edutecnica

Nomenclatura        

 

Ogni specie chimica viene indicata con una formula e con un nome.
La formula descrive la composizione della sostanza in modo univoco.
La nomenclatura è l'insieme delle regole per denominare (assegnare un nome) al composto, in modo che si possa ricostruirne con precisione la formula.
Un organismo internazionale: l'Intenational Union of Pure and Applied Chemistry ( IUPAC ) provvede a definire e ad aggiornare tutti i dati riguardanti la la denominazione delle varie specie chimiche.
Ciò nonostante, a causa di un certo conservatorismo nel linguaggio dei chimici, molti composti vengono ancora, usualmente indicati con nomi tradizionali (antiquati) fuori dalle regole della nomenclatura razionale moderna; per quanto possibile noi vi faremo, comunque, richiamo.

Composti binari                                               

Le forme più semplici di nomenclatura si hanno considerando i composti binari cioè le sostanze formate da due elementi diversi.

Per dare un nome ai composti binari, si parte generalmente dal secondo elemento che appare nella formula cambiando la desinenza ( o postfisso) del suo nome in -uro; ad es. in HF il secondo elemento è il fluoro, quindi si cambia il nome da fluoro a fluoruro e poi si aggiunge il nome del primo elemento preceduto dalla preposizione di. Quindi il nome sistematico di HF è:

HF=fluoruro di idrogeno

Allo stesso modo

HCl=cloruro di idrogeno

o come

SiC=carburo di silicio

Prefisso Numero
Mono 1
Di 2
Tri 3
Tetra 4
Penta 5
Esa 6
Epta 7
Otta 8
Nona 9
Deca 10

 

Se la coppia di elementi è presente con un numero di atomi maggiore di 1 si utilizzano i prefissi greci.

Il prefisso 'mono', può essere omesso.

 

Nel caso il secondo elemento sia l'ossigeno si deve partire col termine ossido  .
Seguendo questi criteri SO2=diossido di zolfo ( non di monozolfo) mentre va specificato completamente N2O5=pentossido di diazoto.
La seguente tabella può dare una idea delle varie eventualità.

Formula Nome IUPAC Nome comune
FeCl2 Dicloruro di ferro Cloruro ferroso
FeCl3 Tricloruro di ferro Cloruro ferrico
CO Ossido di carbonio Ossido di carbonio
CO2 Diossido di carbonio Anidride carbonica
P2O3 Triossido di di fosforo Anidride fosforosa
P2O5 Pentossido di di fosforo Anidride fosforica
N2O ossido di di azoto Protossido di azoto
NO Ossido di azoto Ossido di azoto
N2O3 Triossido di di azoto Anidride nitrosa
NO2 Diossido di azoto Ipoazotide
N2O5 Pentossido di di azoto Anidride nitrica
HCl Cloruro di idrogeno Acido cloridrico
Hg2Cl2 Dicloruro di di mercurio Calomelano
H2S Solfuro di di idrogeno Acido solfidrico
H2O Ossido di idrogeno Acqua
H2O2 Perossido di idrogeno Acqua ossigenata
PH3 Triidruro di fosforo Fosfina
MoO4 Tetrossido di molibdeno Tetrossido di molibdeno
OF2 Fluoruro di idrogeno Fluoruro di idrogeno

qui sotto la molecola H2O2

Ossidi                                      

Come si vede dalla precedente tabella dei composti binari tutti i composti in cui appare l'ossigeno vengono denominati ossidi: gli ossidi, sono composti che tutti gli elementi formano con l'ossigeno.
Gli ossidi, si dividono in ossidi basici, ossidi acidi (anidridi) e ossidi anfoteri

Ossidi basici : sono composti binari formati dalla combinazione di due soli elementi, l'ossigeno ed un elemento metallico anche in proporzioni diverse tra loro (i metalli sono tutti gli elementi collocati a sinistra della diagonale boro-astato della tavola periodica).

