Regole e convenzioni della nomenclatura IUPAC e tradizionale

1
Regole e convenzioni della nomenclatura IUPAC e
tradizionale

• Ogni specie chimica viene rappresentata
  univocamente con una formula e indicata con un
  nome mediante simboli ed indici numerici che
  indicano rispettivamente gli elementi ed il
  numero degli atomi presenti nella molecola
• La nomenclatura segue specifiche regole e
  convenzioni stabilite dallorganismo
  internazionale IUPAC (International Union of Pure
  and Applied Chemistry) nonostante per molti
  composti sia ancora in uso la nomenclatura
  tradizionale
• cloruro di sodio NaCl ? un atomo di cloro e uno
  di sodio
• metano CH4 ? un atomo di carbonio e quattro di
  idrogeno
• solfato di ferro (III) Fe2 (S04)3 ? due atomi di
  ferro e tre gruppi S042 -ovvero tre atomi di
  zolfo e dodici atomi di ossigeno

2
Regole e convenzioni della nomenclatura IUPAC e
tradizionale
Nomenclatura tradizionale Trae origine dalla
distinzione degli elementi in metalli e non
metalli indica con suffissi e prefissi i diversi
stati di ossidazione degli elementi permette di
distinguere facilmente gli acidi dalle basi e tra
ossidi, perossidi e superossidi. Nomenclatura
IUPAC Si compone il nome della specie chimica
esplicitando la formula ovvero mettendo in
evidenza il numero di atomi ed il numero di
ossidazione degli elementi ? corrispondenza
logica dal punto di vista letterale e numerico.

3
Tavola periodica degli elementi

• Rappresenta la risposta alla necessità di
  ordinare le conoscenze accumulate per ogni
  elemento.
• Nel sistema periodico costituito da gruppi e
  periodi, gli elementi vengono ordinati secondo
  numero atomico crescente ed in modo che si
  riscontri una periodicità nella struttura degli
  atomi ovvero delle loro proprietà chimiche.

4
Tavola periodica degli elementi

• Ciascun gruppo (colonne verticali) comprende
  elementi i cui atomi hanno configurazione
  elettronica esterna e crescente Z andando verso
  il basso.
• Lungo ciascun gruppo ? procedendo dallalto verso
  il basso gt il numero quantico principale (n) di
  una unità ? gt il carattere metallico e lt
  lelettronegatività.
• Ciascun periodo (colonne orizzontali) comprende
  atomi con configurazione elettronica esterna che
  varia con regolarità seguendo il riempimento
  progressivo degli orbitali di 1 e- alla volta.
  Gli atomi sono ordinati secondo il criterio
  dellandare a capo ogni volta che n gt di una
  unità ovvero con il completamento dellottetto
  (configurazione elettronica esterna s2 p6)
• Lungo ciascun periodo ? procedendo da SN verso
  DX, (escludendo le serie di transizione che
  rappresentano delle stasi), aumenta il numero
  atomico (Z) per riempimento progressivo degli
  orbitali ? si passa da elementi con proprietà
  metalliche ad elementi con proprietà anfotere ed
  infine ad elementi con proprietà non metalliche
  ciascun periodo si chiude con un gas nobile.

5

• Numero d'ossidazione (n.ox.)
• Dato un atomo legato ad altri atomi, quindi in
  una molecola, il suo stato di ossidazione o
  numero di ossidazione, corrisponde al numero
  delle cariche che l'atomo assume se, per
  convenzione, si considera un trasferimento dei
  doppietti elettronici di legame all'atomo più
  elettronegativo
• Nel caso di composti ionici il n.ox. corrisponde
  alleffettiva carica dellatomo
• Nelle molecole in cui siano presenti legami
  covalenti il n.ox. rappresenta una grandezza
  convenzionale in quanto lA non modifica la sua
  struttura elettronica esterna
• ES. BaCl2 ioni Ba2 e ioni 2Cl- ? Ba perde 2 e-
  ed il Cl uno per atomo
• Uno stesso elemento può presentare n.ox. diversi.

