Chimica per il liceo/Nomenclatura chimica

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Cenni storici[modifica]

La nomenclatura chimica è il sistema dei termini ordinati e predisposti secondo norme convenzionali, per denominare i composti ed evitare ogni possibile confusione fra di essi, con lo scopo di favorire una comunicazione chiara all'interno della comunità scientifica.

In passato le sostanze chimiche venivano nominate sulla base delle loro proprietà morfologiche, del metodo di preparazione, del materiale da cui avevano origine, del comportamento chimico.

I primi a tentare una riforma della nomenclatura chimica furono A. Baumé, P. Macquer ed in particolare Bergman che, nel 1770-80 circa, propose il principio binomiale per il nome dei sali, derivato dal corrispettivo sistema botanico di Linneo. Ad esempio, Bergman denominava "magnesia vetriolata, aerata, nitrata, salita" rispettivamente solfato, carbonato, nitrato e cloruro di magnesio.

Nel 1786 Guyton de Morveau (allievo di Bergman), Fourcroy, Berthollet e Lavoisier vennero incaricati dall’Académie Française di attuare una riforma della nomenclatura chimica. Con questa nuova nomenclatura introdotta nel 1787 si cominciarono ad adoperare, ad esempio, i suffissi -ico, -oso, -ato, -ito, -uro, che sono usati anche oggi.

Sempre nel 1787 Guyton de Morveau espose i principi della nuova nomenclatura sistematica:

  • Ogni composto deve avere una propria denominazione unica e caratteristica. Questo per ovviare al fatto che per il medesimo composto esistono molti nomi diversi, il che non solo determina confusione ed incomprensione, ma grosse perdite di tempo in ricerche ripetute.
  • Come componenti del nome dovevano usarsi le radici dei nomi latini o greci delle parti che entravano a far parte del composto; mai, ad esempio, il nome di chimici. Questo comportava il principio della relazione diretta tra designazione delle sostanze e loro composizione.
  • "È desiderabile che il nome non sia espressione di qualsivoglia ipotesi".
  • Per i composti vengono date denominazioni di genere e specifiche, analogamente a quanto si fa in altre scienze naturali (acidi, alcali, terre, calci, ecc.).
  • Se due elementi formano tra loro più composti, questo si esprime mediante prefissi o suffissi al nome specifico (vedi le terminazioni –ito, –ato, e i prefissi –ipo, –per, sesqui–, mono–, bi–, ecc.).


Dal 1957 è la IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry) a regolamentare la nomenclatura chimica, riunendosi periodicamente con il fine di aggiornare le regole della “sintassi chimica” in base alle nuove conoscenze tenendo conto del principio di non ambiguità.

Differenza tra nomenclatura IUPAC e tradizionale[modifica]

nomenclatura chimica: insieme di regole che permette di attribuire un nome specifico alla formula di un composto e viceversa. nonostante alcuni composti vengano riconosciuti attraverso un nome comune (es.H2O = acqua), la maggior parte di essi seguono delle regole generali. Tali norme sono individuate in due diversi tipi di nomenclatura chimica:

  1. Nomenclatura tradizionale: basata sull'utilizzo di prefissi e suffissi, a seconda del numero di ossidazione, per descrivere le caratteristiche chimiche delle diverse molecole (es.H2CO3 = acido carbonico)
  2. nomenclatura IUPAC: indica tipo e numero di atomi presenti (es.H2CO3 = acido triossocarbonico)

MINITEST

1

Quali sono i tipi di nomenclatura chimica?

Tradizionale e IUCAP
IUCAP e classica
Tradizionale e IUPAC
classsica e tradizionale.

2

Completa la frase

La nomenclatura

è un insieme di regole che permette di attribuire un nome specifico alla

di un composto e viceversa.

3

Completa la frase

La nomenclatura

indica tipo e numero di atomi presenti mentre la nomenclatura

fa uso di prefissi e suffissi in base al numero di

.

4

Indica il nome del composto NH3 secondo nomenclatura tradizionale.