La formula di questi composti si ottiene scrivendo prima il simbolo del metallo, seguito dal simbolo dell'ossigeno (ad es. FeO) secondo una regola che prevede che gli elementi siano scritti in ordine di elettronegatività crescente.
Ciascun elemento presenta in basso a destra l'indice relativo al rapporto degli atomi costituenti: questo numero coincide col numero di ossidazione dell'altro elemento.
Come si vede nella tabella, il nome IUPAC viene formato facendo seguire alla locuzione ossido di con il nome del metallo.
Se il metallo presenta due numeri di ossidazione, nella nomenclatura chimica tradizionale, si adoperano le desinenze -oso ed -ico per indicare rispettivamente , il numero di ossidazione più basso e più alto (ad es.SnO=ossido stannoso SnO2=ossido stannico). Di seguito alcuni esempi di ossidi basici.

Ossidi basici
n.o. Formula Nome IUPAC Nome comune
+1 Li2O Ossido di dilitio Ossido di litio
+1 Na2O Ossido di disodio Ossido di sodio
+2 MgO Ossido di magnesio Ossido di magnesio
+2 CaO Ossido di calcio Ossido di calcio
+2 CrO Ossido di cromo Ossido cromoso
+3 Cr2O3 Triossido di dicromo Ossido cromico
+2 MnO Ossido di manganese Ossido manganoso
+3 Mn2O3 Triossido di dimanganese Ossido manganico
+2 SnO Monossido di stagno Ossido stannoso
+3 Tl2O3 Triossido di ditallio Ossido di tallio

Ossidi acidi (anidridi) :sono composti binari tra ossigeno e un non metallo oppure un metallo con un elevato numero di ossidazione (5,6,7).

Nel caso della nomenclatura tradizionale il termine anidride è ancora correntemente usato, inoltre bisogna fare attenzione ai numeri di ossidazione; ad esempio nel caso degli alogeni dove vi sono quattro numeri di ossidazione (+1,+3,+5,+7) i composti che li contengono vengono denominati usando i prefissi e suffissi
ipo- (+1)
-ico (+3)
-oso (+5)
per- (+7)   come riportato nella seguente tabella.

 

Ossidi acidi
n.o. Formula Nomenclatura IUPAC Nome comune
+3 B2O3 triossido di diboro Anidride borica
+2 CO Monossido di carbonio Ossido di carbonio
+4 CO2 Diossido di carbonio Anidride carbonica
+1 N2O Ossido di diazoto Protossido di azoto
+2 NO Monossido di azoto Ossido di azoto
+3 N2O3 Triossido di diazoto Anidride nitrosa
+4 NO2 Diossido di azoto Anidride nitroso/nitrica
+4 N2O4 Tetraossido di diazoto Ipoazotide
+5 N2O5 Pentaossido di diazoto Anidride nitrica
+3 P4O6 Esaossido di tetrafosforo Anidride fosforosa
+5 P4O10 Decaossido di tetrafosforo Anidride fosforica
+4 SO2 Diossido di zolfo Anidride solforosa
+6 SO3 Triossido di zolfo Anidride solforica
+1 Cl2O Ossido di dicloro Anidride ipoclorosa
+3 Cl2O3 Triossido di dicloro Anidride clorosa
+5 Cl2O5 Pentaossido di dicloro Anidride clorica
+7 Cl2O7 Eptaossido di dicloro Anidride perclorica
+6 CrO3 Triossido di cromo Anidride cromica
+7 Mn2O7 Eptaossido di dimanganese Anidride permanganica

qui sotto la molecola N2O3

Ossidi anfoteri :sono composti binari tra l'ossigeno ed un semimetallo, cioè un elemento che si trova in prossimità della diagonale boro-astato della tavola periodica.
Sono composti che hanno la caratteristica di essere solubili sia nelle soluzioni acide che in quelle basiche.
La nomenclatura degli ossidi anfoteri segue le regole degli ossidi metallici.
Di seguito alcuni esempi di ossidi anfoteri.

Ossidi anfoteri
n.o. Formula Nome IUPAC Nome comune
+2 ZnO Ossido di zinco Ossido di zinco
+4 SnO2 Diossido di stagno Ossido stannico
+3 Al2O3 Triossido di dialluminio Allumina
+3 Cr2O3 Triossido di dicromo Ossido cromico
+3 Mn2O3 Triossido di dimanganese Ossido manganico

Perossidi  : sono composti binari nei quali l'ossigeno presenta numero di ossidazione -1.
Ad esempio l'acqua ossigenata H2O2 oppure Na2O2 e BaO2.
Esistono poi dei casi rari come i superossidi dove l'ossigeno presenta numero di ossidazione -1/2 come KO2 e CsO2.