6

• Il n.ox di un composto si assegna secondo le
  seguenti regole

• n.ox. 0 in tutti gli elementi allo stato
  elementare e quando gli atomi presenti nella
  molecola sono uguali, cioè non esiste differenza
  di elettronegatività.
• Es H2 Br2 O2
• La somma algebrica dei n.ox. di uno ione è uguale
  alla sua carica.
• Quindi, il n.ox. dellN nello ione ammonio NH4 è
  -3.
• In tutti i composti l'ossigeno ha n.ox. -2
  (tranne nei perossidi dove n.ox. -1 Es. H2O2
  nei superossidi è -1/2)
• In tutti i composti l'idrogeno ha n.ox. 1
  (tranne negli idruri metallici NaH in cui è -1)
• La somma algebrica dei n.ox. degli atomi di una
  molecola è sempre 0.
• Quindi, per calcolare il n.ox. dello S nellacido
  solforico H2SO4 si procede così
• 0 -8 (O) 2 (H) S quindi S 6

7
La nomenclatura si basa sulla distinzione
fondamentale dei composti in

• Binari, formati da due soli tipi di elementi
• IDRURI
• IDRACIDI
• OSSIDI BASICI
• OSSIDI ACIDI
• Ternari, formati da tre diverse specie di
  elementi
• IDROSSIDI o BASI
• OSSIACIDI o ACIDI OSSIGENATI
• SALI

8
1) Nomenclatura dei composti binari

• L'idrogeno e l'ossigeno danno composti chimici
  diversi a seconda che reagiscano con metalli (Me)
  o non metalli (n-Me)
• IDRURI
• IDRACIDI
• OSSIDI BASICI
• OSSIDI ACIDI

9
1) Nomenclatura dei composti binari

• In generale
• Nome ?
• genericamente l'elemento più elettronegativo (non
  metallo) ovvero l'unità negativa deve essere
  enunciato prima dell'elemento meno
  elettronegativo (metallo) ovvero l'unità positiva
  lasciando invariato il nome del primo elemento e
  addizionando il suffisso URO al secondo
• Formula bruta ?
• al contrario, si ottiene indicando prima l'unità
  positiva (metallo) e poi quella negativa (non
  metallo).
• Es.
• HCl cloruro di idrogeno
• H2S acido solfidrico o solfuro di idrogeno
• NaCl cloruro di sodio
• KBr bromuro di potassio

10
1) Nomenclatura dei composti binari

• IDROGENO
• H2 Me ? IDRURI salini ? idruro di me
• Idrogeno combinato con metalli del I o II gruppo
  (H ha n.ox. -1).
• In soluzione acquosa riducono lH2O formando OH-
  (H- H2O ? OH- H2).
• NaH idruro di sodio
• CaH2 idruro di calcio
• H2 n-Me ? IDRACIDI ? acidoidrico(trad.)
  -uro. (IUPAC)
• Es. H2Cl2 ? 2HCl
• Idrogeno combinato con elementi dei gruppi 3 ?7
  (H ha n.ox. 1).
• In soluzione acquosa formano H3O
• HCl acido cloridrico o cloruro di idrogeno
• H2S acido solfidrico o solfuro di idrogeno

11
1) Nomenclatura dei composti binari

• OSSIGENO (n.ox -2)
• O2 Me ? OSSIDI BASICI ? ossido di me
• Es. 4Al 3O2 ? 2Al2O3 ossido di alluminio
• Ossigeno legato con legame ionico ad A con scarsa
  elettronegatività (metalli del I o del II gruppo
• o con elementi di transizione come Fe, Cu, Pb e
  Zn, Al).
• I composti sono formati da un catione metalico
  Mex e dallo ione ossido O2- (n.ox. -2).
• In soluzione acquosa formano basi (K2O H2O ?
  2KOH)
• K2O ossido di potassio
• Na2O ossido di sodio
• O2 n-Me ? OSSIDI ACIDI o ANIDRIDI ? ossido di
  n-Me (IUPAC) anidride (trad.)
• Es. O2S ? SO2 anidride solforosa o triossido di
  zolfo
• 3O22N2 ? 2N2O3 anidride nitrosa o
  triossido di diazoto
• Ossigeno legato covalentemente ad A con elevata
  elettronegatività (Si, N P, CI. Br, ecc.).
• In soluzione acquosa formano acidi (Cl2O H2O ?
  2HClO).
• CO2 diossido di carbonio o anidride carbonica
• Cl2O ossido di dicloro o anidride ipoclorosa)

12
1) Nomenclatura dei composti binari
OSSIGENO (n.ox -1)
lO puo anche presentare n.ox -1 combinandosi con
metalli quali Na, Sr, Ba ecc. Queste molecole
contengono lo ione O22- e possono agire come
ossidanti o riducenti. Quindi, a seconda lo
stato di ox. dellO Prefissi OSSIDO
se n.ox -2, PEROSSIDO se n.ox -1 Es.
MgO ossido di magnesio, CO ossido di carbonio
H2O2 perossido di idrogeno o acqua ossigenata
13
1) Nomenclatura dei composti binari
Se la molecola è formata da due elementi non
metallici, si fa precedere tra i due l'elemento
che compare prima nel seguente elenco Xe, Kr,
B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S,I, Br ,C1,
O, F Es. PH3 fosfuro di idrogeno, HI ioduro di
idrogeno, NO monossido di azoto, H2S solfuro di
idrogeno
14
1) Nomenclatura dei composti binari

