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FONDAMENTI DI CHIMICA INORGANICA 6.1 I composti inorganici 6.2 Nomenclatura dei composti 6.3 Classificazione e proprietà dei composti.

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1 FONDAMENTI DI CHIMICA INORGANICA 6.1 I composti inorganici 6.2 Nomenclatura dei composti 6.3 Classificazione e proprietà dei composti

2 6.1 I composti inorganici (la IUPAC) 5 Fondamenti di chimica inorganica La nomenclatura chimica è regolamentata dalla IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry), un'associazione internazionale che periodicamente si riunisce per aggiornare le regole della "sintassi chimica" alla luce delle nuove conoscenze. Le regole della nomenclatura, presentate qui e tuttora valide, sono state elaborate durante il congresso IUPAC del 1959, basato sulle precedenti proposte di Alfred Stock. Antoine Lavoisier, intorno al 1787, diede per primo una sistemazione alla nomenclatura chimica rendendola simile alla moderna. I suffissi -ico -oso -ato -ito -uro, usati ancora oggi, furono introdotti dal chimico francese. Per gli elementi, Lavoisier propose dei simboli geometrici, poi sostituiti da John Dalton, che all'inizio dell'Ottocento usava segni circolari. I simboli degli elementi come li conosciamo oggi furono introdotti da Jöns Jacob Berzelius nel La loro semplicità ha contribuito, a poco a poco, alla definitiva affermazione di tale simbologia.

3 6.1 I composti inorganici (la valenza) 5 Fondamenti di chimica inorganica Gli atomi formano legami utilizzando gli elettroni degli orbitali esterni: condividendoli, cedendoli o catturandoli dagli atomi vicini. Da qui deriva il concetto di valenza. In passato, quando non era chiara la natura del legame chimico, si confrontavano le formule dei composti con quelle di composti analoghi contenenti idrogeno oppure ossigeno. La valenza di un elemento era data dal numero di idrogeni o dal doppio degli ossigeni necessari per rimpiazzare l'elemento considerato. Per esempio, in AgCl l'argento sostituisce un idrogeno di HCl, quindi Ag ha valenza 1. Conoscere la valenza degli elementi combinati è di fondamentale importanza per assegnare i nomi e scrivere le formule corrette dei composti. Per ricavare le valenze dobbiamo conoscere le configurazioni elettroniche dei composti. Analogo al concetto di valenza è quello di numero di ossidazione legato al primo dalla relazione Valenza = Val.ass.( OX). Esso esprime la capacità o proprietà di un atomo di cedere o acquisire uno o più elettroni. Così se l'ossigeno ha in quasi tutti i legami OX = -2 è perché esso ha la tendenza ad acquisire( segno -) due elettroni.

4 6.1 Valenza e numero di ossidazione 5 Fondamenti di chimica inorganica La valenza rappresenta il numero di elettroni che latomo guadagna o mette in comune quando si lega ad altri atomi. La valenza di un atomo corrisponde in genere al numero di legami che latomo può formare. Valenza Il numero di ossidazione rappresenta la carica che ogni atomo, in una molecola o in uno ione poliatomico, assumerebbe se gli elettroni di legame fossero assegnati allatomo più elettronegativo. Numero di ossidazione

5 6.1 Valenza e numero di ossidazione 5 Fondamenti di chimica inorganica

6 6.2 Nomenclatura dei composti chimici 5 Fondamenti di chimica inorganica Il nome di un composto binario si costruisce a partire da quello dellelemento scritto a destra. Gli indici delle formule vengono identificati attraverso dei prefissi. Regole pratiche 1.Scriviamo i simboli con i rispettivi n.o. nellordine corretto: prima lelemento metallico e poi lelemento non metallico; 2.il n.o. del metallo diventa lindice del non metallo e viceversa; 3.se i due indici della formula hanno un divisore comune, di solito si semplifica.

7 6.2 Nomenclatura dei composti chimici 5 Fondamenti di chimica inorganica La nomenclatura chimica permette di identificare i composti mediante un nome specifico, che si definisce a partire dalla formula della sostanza. Alcuni composti sono indicati prevalentemente con il loro nome comune: sono un esempio l'acqua (H 2 O) e l'ammoniaca (NH 3 ). Nella maggior parte dei casi però per attribuire il nome ai differenti composti si utilizzano alcune regole codificate. Esistono diversi sistemi di nomenclatura: la nomenclatura tradizionale, quella IUPAC e la nomenclatura di Stock ElementoRadice del nome Idrogenoidr- Fluorofluor- Cloroclor- Bromobrom- Iodioiod- Zolfosolf- Selenioseleni- Azotonitr- Fosforofosf- Carboniocarb- o carbon- Siliciosilic- Borobor-

8 6.2 Nomenclatura dei composti chimici 5 Fondamenti di chimica inorganica La nomenclatura tradizionale è basata principalmente sulla divisione degli elementi in metalli e non metalli e tiene conto dello stato di ossidazione degli atomi che formano la molecola. La nomenclatura secondo la notazione di Stock ufficializzata dalla IUPAC nel 1940, fornisce informazioni più chiare sullo stato di ossidazione degli elementi; essa infatti indica gli stati di ossidazione con cifre romane poste tra parentesi. La nomenclatura IUPAC è basata sulle regole redatte dalla IUPAC nel 1959, riviste nel 1971 e nel 1990; essa ci consente di evidenziare, in modo chiaro e immediato, la relazione fra il nome di un composto e la sua formula chimica.

