8 CAPITOLO I composti chimici e la nomenclatura Indice 1 Il concetto di valenza Il numero di ossidazione Classificazione e nomenclatura dei composti chimici Composti binari Composti ternari Tabella cationi Tabella anioni 1

1 CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Il concetto di valenza Ogni elemento possiede una ben definita capacità di combinazione chiamata valenza. Nei composti con l’idrogeno la valenza di un elemento corrisponde al numero di atomi di idrogeno che possono legarsi con un atomo di quell’elemento. H – C – H H C valenza 4 O H O valenza 2 H – N – H H N valenza 3 H – Cl Cl valenza 1 H ha sempre valenza 1. H C Questo modello molecolare evidenzia che nel metano (CH4) il carbonio è combinato con quattro atomi di idrogeno, per cui ha valenza 4. Ogni idrogeno ha valenza 1. 2

Il numero di ossidazione 2 CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Il numero di ossidazione La valenza di un elemento non considera né la polarità dei legami chimici né gli ioni dei composti ionici, pertanto dai chimici è stata sostituita con il concetto di numero di ossidazione (n.o.) o stato di ossidazione, che è collegato all’elettronegatività. Il numero di ossidazione, a differenza della valenza, può assumere valore positivo o negativo oppure zero. “Il numero di ossidazione di un atomo in un composto covalente polare è la carica che l’atomo assumerebbe se gli elettroni di legame venissero assegnati all’atomo più elettronegativo”. In H : Cl l’elettrone di legame dell’idrogeno viene assegnato al cloro, elemento più elettronegativo, per cui il numero di ossidazione di H è +1, mentre quello di Cl è –1. Il n.o. di uno ione monoatomico corrisponde alla carica elettrica reale dell’atomo. Mediante alcune regole pratiche è possibile assegnare il n.o. ad un elemento in un composto senza conoscere la sua formula di struttura. 3

Classificazione e nomenclatura dei composti chimici 3 CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Classificazione e nomenclatura dei composti chimici In base alle proprietà chimiche i composti inorganici vengono distinti in due classi: composti molecolari composti ionici Cl− Na+ I composti molecolari sono costituiti da molecole individuali. I composti ionici sono costituiti da ioni, atomi o gruppi di atomi con carica elettrica positiva e negativa. Un’altra classificazione divide i composti inorganici in binari e ternari, se formati da due elementi o da tre elementi. Per dare un nome ai composti chimici vengono applicate alcune regole proposte dalla IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Tuttavia permangono i nomi sia della nomenclatura tradizionale sia della notazione Stock. 4

CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti binari 4 CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti binari I composti binari si classificano in: Ossidi di non metalli Gli ossidi di non metalli sono costituiti da atomi di un non metallo e da atomi di ossigeno. Per assegnare il nome a questi composti, la IUPAC tiene conto del numero degli atomi della molecola utilizzando prefissi greci. esa = 6 epta = 7 octa = 8 nona = 9 deca = 10 mono = 1 di = 2 tri = 3 tetra = 4 penta = 5 PREFISSI GRECI La nomenclatura tradizionale usa i suffissi - oso e – ico. Formula SO2 SO3 diossido di zolfo triossido di zolfo N.O. di S Nome tradizionale IUPAC + 4 + 6 anidride solforosa anidride solforica Nei composti in cui un elemento presenta più di due numeri di ossidazione, si ricorre a ulteriori prefissi, ipo- e per -. 5

CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti binari 4 CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti binari Ossidi dei metalli Costituiti dallo ione metallico e dallo ione ossido O2 (n.o. -2). Per gli ossidi in cui lo ione metallico presenta più di un valore del numero di ossidazione si ricorre anche alla notazione Stock (ufficializzata dalla IUPAC). N.O. ossido di ferro triossido di diferro ossido di dirame ossido di rame ossido di stagno diossido di stagno ossido di piombo diossido di piombo ossido di nichel triossido di dinichel Formula Nome Tradizionale IUPAC FeO Fe2O3 Cu2O CuO SnO SnO2 PbO PbO2 NiO Ni2O3 ossido ferroso ossido ferrico ossido rameoso ossido rameico ossido stannoso ossido stannico ossido piomboso ossido piombico ossido nicheloso ossido nichelico Ossido di ferro (II) Ossido di ferro (III) Ossido di rame (I) Ossido di rame (II) Ossido di stagno (II) Ossido di stagno (IV) Ossido di piombo (II) Ossido di piombo (IV) Ossido di nichel (II) Ossido di nichel (III) Notazione di Stock + 2 + 3 + 1 + 4 6

