manufatti

25 composti chimici e nomenclatura25 DECOMPOSIZIONE IN ACQUA DEGLI ACIDI Tutti gli acidi contengono idrogeno; negli ossiacidi questo è legato allossigeno da un legame covalente polare, mentre negli idracidi è legato da un legame covalente polare ad un non metallo molto elettronegativo. ClCl H HCl δ– δ+ C O H 2 CO 3 O O H H δ– δ+ Cl HClO 4 O H O O O δ– δ+ S H H H2SH2S δ– δ+ In acqua (solvente polare) tale legame si rompe, mandando in soluzione ioni H + ed anioni costituiti da tutti gli altri atomi della molecola di partenza. H+H+ O CO O C O H+H+ Cl ClO - 4 O H+H+ O O O ClCl Cl - H+H+ S S2-S2- H+H+ H+H+

26 composti chimici e nomenclatura26 Decomposizione in acqua degli acidi ternari In soluzione si formano anioni poliatomici, costituiti dal non metallo ed dallossigeno legati da legame covalente, con tante cariche negative quanti sono gli ioni H + liberati HClO 4H + +ClO 4 - H 2 CO 3 2H + +CO H 3 BO 3 3H + +BO H 4 SiO 4 4H + +SiO 4 4 -

27 composti chimici e nomenclatura27 Nomenclatura tradizionale degli anioni poliatomici I nomi degli anioni poliatomici sono simili a quelli degli acidi da cui derivano ICO ATO OSO ITO Federico malato, valoroso e ferito Acido ternario Anione poliatomico Ipo….oso Ipo….ito ….oso ….ito ….ico ….ato Per….ico Per….ato Riassumendo a)se il non metallo ha un solo numero di ossidazione: ione + nome non metallo con desinenza ATO (es. ione carbonato CO )

28 composti chimici e nomenclatura28 b) se il non metallo ha due numeri di ossidazione: ione + nome non metallo con desinenza ITO, per il numero di ossidazione minore. Ad es. ione solfito SO (+4); ione + nome non metallo con desinenza ATO, per il numero di ossidazione maggiore. Ad es. ione solfato SO (+6). c) se il non metallo ha quattro numeri di ossidazione, come gli elementi del 7° gruppo (+1,+3,+5,+7): Ione IPO nome non metallo con desinenza ITO per il numero di ossidazione +1. Es. ClO - ione ipoclorito; Ione + nome non metallo con desinenza ITO, per il numero di ossidazione +3. Es. ione clor ito ClO 2 - ; Ione + nome non metallo con desinenza ATO, per il numero di ossidazione +5. Es. ione clorato ClO 3 - ; Ione PER nome non metallo con desinenza ATO per il numero di ossidazione +7. Es. ione perclorato ClO 4 - ;

29 composti chimici e nomenclatura29 Nomenclatura ufficiale degli anioni poliatomici I termine anione è seguito da un aggettivo indicante, coi soliti prefissi, il numero degli atomi di ossigeno presenti e contenente il nome del non metallo con desinenza ato; segue, tra parentesi, il numero di ossidazione di questo ClO - anione ossoclorato (1); ClO 2 - anione diossoclorato (3); ClO 3 - anione triossoclorato (5); ClO 4 - anione tetraossoclorato (7) Decomposizione in acqua degli acidi binari In soluzione si formano anioni monoatomici, costituiti dal non metallo, con tante cariche negative quanti sono gli ioni H + liberati HClH + +Cl - H 2 S2H + +S 2 -

30 composti chimici e nomenclatura30 Nomenclatura degli anioni monoatomici In entrambe le nomenclature il nome dellanione monoatomico si ottiene aggiungendo la desinenza uro al nome del non metallo. F - anione fluoruro; Cl - anione cloruro; Br - anione bromuro; I - anione ioduro; S 2 - anione solfuro; Se 2 - anione seleniuro. DECOMPOSIZIONE IN ACQUA DEGLI IDROSSIDI Gli idrossidi sono composti ionici ed in acqua si dissociano liberando tutti gli anioni OH - ed un catione metallico con tante cariche positive quanti sono gli OH - liberati. NaOHNa + +OH - Ca(OH) 2 Ca 2+ +2OH - Al(OH) 3 Al 3+ +3OH - Pb(OH) 4 Pb 4+ +4OH -