Valenza e numero di ossidazione[modifica]

Valenza[modifica]

La valenza di un elemento in un composto è il numero di legami che l'elemento instaura con atomi di altri elementi. La valenza corrisponde al numero di elettroni ceduti, acquistati o condivisi dall'elemento nel composto considerato (infatti gli elettroni più esterni sono detti anche elettroni di valenza).

Numero di ossidazione (n.o.)[modifica]

Il numero di ossidazione di un elemento in un composto è definito come la carica elettrica formale che l'elemento assumerebbe nel composto, se gli elettroni di ciascun legame venissero attribuiti all'atomo più elettronegativo, come se da esso fossero completamente acquistati.

Calcolo del numero di ossidazione[modifica]

Numero Regola
1 Il n.o. di una specie chimica allo stato elementare è 0
2 Due atomi uguali, uniti da uno o più legami covalenti omopolari, non si sottraggono elettroni vicendevolmente, poiché sono equamente condivisi (quindi n.o.=0)
3 Cationi e anioni hanno n.o. uguale alla propria carica
4 In una molecola la somma algebrica dei n.o. di tutti gli atomi è 0
5 L'idrogeno (H) ha sempre n.o. uguale a +1, tranne che negli idruri (composti binari con dei metalli) in cui presenta n.o.= -1
6 L'ossigeno (O) ha sempre n.o. uguale a -2, tranne che nei perossidi (ad esempio l'acqua ossigenata) nei quali n.o.= -1
7 Nei metalli il n.o. è sempre positivo. Quelli del gruppo 1 hanno n.o.= +1 (ad esempio il sodio-Na); quelli del gruppo 2 e lo zinco ed il cadmio hanno n.o.= +2 (ad esempio il calcio-Ca) ; quelli del gruppo 3 hanno n.o.= +3 (ad esempio l'alluminio-Al e il boro-B)
8 Il fluoro (F) ha sempre n.o. = -1; il cloro (Cl), il bromo (Br) e lo iodio (I) hanno n.o. = -1 tranne nei composti in cui sono legati sono legati a fluoro e ossigeno nei quali assumono n.o. pari a +1,+3,+5,+7

http://ww2.unime.it/cclchim/generale/images/stati_ox.gif

MINITEST

1

Calcola il numero di ossidazione del Cl nel composto HClO4

2

Calcola il numero di ossidazione del N nel composto NH3

3

Calcola il numero di ossidazione del N nel composto HNO3

4

Calcola il numero di ossidazione del Cl nell'acido cloridrico


Composti binari: ossidi basici[modifica]

Gli ossidi basici sono composti binari ( due elementi ) formati da un elemento con carattere metallico e atomi di ossigeno, che si originano mediante una reazione di sintesi ( Α+Β=AB ). L'ossigeno ha sempre numero di ossidazione -2 e viene scritto per ultimo essendo il più elettronegativo. Questi reagendo con l'acqua generano gli idrossidi.

Nella tabella sottostante sono elencati alcuni ossidi basici:

Composto Numero ossidazione
del metallo
Nomenclatura tradizionale Nomenclatura IUPAC
Na2O
+1
Ossido di sodio
Ossido di disodio
CuO
+2
Ossido rameico
Ossido di rame
Cu2O
+1
Ossido rameoso
Ossido di dirame
FeO
+2
Ossido ferroso
Ossido di ferro
Fe2O3
+3
Ossido ferrico
Triossido di diferro
PbO
+2
Ossido piombico
Ossido di piombo
Pb2O
+1
Ossido piomboso
Ossido di dipiombo

La nomenclatura tradizionale chiama gli ossidi basici: ossidi. Un metallo può avere più numeri di ossidazione:

  • Se ha un solo numero di ossidazione il composto assumerà il nome di ossido + di + “nome del metallo”;
  • Se ha due numeri di ossidazione potrà formare con l’ossigeno due differenti ossidi. L’ossido che presenta il metallo con un numero di ossidazione minore assumerà il suffisso –oso. Mentre quello con numero di ossidazione maggiore assumerà il suffisso –ico;
  • Se ha più di due numeri di ossidazione si utilizzano i prefissi ipo- e il suffisso -oso per il numero di ossidazione più basso, mentre il prefisso per- e il suffisso -ico per quello più alto. Per i numeri di ossidazione intermedi si segue la regola del metallo con due numeri di ossidazione.