Nome in soluzione acquosa 4 CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti binari Perossidi Composti binari in cui sono presenti due atomi di ossigeno. H – O (acqua ossigenata) Idracidi Composti binari caratterizzati dalla presenza dell’idrogeno come primo elemento e di un elemento del gruppo 6A (escluso l’ossigeno) o del gruppo 7A. acido fluoridrico acido cloridrico acido bromidrico acido iodidrico acido solfidrico Formula Nome del composto Nome in soluzione acquosa HF HCl HBr Hl H2S fluoruro di idrogeno cloruro di idrogeno bromuro di idrogeno ioduro di idrogeno solfuro di idrogeno Dagli idracidi deriva una classe di composti, chiamati sali, che presentano il suffisso -uro. 7

CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti binari 4 CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti binari Idruri covalenti Composti binari dell’idrogeno con un semimetallo o con i non metalli dei gruppi 4A, 5A e 6A. Sono esempi di idruri covalenti CH4 (metano), NH3 (ammoniaca), H2O (acqua). Idruri salini Composti ionici binari dell’idrogeno (n.o. -1) con metalli (in particolare del 1° e del 2° gruppo A). 8

CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti ternari 5 CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti ternari I composti ternari, costituiti da tre elementi, si classificano in: Idrossidi (o basi) Composti ionici formati da un catione metallico e da uno o più gruppi OH (ione idrossido). Per la nomenclatura di questi composti il termine idrossido è seguito dal nome del catione metallico. idrossido di sodio idrossido di calcio idrossido di ferro (II) idrossido di ferro (III) Formula Nome tradizionale Notazione di Stock NaOH Ca(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 idrossido ferroso idrossido ferrico 9

CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti ternari 5 CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti ternari Ossiacidi Sono composti ternari molecolari nella cui formula si scrive l’idrogeno come primo elemento, segue un non metallo e quindi l’ossigeno. acido triossocarbonico (IV) acido triossosilicico (IV) acido diossonitrico (III) acido triossonitrico (V) acido triossosolforico (IV) acido tetraossosolforico (VI) acido triossofosforico (III) acido tetraossofosforico (V) acido ossoclorico (I) acido diossoclorico (III) acido triossoclorico (V) acido tetraossoclorico (VII) acido triossoborico (III) Formula Nome tradizionale IUPAC H2CO3 H2SiO3 HNO2 HNO3 H2SO3 H2SO4 H3PO3 H3PO4 HClO HClO2 HClO3 HClO4 H3BO3 acido carbonico acido silicico acido nitroso acido nitrico acido solforoso acido solforico acido fosforoso acido fosforico acido ipocloroso acido cloroso acido clorico acido perclorico acido borico 10

CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti ternari 5 CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti ternari Dagli ossiacidi, per perdita di uno o più atomi di idrogeno, si ottengono ioni negativi che prendono il nome di anioni. Gli anioni presentano una carica negativa per ogni idrogeno perduto dall’ossiacido. PO3−4 PO3−3 NO−3 NO−2 Formula ossiacido Nome Formula dell’anione H3PO4 H3PO3 HNO3 HNO2 acido fosforico acido fosforoso acido nitrico acido nitroso ione fosfato ione fosfito ione nitrato ione nitrito 11

CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti ternari 5 CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Composti ternari Sali ternari Composti ionici che risultano dalla combinazione di un catione metallico con l’anione dell’ossiacido. diossonitrato (III) di sodio tetraossosolfato (VI) di ferro (II) tetraossosolfato (VI) di rame (II) triossocarbonato di sodio di [triossonitrato (V)] di rame (II) tri [tetraossosolfato (VI)] di ferro (III) Formula Nome Tradizionale IUPAC NaNO2 FeSO4 CuSO4 Na2CO3 Cu(NO3)2 Fe2(SO4)3 nitrito di sodio solfato ferroso solfato rameico carbonato di sodio nitrato rameico solfato ferrico solfato di ferro (II) solfato di rame (II) nitrato di rame (II) solfato di ferro (III) Notazione di Stock 12

CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA 5 Composti ternari Sali idrati Composti che nei loro cristalli contengono una quantità ben definita e costante di acqua legata chimicamente. Il legame si rappresenta con un punto. CuCl22 H2O cloruro di rame (II) biidrato (azzurro) CoCl26 H2O cloruro di cobalto (II) esaidrato (rosso) Appartengono alla classe dei sali anche i sali acidi, basici e doppi. 13

CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Tabella cationi 14

CAPITOLO 8. I COMPOSTI CHIMICI E LA NOMENCLATURA Tabella anioni 15