31 composti chimici e nomenclatura31 SALI BINARI Sono composti ionici, formati da un metallo e da un non metallo, che derivano dalla reazione tra un acido binario ed un idrossido Idrossido + acido binario sale binario + acqua Per trovare la formula del sale binario si deve innanzitutto scrivere la reazione di decomposizione in acqua dellidrossido e dellacido binario NaOHNa + +OH - HClH + +Cl - Unendo graficamente il catione metallico con lanione non metallico si ottiene la formula del sale NaOH + HCl Unendo graficamente lossidrile con lo ione H + si ottiene invece lacqua NaCl+ H 2 O Se è necessario si deve infine bilanciare la reazione

32 composti chimici e nomenclatura32 Passiamo adesso ad un caso più complicato: Fe(OH) 3Fe 3+ +3OH - H 2 S 2H + +S 2 - Fe(OH) 3 + H 2 S Si seguono gli stessi passaggi dellesempio precedente Per scrivere la formula del sale, (che è un composto neutro) si deve considerare che la somma delle cariche positive dei cationi dovrà essere uguale alla somma delle cariche negative degli anioni Fe 2 S 3 + H 2 O Fe 2 S Poi si aggiunge lacqua Si procede infine al bilanciamento, secondo le solite regole 2 36

33 composti chimici e nomenclatura33 Nomenclatura tradizionale a)se il metallo ha un solo numero di ossidazione: nome non metallo terminante in URO + di nome metallo Ad es. cloruro di sodio (NaCl), fluoruro di potassio (KF); b) se il metallo ha due numeri di ossidazione: nome non metallo terminante in URO + nome metallo con desinenza OSO, per il numero di ossidazione minore. Ad es. cloruro ferroso FeCl 2 (+2); nome non metallo terminante in URO + nome metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione maggiore. Ad es. cloruro ferrico FeCl 3 (+3). Nomenclatura ufficiale Si scrive il nome del non metallo, terminante in URO, cui segue di ed il nome del metallo; ciascuno nome viene preceduto dai soliti prefissi riferiti al numero di atomi di ciascun elemento. Ad esempio: FeCl 2 dicloruro di ferro; FeCl 3 tricloruro di ferro; NaCl cloruro di sodio; Al 2 S 3 trisolfuro di dialluminio; Li 2 S solfuro di dilitio.

34 composti chimici e nomenclatura34 SALI TERNARI Sono composti ionici, formati da metallo, non metallo ed ossigeno, che derivano dalla reazione tra un acido ternario ed un idrossido Idrossido + acido ternario sale ternario + acqua Per trovare la formula del sale ternario si deve sempre scrivere la reazione di decomposizione in acqua dellidrossido e dellacido ternario KOHK + +OH - HClOH + +ClO - Unendo graficamente il catione metallico con lanione poliatomico si ottiene la formula del sale KOH + HClO Unendo graficamente lossidrile con lo ione H + si ottiene invece lacqua Se è necessario si deve infine bilanciare la reazione KClO+ H 2 O

35 composti chimici e nomenclatura35 Passiamo ad un caso più complicato: Ca(OH) 2Ca 2+ +2OH - H 3 BO 3 3H + +BO Ca(OH) 2 + H 3 BO 3 Si seguono gli stessi passaggi dellesempio precedente Per scrivere la formula del sale, (un composto neutro) la somma delle cariche positive dei cationi dovrà essere uguale alla somma delle cariche negative degli anioni Ca 3 (BO 3 ) 2 + H 2 O Poi si aggiunge lacqua Si procede infine al bilanciamento, secondo le solite regole 3 26 Ca 3 (BO 3 )