Idrossidi (idrati)  : possono essere ottenuti per reazione con acqua da un ossido basico, purchè questo sia almeno parzialmente solubile:

Il nome di questi composti ternari, formati da un metallo, un ossigeno ed un idrogeno si ottiene facendo precedere la parola idrossido al nome del metallo. Il numero di ossidazione di quest'ultimo viene indicato con le desinenze -oso o -ico.

Idrossidi
Formula Nome IUPAC Nome comune
NaOH Idrossido di sodio Soda caustica
Ca(OH)2 Diidrossido di calcio Calce spenta
Fe(OH)2 Diidrossido di ferro Idrossido ferroso
Fe(OH)3 Triidrossido di ferro Idrossido ferrico

La formula dell'idrossido si ottiene scrivendo prima il simbolo dell'elemento e quindi un numero di idrossili OH pari al numero di ossidazione del metallo, in base al numero di ossidrili che lo forma, un idrossido è monovalente, bivalente etc.
Le caratteristiche degli idrossidi solubili in acqua sono le cosidette proprietà basiche: la lisciviosità al tatto, il sapore amaro e bruciante, la capacità di colorare in modo netto gli indicatori.

Acidi                                      

Gli acidi sono una importante classe di composti molecolari. Un acido è una sostanza che produce ioni idrogeno H+ quando viene sciolto in acqua.
La caratteristica degli acidi è dunque il possesso di idrogeni mobili.

Ad esempio il cloruro di idrogeno HCl è un composto gassoso ma quando viene sciolto in acqua viene chiamato acido cloridrico, lo stesso accade per il fluoruro di idrogeno HF che sciolto in acqua diventa acido fluoridrico.
La denominazione degli acidi semplici segue una regola molto semplice: alla parola idrogeno viene sostituita la parola acido mentre la desinenza -uro diventa -ico.
Questa regola vale anche per i composti non binari, come ad esempio HCN=cianuro di idrogeno che sciolto in acqua diventa acido cianidrico.

Idracidi : sono composti dell'idrogeno con gli alogeni, lo ione cianuro e alcuni elementi del gruppo dell'ossigeno (calcogeni) .Il loro nome corrente è formato dalla parola acido seguita dal nome dell'elemento con il postfisso -idrico.
Nella nomenclatura IUPAC si usa il nome dell'anione (desinenza -uro) seguito da 'di' idrogeno.
Nella tabella seguente alcuni esempi di nomenclatura per gli idracidi.

Idracidi
Formula Nome IUPAC Nome comune
HF Fluoruro di idrogeno Acido fluoridrico
HCl Cloruro di idrogeno Acido cloridrico
HBr Bromuro di idrogeno Acido bromidrico
HI Ioduro di idrogeno Acido iodidrico
H2S Solfuro di diidrogeno Acido solfidrico
H2Se Seleniuro di diidrogeno Acido selenidrico
HCN Cianuro di idrogeno Acido cianidrico

Ossiacidi : si ottengono formalmente, per somma di una o più molecole di acqua alle rispettive anidridi

Da quello che si vede in questi esempi si deduce che:
• nello scrivere le formule degli ossiacidi si mette prima l'idrogeno, poi il non metallo (o il semimetallo) ed infine l'ossigeno.
• quando gli indici della formula di un acido sono divisibili per una stesso sottomultiplo, la semplificazione va fatta.

Per dedurre in modo semplice i nomi degli ossiacidi conviene riportare in una tabella le categorie in cui possono essere distinti gli elementi:

1a categoria Elementi con un solo ossido convertibile in acido 2a categoria Elementi con due ossidi convertibili in acidi 3a categoria Elementi con più di due ossidi convertibili in acidi
Boro B2O3 Antimonio Sb2O3 e Sb2O5 Manganese MnO2 MnO3 Mn2O7
Carbonio CO2 Arsenico As2O3 As2O5 Bromo Br2O Br2O3 Br2O5 Br2O7
Cromo CrO3 Azoto N2O3 N2O5 Cloro Cl2O Cl2O3 Cl2O5 Cl2O7
Silicio SiO2 Fosforo P2O3 P2O5 Fluoro F2O F2O3 F2O5 F2O7
Vanadio V2O5 Zolfo SO2 SO3 Iodio I2O I2O3 I2O5 I2O7