• Secondo la nomenclatura tradizionale, QUANDO UN
  ATOMO HA PIÙ n.OX si usano suffissi e prefissi
  diversi (che non danno nessuna indicazione sul
  n.ox)
• Nel caso di 2 STATI DI OSSIDAZIONE
• suffisso -OSO per il n.ox lt
• sufisso -ICO per il n.ox gt
• Es.
• Fe (n.ox 2, 3 perché 3d6 4s2) quindi
• FeCl2 cloruro ferroso
• FeCl3 cloruro ferrico
• FeO ossido di ferro o ossido ferroso
• Fe2O3 triossido di ferro o ossido ferrico

15
1) Nomenclatura dei composti binari

• Nel caso di 4 STATI DI OSSIDAZIONE
• prefisso IPO e suffisso -OSO per il n.ox minore
• suffisso -OSO per il 2 n.ox
• sufisso -ICO per il 3 n.ox
• prefisso PER e suffisso -ICO per il max n.ox
• Es. Cl può avere n.ox. 1, 3, 5, 7 quindi
• n.ox. 1? IPO---OSO anidride Ipoclorosa Cl2O
• n.ox. 3 ? -------OSO anidride Clorosa Cl2O3
• n.ox. 5 ? --------ICO anidride Clorica
  Cl2O5
• n.ox. 7 ? PER---ICO anidride Perclorica
  Cl2O7

16
1) Nomenclatura dei composti binari

• Da tener conto che nella nomenclatura IUPAC nel
  nome del composto va anche indicato il numero di
  atomi delle singole specie atomiche che compaiono
  nella formula mediante l'uso dei prefissi mono
  (normalmente omesso), di, tri, tetra, ...
• Inoltre, se l'elemento possiede più stati di
  ossidazione si può indicare il n.ox.
  dell'elemento mediante numero romano fra
  parentesi.
• Es.
• FeCl2 cloruro ferroso ? anche dicloruro di ferro
  (II)
• FeCl3 cloruro ferrico ? anche tricloruro di ferro
  (III)
• N2O3 ossido di azoto ? triossido di diazoto

17
2) Nomenclatura dei composti composti ternari

• IDROSSIDI o BASI
• OSSIACIDI o ACIDI OSSIGENATI
• SALI

18
2) Nomenclatura dei composti composti ternari

• O2 Me ?(ossidi basici) H2O ? IDROSSIDI
  o BASI, Me(OH)x ?
• idrossido di me
• Es. Al2O3 3H2O ? 2Al(OH)3
• Metalli del I o del II gruppo o elementi di
  transizione come Fe, Cu, Pb e Zn.
• I composti sono formati da un catione
  metalico Mex e da ioni idrossido OH- (in n.
  corrispondente alla valenza del Me).
• (Ba(OH)2 (di)idrossido di bario, Fe(OH)3
  (tri)idrossido di ferro (III) o idrossido
  ferrico)
• O2 n-Me? (anidridi) H2O ? OSSIACIDI o ACIDI
  OSSIGENATI, Hxn-MeOy ?
• acido....oso/ico
• Es. CO2 H2O? 2H2CO3
• (H2SO4 acido solforico H2CO3 acido
  carbonico HNO2 acido nitroso)
• Metallo Acido ? SALE
• (Dipendentemente dalla reazione che li origina
  ? binari o ternari)
• Composti ionici formalmente derivati dagli
  acidi per sostituzione totale (neutri) o parziale
  
• (acidi) degli atomi di H con 1 o più cationi
  Me quanti ne occorrono per neutralizzare la
  carica dell'anione.
• (CaCl2 cloruro di calcio NaNO3 nitrato di
  sodio CaSO4 solfato di calcio)

19
2) Nomenclatura dei composti composti
ternari(Ossiacidi)

• Il nome degli ossiacidi rispecchia quello delle
  corrispondenti anidridi
• n.ox. 1? IPO---OSO ?anidride Ipoclorosa Cl2O
  H2O ? Ac. Ipocloroso HCIO
• n.ox. 3 ? -------OSO ?anidride Clorosa Cl2O3
  H2O ? Ac. Cloroso HClO2
• n.ox. 5 ? --------ICO ?anidride Clorica
  Cl2O5 H2O ? Ac. Clorico HClO3
• n.ox. 7 ? PER---ICO ?anidride Perclorica
  Cl2O7 H2O ? Ac. Perclorico HClO4

20
2) Nomenclatura dei composti composti
ternari(Ossiacidi)