36 composti chimici e nomenclatura36 Nomenclatura tradizionale Si indica per primo il nome dellanione poliatomico derivante dalla decomposizione dellacido, cui segue il nome del catione metallico Se il metallo ha un solo numero di ossidazione lo si indica con di + nome metallo Se il metallo ha due numeri di ossidazione si utilizzano le solite desinenze OSO per il numero di ossidazione minore ed ICO per il numero di ossidazione maggiore. Ecco alcuni esempi: CaCO 3 carbonato di calcio FeCO 3 carbonato ferroso Fe 2 (CO 3 ) 3 carbonato ferrico Na 2 SO 3 solfito di sodio Na 2 SO 4 solfato di sodio Cu 2 SO 4 solfato rameoso CuSO 4 solfato rameico KClO ipoclorito di potassio KClO 2 clorito di potassio KClO 3 clorato di potassio KClO 4 perclorato di potassio Sn(BrO) 2 ipobromito stannoso Sn(BrO 4 ) 4 perbromato stannico

37 composti chimici e nomenclatura37 Nomenclatura ufficiale Nome del non metallo, terminante in ATO (seguito tra parentesi dal suo numero di ossidazione), + di ed il nome del metallo (seguito tra parentesi dal suo numero di ossidazione, qualora ne abbia più di uno). Con le solite desinenze, si indicano poi il numero di atomi di ossigeno presenti nellanione ed il numero di atomi del metallo. Ecco alcuni esempi: CaCO 3 triossocarbonato (4) di calcio FeCO 3 triossocarbonato (4) di ferro (2) Fe 2 (CO 3 ) 3 triossocarbonato (4) di di ferro (3) Na 2 SO 3 triossosolfato (4) di di sodio Na 2 SO 4 tetraossosolfato (6) di di sodio Cu 2 SO 4 tetraossosolfato (6) di di rame (1) CuSO 4 tetraossosolfato (6) di rame (2) KClO ossoclorato (1) di potassio KClO 2 diossoclorato (3) di potassio Sn(BrO) 2 ossobromato (1) di stagno (2) Sn(BrO 4 ) 4 tetraossobromato (7) di stagno (4)

38 composti chimici e nomenclatura38 SUGGERIMENTI PER LO SVOLGIMENTO DEGLI ESERCIZI Formula Data la formula di un sale ternario trovarne il nome tradizionale n° di ossidazione nome Ricaviamo i numeri di ossidazione di metallo e non metallo I sali sono composti ionici, formati dallunione di un catione metallico e di un anione poliatomico contenente un non metallo Proviamo quindi a fare la dissociazione in acqua del sale, ricordando che: Carica del catione metallico Indice stechiometrico del metallo Carica dellanione poliatomico Indice stechiometrico dellanione X X =

39 composti chimici e nomenclatura39 3 x 2 = 2 x 3 Fe 2 (CO 3 ) 32Fe 3+ +3CO Carica ionica del catione Indice stechiometrico del catione Carica dellanione Indice stechiometrico dellanione Il numero di ossidazione del metallo corrisponde alla carica del suo catione (+3 in questo caso) Il numero di ossidazione del non metallo si calcola con le regole già viste CO 3 2- x+3(-2)=-2 x=4 -2 x n° ox. C Atomi di O n° ox. O carica anione CO Carbonato ferrico

40 composti chimici e nomenclatura40 1.Sia il metallo, che il non metallo hanno un solo numero di ossidazione Possono verificarsi i seguenti quattro casi E il caso più semplice, perché non cè alcuna ambiguità Ad esempio: CaCO 3 Il calcio ha solo numero di ossidazione +2 Il carbonio ha solo numero di ossidazione +4 Carbonato di calcio Il composto si chiama quindi:

41 composti chimici e nomenclatura41 2.Il metallo ha un solo numero di ossidazione, mentre il non metallo ne ha più di uno La carica ionica del metallo coincide col suo numero di ossidazione. Ad esempio: NaNO 3 Il sodio ha solo numero di ossidazione +1 Applicando le solite regole allanione poliatomico ricavo il numero di ossidazione del non metallo (+5 in questo caso) Nitrato di sodio Carica del catione Suo indice stechiometrico Carica dellanione Suo indice stechiometrico X X = posso allora ricavarmi la carica del catione poliatomico e dissociare il sale in acqua NaNO 3 Na + +NO 3 - La dissociazione in acqua del sale è quindi: Il composto si chiama quindi: Dalla relazione