9 6.3 Classificazione dei composti chimici 5 Fondamenti di chimica inorganica La classificazione dei composti inorganici si basa sulle loro proprietà chimiche, in particolare sulla natura metallica o non metallica degli elementi costituenti e sulla reattività con acqua e ossigeno. Una prima classificazione viene fatta in base al numero dei costituenti la molecola: I composti binari sono costituiti da due soli elementi I composti ternari sono costituiti da tre elementi

10 6.3 Classificazione dei composti chimici 5 Fondamenti di chimica inorganica I composti binari si possono distinguere in ionici e in molecolari.

11 6.3 Classificazione dei composti chimici 5 Fondamenti di chimica inorganica

12 6.3 Proprietà dei composti binari 5 Fondamenti di chimica inorganica Idruri: negli idruri lidrogeno ha numero di ossidazione –1 e si trova a destra nella formula (CH4, NH3, CaH 2 ). Essi possono essere idruri metallici: composti dellidrogeno con metalli fortemente elettropositivi (I e II gruppo); idruri covalenti: composti dellidrogeno con semimetalli e non metalli (IV, V, VI gruppo).

13 6.3 Proprietà dei composti binari 5 Fondamenti di chimica inorganica Gli idracidi sono composti formati da idrogeno e un non metallo. Negli idracidi lidrogeno ha numero di ossidazione +1 e si trova a sinistra nella formula. Lossigeno forma composti praticamente con tutti gli elementi della tavola periodica. Con i metalli forma ossidi basici, con i non metalli dà luogo a ossidi acidi. Negli ossidi lossigeno ha n.o. –2 e si trova a destra nella formula (CO 2, MgO). Lossigeno forma anche degli ossidi particolari, detti perossidi, che contengono due atomi di ossigeno legati tra loro. Nei perossidi lossigeno ha numero di ossidazione –1 e si trova a destra nella formula (H 2 O 2 ).

14 6.3 Proprietà dei composti binari 5 Fondamenti di chimica inorganica I sali binari comprendono una parte metallica, che viene scritta per prima, e una non metalica. Il sale binario più diffuso in natura è il cloruro di sodio (NaCl).

15 6.3 Composti binari 5 Fondamenti di chimica inorganica Ossidi (o ossidi basici) sono i composti dellOssigeno con un metalloAnidridi (o ossidi acidi) sono i composti dellOssigeno con un non metallo La nomenclatura IUPAC utilizza il termine ossido preceduto dai prefissi mono-, di-, tri-, in base al numero di atomi di ossigeno presenti nella molecola. A tale termine, seguono di- e il nome del catione preceduto da un prefisso che specifica il numero di atomi con cui il catione compare nella molecola. Secondo la nomenclatura Stock, gli ossidi dei vari elementi, con numero di ossidazione variabile, sono distinti indicando il n.o. con un numero romano posto tra parentesi. La nomenclatura tradizionale, a differenza delle altre due, distingue gli ossidi dei metalli (ossidi basici) da quelli dei non metalli (ossidi acidi) e utilizza regole diverse nei due casi.

16 6.3 Principali ossidi 5 Fondamenti di chimica inorganica

17 6.3 Composti binari 5 Fondamenti di chimica inorganica Ossidi (o ossidi basici) sono i composti dellOssigeno con un metalloAnidridi (o ossidi acidi) sono i composti dellOssigeno con un non metallo Nel caso degli ossidi acidi, la nomenclatura tradizionale utilizza il termine anidride al posto di ossido. Tale denominazione, molto comune in passato, non è più utilizzata in chimica. 1 Quando il non metallo ha un solo numero di ossidazione, allora il composto prende il nome di anidride seguito dal nome del catione con il suffisso –ica: anidride borica 2 Se il non metallo ha due numeri di ossidazione utilizziamo il suffisso –osa (n.o. minore) e –ica (n.o. maggiore): anidride solforosa, anidride solforica 3 Se il non metallo presenta più di due numeri di ossidazione aggiungiamo il prefisso –ipo (n.o. minimo) e il prefisso per- (n. o. massimo )