Anche la nomenclatura IUPAC denomina gli ossidi basici: ossidi. A differenza della nomenclatura tradizionale, la IUPAC esplicita il numero di atomi presenti identificandoli con dei prefissi che precedono e la parola ossido e il nome dell’elemento. Questi sono: mono(1 atomo) -a volte omesso-, di(2 atomi), tri(3 atomi), tetra(4 atomi), penta(5 atomi), esa(6 atomi), epta(7 atomi). Ad esempio il composto Fe2O3 assumerà il nome di triossido di diferro.

Minitest







  

1

Indica la formula dell'ossido di disodio

2

Indica la formula dell' ossido ferrico (n.o. del ferro +3)

3

Indica il nome tradizionale del composto CuO (n.o Cu: +1, +2)

4

Indica il nome IUPAC del composto Pb2O

5

Indica la formula dell'ossido di potassio

6

Indica la formula dell' ossido stannico (n.o dello stagno: +4)

7

Indica il nome IUPAC del composto Al2O3

8

Indica il nome tradizionale del composto CoO (n.o Co: +2, +3)


Composti binari: ossidi acidi[modifica]

Viene detto ossido acido o anidride quel composto binario formato da ossigeno (l'ossigeno ha numero di ossidazione -2) e non metalli (gli elementi a destra nella tavola periodica). Gli ossidi acidi si originano per sintesi, come gli ossidi basici, ovvero A+B=AB. <br\>Se il non metallo presenta più numeri di ossidazione, forma con l'ossigeno anidridi diversi. Segue una tabella con le anidridi più importanti.

Elemento Numero di ossidazione Formula Nome tradizionale Nome IUPAC
B +3 B2O3 anidride borica triossido di diboro
C +2 CO anidride carboniosa monossido di carbonio
C +4 CO2 anidride carbonica diosssido di carbonio
N +3 N2O3 anidride nitrosa triossido di diazoto
N +5 N2O5 anidride nitrica pentaossido di diazoto
S +4 SO2 anidride solforosa diossido di zolfo
S +6 SO3 anidride solforica triossido di zolfo
Cl +1 Cl2O anidride ipoclorosa ossido di dicloro
Cl +3 Cl2O3 anidride clorosa triossido di dicloro
Cl +5 Cl2O5 anidride clorica pentaossido di dicloro
Cl +7 Cl2O7 anidride perclorica eptaossido di dicloro
Br +1 Br2O anidride ipobromosa ossido di dibromo
Br +3 Br2O3 anidride bromosa triossido di dibromo
Br +5 Br2O5 anidride bromica pentaossido di dibromo
Br +7 Br2O7 anidride perbromica eptaossido di dibromo

Al nome del composto va fatto seguire un attributo formato dal nome del non metallo e dal suffisso -ica se il composto ha un solo numero di ossidazione. Ad esempio il carbonio (n.o. C = +1) forma l'anidride carbonica o diossido di carbonio CO2 . Se invece l’elemento ha due numeri di ossidazione, il suffisso diventa -oso o –osa nel caso in cui il composto abbia il n.o. più basso ed –ico o –ica nel caso in cui il composto abbia il n.o. più alto (lo zolfo ad esempio forma l’anidride solforosa SO2 quando il n.o. è +4 e l’anidride solforica SO3 quando il n.o. è +6). Per quanto riguarda gli elementi con n.o. ≥ 2 è necessario utilizzare i suffissi –oso (o –osa) ed –ico (o –ica) per i composti con i due n.o. intermedi mentre negli altri composti si utilizza il prefisso ipo- e il suffisso -oso (o –osa) per il n.o. più basso o il prefisso per- e il suffisso -ico (o -ica) per il n.o. più alto: ad esempio il cloro forma l’anidride ipoclorosa Cl2O con n.o.Cl=+1 o l’anidride perclorica Cl2O7 con n.o.Cl=+7.