42 composti chimici e nomenclatura42 3.Il non metallo ha un solo numero di ossidazione, mentre il metallo ne ha più di uno Noto il numero di ossidazione del non metallo posso ricavarmi la carica dellanione poliatomico attraverso le solite regole Ad esempio: FeCO 3 Il carbonio ha solo numero di ossidazione +4 Il numero di ossidazione del ferro pertanto è +2 Carbonato ferroso Se la carica dellanione è -2, la dissociazione in acqua del sale è allora: FeCO 3 Fe 2+ +CO 3 2- Il composto si chiama quindi: x= (-2)=X n° ox. C Atomi di O n° ox. O carica anione CO CO3XCO3X -2 +4

43 composti chimici e nomenclatura43 4.Sia il metallo, che il non metallo, hanno più di un numero di ossidazione. Si procede per tentativi, utilizzando le regole date in precedenza e ricordando che il numero dei valori assunti dal numero di ossidazione di ogni elemento è limitato (max due per i metalli, max quattro per i non metalli del 7° gruppo) Es. Fe(ClO 4 ) 3 Il ferro può avere numero di ossidazione +2 o +3 Ipotizziamo che il suo numero di ossidazione in questo composto sia +2 Carica del catione Suo indice stechiometrico Carica dellanione Suo indice stechiometrico X X = Cerco quindi di risalire alla carica dellanione dalla relazione: che in questa ipotesi diventa: 2 1 = X 3 Carica catione Indice catione Carica anione Indice anione

44 composti chimici e nomenclatura44 Risolvendo lequazione si vede che, in questa ipotesi, la carica dellanione sarebbe 2/3 Lipotesi stessa è quindi sbagliata e si deve ricominciare daccapo. Se Ipotizziamo invece che il numero di ossidazione del ferro in questo composto sia +3, lequazione diventa 3 1 = X 3 Carica catione Indice catione Carica anione Indice anione La carica dellanione poliatomico è quindi -1 E la dissociazione del sale è dunque la seguente Fe(ClO 4 ) 3 Fe 3+ +3ClO 4 -

45 composti chimici e nomenclatura45 Con le regole note posso infine calcolare il numero di ossidazione del non metallo, che risulta essere +7 Il nome del composto Fe(ClO 4 ) 3 è quindi: Perclorato ferrico Formula Dato il nome tradizionale di un sale ternario trovarne la formula n° di ossidazione Nome Dal nome si risale semplicemente ai numeri di ossidazione del metallo e del non metallo Prendiamo ad esempio il solfato rameico Lo zolfo a numero di ossidazione +6 Il rame ha numero di ossidazione +2

46 composti chimici e nomenclatura46 Tuttavia non è possibile scrivere direttamente la formula del sale ed è necessario risalire a ritroso ai composti da cui deriva: Acido solforico e idrossido rameico La formula dellidrossido si può scrivere direttamente: Per scrivere la formula dellacido si deve invece risalire alla anidride di provenienza Anidride solforica SO 3 Cu(OH) 2 Possiamo ora risalire alla formula dellacido attraverso la reazione: SO 3 + H 2 OH 2 SO 4

47 composti chimici e nomenclatura47 Possiamo infine arrivare alla formula del sale attraverso la reazione: Idrossido rameico + acido solforico solfato rameico + H 2 O H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 CuSO 4 +2H 2 O Dato il nome ufficiale di un sale ternario trovarne la formula Proviamo a scrivere la formula del triossonitrato (5) di ferro (3) Lanione contiene tre atomi di ossigeno ed un atomo di azoto con numero di ossidazione +5 Con le regole già viste nella diapositiva 42 mi calcolo la sua carica ionica

48 composti chimici e nomenclatura48 x= (-2)=X n° ox. N Atomi di O n° ox. O carica anione NO3-NO NO3XNO3X Poiché il ferro ha numero di ossidazione +3 il catione metallico è: Fe 3+ La formula del composto è quindi: Fe(NO 3 ) 3


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