18 6.3 Principali anidridi 5 Fondamenti di chimica inorganica

19 6.3 I composti binari dellidrogeno 5 Fondamenti di chimica inorganica Idruri salini: sono composti dellidrogeno con metalli fortemente elettronegativi, tipicamente i metalli del I e II gruppo. Si tratta di composti ionici in cui latomo di idrogeno è presente sotto forma di ione idruro con numero di ossidazione -1 Idruri molecolari o covalenti: sono composti dellidrogeno con semimetalli e non metalli; esempi di tali composti sono il metano e lammoniaca. A differenza dei precedenti, questi composti sono costituiti da molecole e sono spesso liquidi o gassosi Idracidi: sono un piccolo gruppo di sei composti binari di natura molecolare costituiti da idrogeno e da un non metallo. La formula si scrive indicando per primo latomo di idrogeno seguito dal non metallo : HCl, HF, HI…

20 6.3 La nomenclatura dei composti ternari 5 Fondamenti di chimica inorganica Principali composti ternari idrossidiAcidi (ossiacidi)Sali ternari

21 6.3 La nomenclatura dei composti ternari: gli idrossidi 5 Fondamenti di chimica inorganica Gli idrossidi sono composti ionici formati da un metallo e dallo ione idrossido OH–. Nella formula il metallo si trova a sinistra e il gruppo ossidrile a destra, come per esempio nell idrossido di magnesio Mg(OH) 2 La nomenclatura IUPAC assegna a questi composti il nome idrossido preceduto dal suffisso –mono, -di, -tri, ecc. per indicare il numero di gruppi OH presenti nella molecola, seguito dal nome del catione, per esempio idrossido di sodio.

22 6.3 Principali idrossidi 5 Fondamenti di chimica inorganica FormulaNome tradizionaleNome secondo StockNome IUPAC Ca(OH) 2 Idrossido di calcio Diidrossido di calcio Fe(OH) 2 Idrossido ferrosoIdrossido di ferro (II)Diidrossido di ferro Fe(OH) 3 Idrossido ferricoIdrossido di ferro (III)Triidrossido di ferro Sn(OH) 2 Idrossido stannosoIdrossido di stagno (II)Diidrossido di stagno Sn(OH) 4 Idrossido stannico(idrossido di stagno (IV)Tetraidrossido di stagno Al(OH) 3 Idrossido di alluminio Triidrossido di alluminio

23 6.3 La nomenclatura dei composti ternari: gli ossiacidi 5 Fondamenti di chimica inorganica Gli ossiacidi sono composti formati da idrogeno, un non metallo e ossigeno. Gli ossiacidi derivano dalla reazione fra un ossido acido (anidride) e una o più molecole dacqua. Nomenclatura degli ossiacidi IUPAC: acido + non metallo con desinenza riferita al n.o. posto fra parentesi; tradizionale: acido + non metallo con suffisso relativo al n.o.

24 6.3 Principali ossiacidi 5 Fondamenti di chimica inorganica

25 6.3 La nomenclatura dei composti ternari: sali ternari 5 Fondamenti di chimica inorganica I sali ternari sono composti formati da un metallo, un non metallo e lossigeno. I sali ternari si formano per sostituzione degli atomi di idrogeno dellossiacido corrispondente con un metallo. Un sale derivante da un acido ipo…oso assume i suffissi ipo…ito. Lo stesso dicasi per un acido … oso che diventa ione …ito Acido ipocloroso diventa ione ipoclorito; allo ione si aggiunge il catione derivante da un metallo opportuno Un sale derivante da un acido …ico assume la desinenza … ato, lo stesso dicasi per un acido per… ico che diventa ione per…ato Lacido clorico diventa clorato di …

26 6.3 Principali sali 5 Fondamenti di chimica inorganica

27 6.3 Altri tipi di sali 5 Fondamenti di chimica inorganica Sali acidi e Sali basici Gli acidi che contengono più di un idrogeno sono detti poliprotici. Da essi possiamo togliere un numero variabile di atomi di idrogeno ottenendo Sali acidi Ad esempio lacido carbonico H 2 CO 3 può originare lo ione carbonato perdendo entrambi gli idrogeni, oppure lo ione idrogenocarbonato perdendo un solo idrogeno. Esistono anche Sali basici come CaOHPO 4 fosfato monobasico di calcio Sali doppi Sono composti da due diversi cationi metallici, entrambi legati allanione poliatomico. La loro denominazione segue le stesse regole degli altri acidi aggiungendo il termine doppio dopo il nome dellanione Ad esempio NaK(CO 3 ) è il carbonato doppio di sodio e di potassio Sali idrati

28 6.3 Principali sali acidi 5 Fondamenti di chimica inorganica

29 6.3 Poliacidi 5 Fondamenti di chimica inorganica I poliacidi si formano per combinazione di un ossido acido e 1, 2 o 3 molecole dacqua e prendono rispettivamente i prefissi meta-, piro- e orto-.

30 Mappa dei composti inorganici 5 Fondamenti di chimica inorganica


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