MINITEST

1

Indica la formula dell'anidride carbonica

2

Indica la formula del pentaossido di dicloro

3

Indica il nome tradizionale del composto SO2

4

Indica il nome IUPAC del composto N2O3

5

Indica la formula dell'anidride carboniosa

6

Indica la formula del triossido di diboro

7

Indica il nome tradizionale del composto Br2O3

8

Indica il nome IUPAC del composto SO3


Composti binari: idruri metallici e non metallici[modifica]

Idruri metallici (idruri salini o ionici)[modifica]

Sono i composti dell'idrogeno con i metalli. Solo in questi composti l'idrogeno ha numero di ossidazione -1 (in tutti gli altri è sempre +1). Sono composti ionici, solidi.

FORMULA nomenclatura tradizionale nomenclatura IUPAC
LiH idruro di litio idruro di litio
AlH3 idruro di alluminio triidruro di alluminio
MgH2 idruro di magnesio diidruro di magnesio
FeH3 idruro ferrico triidruro di ferro
CuH idruro rameoso idruro di rame
  • Nella formula l'idrogeno va scritto dopo il metallo perché ha una maggiore elettronegatività

Idruri non metallici (idruri covalenti)[modifica]

Sono i composti dell'idrogeno con i NON metalli (tranne gli alogeni e zolfo) e i semimetalli. Sono composti molecolari (con legami covalenti) in genere gassosi o liquidi.

FORMULA nomenclatura tradizionale nomenclatura IUPAC
NH3 ammoniaca triidruro di azoto
PH3 fosfina triidruro di fosforo
CH4 metano tetraidruro di carbonio
SiH4 silano tetraidruro di silicio
AsH3 arsina triidruro di arsenico
  • La nomenclatura tradizionale usa nomi consolidati nella tradizione chimica, mentre la IUPAC segue la solita logica.


MINITEST

1

Indica la formula dell'idruro di litio

2

Indica la formula del diidruro di calcio

3

Indica il nome tradizionale del composto MgH2

4

Indica il nome IUPAC del composto AlH3

5

Indica la formula dell'ammoniaca

6

Indica la formula del tetraidruro di carbonio

7

Indica il nome tradizionale del composto PH3

8

Indica il nome IUPAC del composto SiH4


Composti binari: idracidi[modifica]

Gli alogeni, elementi del VII gruppo, e lo zolfo, formano con l'idrogeno composti binari a carattere acido definiti come idracidi. Inoltre in questi composti l'idrogeno ha sempre numero di ossidazione (n.o.) +1, gli alogeni n.o. -1 e lo zolfo n.o. -2. L'idrogeno essendo il meno elettronegativo dei due elementi nella formula va scritto per primo.


Nomenclatura Tradizionale/IUPAC:
Nomi di alcuni composti binari.

Composto Nomenclatura Tradizionale Nomenclatura IUPAC
HF acido fluoridrico fluoruro di idrogeno
HCl acido cloridrico cloruro di idrogeno
HBr acido bromidrico bromuro di idrogeno
HI acido iodidrico ioduro di idrogeno
H2S acido solfidrico solfuro di diidrogeno
H2Se acido selenidrico seleniuro di diidrogeno
H2Te acido telluridrico tellururo di diidrogeno
HN3 acido azotidrico azoturo di idrogeno

La nomenclatura tradizionale prevede che il termine "acido" seguito dal nome del non metallo termini con il suffisso -idrico.
La nomenclatura IUPAC invece, 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).

Applicando la "Regola dell'incrocio" risulta che la formula generale di un idracido è HnX in cui: X = simbolo chimico dell'elemento del VI o del VII gruppo; n = numero di ossidazione dell'elemento X.