• OSSOACIDI META-PIRO-ORTO
• Nella nomenclatura tradizionale degli acidi
  ossigenati vengono usati i prefissi orto, meta e
  piro per indicare i diversi gradi di idratazione
  di acidi aventi l'atomo centrale nello stesso
  stato di ossidazione.
• Le anidridi di alcuni Non Metalli (P, As, Sb, B,
  Si) possono reagire con acqua in diverse
  proporzioni, formando acidi diversi
• Anidride 1H2O ? acido meta
• Anidride 2H2O ? acido piro
• Anidride 3H2O ? acido orto
• In genere il prefisso "orto" è sottinteso
• P2O5 H2O ? HPO3 acido metafosforico
• P2O5 2H2O ? H4P2O7 acido pirofosforico
• P2O5 3H2O ? H3PO4 acido (orto)fosforico o
  fosforico

21
2) Nomenclatura dei composti composti
ternari(Sali)

• I sali si possono ottenere da
• IDRACIDO IDROSSIDO Es. HCl NaOH ? NaCl
  H2O
• OSSIACIDO IDROSSIDO ES. H2CO3 NaOH ?
  NaHCO3
• OSSIACIDO OSSIDO Es. H2CO3 CaO ? CaCO3
  H2O
• ANIDRIDE OSSIDO Es. CO2 CaO ? CaCO3
• ANIDRIDE IDROSSIDO Es. CO2 Ca(OH)2 ? CaCO3
  H2O
• ACIDO SALE (quando si forma un gas o un
  precipitato o un elettrolita debole)
• SALE SALE (reazioni di doppio scambio).
  Avvengono quando si forma un precipitato Es.
  AgNO3NaCl ? AgCl (solido) NaNO3

22
2) Nomenclatura dei composti composti ternari
(Sali)

• I nomi dei Sali, nella nomenclatura tradizionale,
  derivano da quelli degli acidi corrispondenti
• Se il sale deriva da un IDRACIDO ? (BINARIO)
  acidoidrico diventa uro dinome metallo
• Es. NaOH HCl acido cloridrico? NaCl cloruro
  di sodio
• CaCl2 cloruro di calcio Fe2S3 solfuro
  di ferro (III) FeCl2 cloruro ferroso FeCl3
  cloruro ferrico.
• Se il sale deriva da un OSSIACIDO ? (TERNARIO)
  -OSO diventa -ITO dinome metallo
• 
  -ICO
  diventa -ATO dinome metallo
• Es. NaOH HNO2 acido nitroso ? NaNO2 nitrito
  di sodio
• NaOH HNO3 acido nitrico ? NaNO3
  nitrato di sodio
• n.ox. 1? IPO---OSO. ? Ac. Ipocloroso HCIO ? il
  suo sale sarà ipoclorito di sodio NaClO

23
2) Nomenclatura dei composti composti ternari
(Sali)
Quando i sali derivano per reazione incompleta di
un acido poliprotico con una base, mantengono
idrogeni acidi nell'anione. In tal caso si
indica il numero di idrogeni presenti usando le
particelle mono-, di-, tri- etc. (mono viene
spesso omesso) Acido ortofosforico
idrossido di sodio H3PO4 3 NaOH ? Na3PO4
fosfato di sodio H3PO4 2 NaOH ?Na2HPO4
idrogenofosfato di sodio H3PO4 NaOH
? NaH2PO4 diidrogenofosfato di sodio
24
4) Nomenclatura dei composti ionici
Cationi Monoatomici ? nome dellelemento n
romano che ne indica la valenza Es. Fe2 ione
ferro (II), Fe3 ione ferro (III). Anioni
Monoatomici ? suffisso URO al nome dellA Es. I-
ione ioduro Per lO è diverso perché si usa
OSSIDO Es. O2- ione ossido. Cationi
Poliatomici ? suffisso ONIO al nome della base.
Si tratta di ac. coniugati di basi deboli Es.
NH4 ione ammonio H3O ione idrossonio. Anioni
Poliatomici ? suffisso ATO al nome dellA
centrale Es. SO42- ione solfato (VI), NO3- ione
nitrato (V).
25
Cenni sulle reazioni chimiche

• Una reazione chimica è rappresentata da una
  equazione costituita da due membri. Nel 1 sono
  indicate le specie chimiche che reagiscono, nel
  2 le specie prodotte dalla reazione.
• Coefficienti stechiometrici ? indicano i rapporti
  secondo cui le varie specie chimiche in una data
  reazione scompaiono o si formano.
• Es. 3SO3 anidride solforica 2Fe2(OH)3 idrossido
  ferrico ? Fe2(SO4)3 solfato ferrico 3H2O
• La trasformazione delle specie nel corso di una
  reazione può essere totale o parziale (reazione
  in equilibrio). Nel primo caso i membri separati
  da
• nel secondo caso o