Composti binari: sali binari[modifica]

  • Viene detto sale binario un composto ionico formato da un catione metallico e da un anione non-metallico. Nella formula che rappresenta un sale binario, si indica sempre prima l'elemento metallico seguito poi dall'elemento non-metallico.
  • Esempio di alcuni sali binari:
FORMULA MINIMA NOMENCLATURA TRADIZIONALE NOMENCLATURA IUPAC
NaCl cloruro di sodio cloruro di sodio
Na2S solfuro di sodio solfuro di disodio
CaI2 ioduro di calcio diidruro di calcio
AlF3 floruro di alluminio trifluoruro di alluminio
FeCl2 cloruro ferroso dicloruro di ferro
FeCl3 cloruro ferrico tricloruro di ferro
CsBr bromuro di cesio bromuro di cesio
  • La nomenclatura IUPAC dei sali binari fa seguire alla radice del nome dell'elemento non-metallico il suffisso -uro, la preposizione di e il nome del metallo, indicando con l'opportuno prefisso il numero di atomi presenti.
  • La nomenclatura tradizionale invece prevede cha la radice del nome dell'elemento metallico sia seguita dal suffisso -oso, nelle specie a numero di ossidazione più basso, e -ico, nelle specie a numero di ossidazione più alto.

MINITEST

1

Indica la formula del solfuro di potassio

2

Indica la formula del dicloruro di rame

3

Indica il nome tradizionale del composto NaCl

4

Indica il nome IUPAC del composto AlCl3

5

Indica la formula bromuro di litio

6

Indica la formula del diioduro di calcio

7

Indica il nome tradizionale del composto AgBr

8

Indica il nome IUPAC del composto BaBr2


Composti ternari: idrossidi[modifica]

Definizione:

Gli idrossidi sono composti ternari, ovvero combinazioni di tre elementi diversi. Gli idrossidi sono formati da un metallo, ossigeno e idrogeno. Gli idrossidi sono sistemi basici costituiti da un ione metallico positivo(Mn+) e da ioni idrossido OH-.

Formula e denominazione degli idrossidi:

-formula molecolare: metallo+gruppi OH(tanti quanti il numero di ossidazione del metallo).

-denominazione:

nomenclatura tradizionale nomenclatura IUPAC
Scrivere la parola idrossido. Nel caso in cui il metallo abbia un unico numero di ossidazione la parola idrossido è seguita da di e il nome del metallo oppure seguita dal nome del metallo terminante in -ico. Se invece il metallo ha più di un numero di ossidazione il nome del metallo termina in -oso quando ha numero di ossidazione minore e -ico quando ha numero di ossidazione maggiore Scrivere la parola idrossido preceduta da prefissi che indicano il numero dei gruppi -OH, come di-(per due gruppi -OH), tri-(per tre gruppi -OH). La parola idrossido è seguita da di e il nome del metallo.
Esempi di alcuni idrossidi:
Composto Nomenclatura tradizionale Nomenclatura IUPAC
NaOH idrossido di sodio (o sodico) idrossido di sodio
KOH idrossido di potassio (o potassico) idrossido di potassio
Ca(OH)2 idrossido calcico diidrossido di calcio
Ba(OH)2 idrossido barico diidrossido di bario
Fe(OH)2 idrossido ferroso diidrossido di ferro
Fe(OH)3 idrossido ferrico triidrossido di ferro
Al(OH)3 idrossido di alluminio (o alluminico) triidrossido di alluminio


MINITEST

1

Indica la formula dell'idrossido ferroso

2

Indica la formula del diidrossido di calcio

3

Indica il nome tradizionale del composto Sn(OH)2

4

Indica il nome IUPAC del composto Al(OH)3

5

Indica la formula dell'idrossido di magnesio (magnesico)

6

Indica la formula del diidrossido di bario

7

Indica il nome tradizionale del composto Fe(OH)3

8

Indica il nome IUPAC del composto KOH


Composti ternari: ossoacidi e relativo anione[modifica]

  • Sono composti ternari con comportamento acido, formati da idrogeno, ossigeno e un NON metallo. Derivano dalla reazione in acqua di una anidride (ossido acido). Nella formula i componenti si scrivono nel seguente ordine: H+NM+O (idrogeno-non metallo-ossigeno).
formula nomenclatura tradizionale nomenclatura IUPAC anione: formula anione: nom.tradizionale anione: nom. IUPAC
H2CO3 acido carbonico acido triossocarbonico (IV) CO32- carbonato triossocarbonato (IV)
HCO3- idrogenocarbonato (bicarbonato) idrogenotriossocarbonato (IV)
HNO2 acido nitroso acido diossonitrico (III) NO2- nitrito diossonitrato
HNO3 acido nitrico acido triossonitrico (III) NO3- nitrato triossonitrato
H2SO3 acido solforoso acido triossosolforico (IV) SO32- solfito triossosolfato (IV)
H2SO4 acido solforico acido tetraossosolforico (VI) SO42- solfato tetrassosolfato (VI)
HSO4- idrogenosolfato (bisolfato) idrogenotetrassosolfato (VI)
H3PO4 acido (orto)fosforico acido tetraossofosforico (V) PO43- fosfato tetraossofosfato (V)
HClO acido ipocloroso acido (mono)ossoclorico (I) ClO- ipoclorito ossoclorato (I)
HClO2 acido cloroso acido diossoclorico (III) ClO2- clorito diossoclorato (III)
HClO3 acido clorico acido triossoclorico (V) ClO3- clorato triossoclorato (V)
HClO4 acido perclorico acido tetraossoclorico (VII) ClO4- perclorato tetraossoclorato (VII)
  • Negli ossoacidi la nomenclatura IUPAC viene un po' meno alla sua logica ferrea (ovverosia la formula letta a partire dalla fine tenendo conto degli indici), per cui in entrambe le nomenclature si inizia con il termine acido .... Inoltre nella IUPAC si precisa anche il numero dell'ossidazione del non-metallo.

Nell'anione, se la dissociazione non è completa, si usa il prefisso idrogeno... o diidrogeno...


MINITEST

1

Indica la formula dell'acido carbonico

2

Indica la formula dello ione idrogenotriossocarbonato (IV)

3

Indica il nome tradizionale del composto HNO3

4

Indica il nome IUPAC del composto H2SO3

5

Indica la formula dell'acido solforico

6

Indica la formula dello ione ipoclorito

7

Indica il nome tradizionale del composto H3PO4

8

Indica il nome IUPAC del composto HClO4


Composti ternari: sali ternari[modifica]

Il sottogruppo dei sali ternari della famiglia dei sali vede nella formula chimica sempre la presenza di almeno un atomo d'ossigeno, in quanto questi sali sono frutto di una reazione chimica in cui un reagente è un ossoacido. Generalmente la maggior parte degli errori si concentra proprio su questi composti, per la grande quantità di cose cui si deve prestare attenzione. I sali ternari sono composti formati da un anione (cariche negative) e da un catione (cariche positive).

  • L'anione si ricava per dissociazione di un ossoacido (composto ternario formato da idrogeno,non metallo e ossigeno); le cariche negative corrispondono agli idrogeni che non sono presenti nella formula dell'anione.

Esempio ---> (HNO2 acido nitroso --> NO-2 nitrito)

  • Il catione è in genere un metallo


  • Tabella con formula, nome tradizionale, nome IUPAC
Composto Nomenclatura Tradizionale Nomenclatura IUPAC
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
Fe(ClO4)3 Perclorato ferrico Tris(tetraossoclorato) (VII) di ferro (III)
Mg(ClO2)2 Clorito di magnesio Bis(diossoclorato) (III) di magnesio


  • Nomenclatura tradizionale

Il nome di un sale nella nomenclatura tradizionale è dato dall'attributo del corrispondente radicale acido, completo di suffissi e prefissi,seguito dal nome dello ione positivo con i suffissi -oso e -ico a seconda del numero di ossidazione (n.o.)

  • Nomenclatura IUPAC

Il nome del sale deve essere ricavato dal nome del corrispondente radicale acido; a questo segue il nome del metallo, eventualmente preceduto da uno dei prefissi che indicano il numero di atomi metallici presenti.


MINITEST

1

Indica la formula del clorato di sodio

2

Indica la formula del triossocarbonato(IV) di calcio

3

Indica il nome tradizionale del composto KNO2

4

Indica il nome IUPAC del composto NaHSO4

5

Indica la formula del Clorito di magnesio

6

Indica la formula del Triossosolfato (IV) di calcio

7

Indica il nome tradizionale del composto Fe(NO3)3

8

Indica il nome IUPAC del composto NaClO3