Gli acidi derivanti dalla 1a categoria ricevono nomi terminanti in -ico.

acido carbonico

acido cromico

Gli acidi derivanti dalla 2a categoria ricevono nomi terminanti rispettivamente in -oso e in -ico.

acido solforoso

acido solforico

Gli acidi derivanti dalla 3a categoria hanno nomi speciali, prevedono prefissi come per- e ipo- e mantegono i suffissi -oso ed -ico. Ad es. per il manganese:

acido manganoso

acido manganico

  acido permanganico

Per il cloro

acido ipocloroso

acido cloroso

acido clorico

acido perclorico

In pratica, quando gli acidi liberano i protoni (H+) si trasformano negli anioni corrispondenti.
La declinazione dell'anione ottenuto deriva da quella dell'acido:
-ato deriva da -ico
-ito deriva da -oso

Il diverso grado di idratazione viene indicato coi prefissi
orto- per l'acido a più alto grado di idratazione (ad es. P2O5+3H2O=2H3PO4)
piro- per l'acido a idratazione intermedia (ad es. P2O5+2H2O=H4P2O7)
meta- per l'acido a più basso grado di idratazione (ad es. P2O5+H2O=2HPO3)

Ossiacidi
n.o. Anidride Acido Nome IUPAC Nome comune Anione
+3 B2O3 H3BO3 Acido triossoborico Acido ortoborico BO33- ortoborato
+3 B2O3 HBO2 Acido diossoborico Acido metaborico BO2- metaborato
+4 CO2 H2CO3 Acido triossocarbonico Acido carbonico CO32- carbonato
+4 SiO2 H4SiO4 Acido tetraossosilicico Acido ortosilicico SiO44- ortosilicato
+3 N2O3 HNO2 Acido diossonitrico Acido nitroso NO2- nitrito
+5 N2O5 HNO3 Acido triossonitrico Acido nitrico NO3- nitrato
+5 P2O5 H3PO4 Acido tetraossofosforico Acido ortofosforico PO43- ortofosfato
+5 P2O5 H4P2O7 Acido eptaossodifosforico Acido pirofosforico H2P2O72- pirofosfato diacido
+5 P2O5 HPO3 Acido triossofosforico Acido metafosforico PO3- metafosfato
+4 SO2 H2SO3 Acido triossosolforico Acido solforoso SO32- solfito
+6 SO3 H2SO4 Acido tetraossosolforico Acido solforico SO42- solfato
+1 Cl2O HClO Acido monossoclorico Acido ipocloroso ClO- ipoclorito
+3 Cl2O3 HClO2 Acido diossoclorico Acido cloroso ClO2- clorito
+5 Cl2O5 HClO3 Acido triossoclorico Acido clorico ClO3- clorato
+7 Cl2O7 HClO4 Acido tetraossoclorico Acido perclorico ClO4- perclorato

Idruri                                            

Gli idruri binari sono combinazioni tra l'idrogeno ed un altro elemento (metallo o non metallo) si hanno

Idruri ionici  : quando idrogeno molecolare si combina direttamente con un metallo che in genere è alcalino o alcalinoterroso ad es.

Idruri covalenti : quando l'idrogeno si combina con legame covalente con un altro elemento, ad es. NH3 o H2O.
Qui una mappa rappresentativa di varie possibilità

 

I sali                                            

I Sali: si ottengono per reazione di un acido con una base anche se formalmente essi possono essere ottenuti sostituendo dei metalli agli idrogeni degli acidi.
Il nome di un sale si definisce nominando prima la parte non metallica, con gli stessi prefissi e suffissi già visti nel caso degli acidi e degli ossidi e poi la parte metallica con suffissi -oso ed -ico a secondo del numero di ossidazione del metallo.

Sali semplici  : sono prodotti dalla sostituzione di tutti gli atomi di idrogeno acidi presenti nella molecola.
I loro nomi si ottengono sostituiendo i prefissi tipici dell'acido:
-ico diventa -ato
-oso diventa -ito
-idrico diventa -uro

Qui sotto esempi di nomenclatura di Sali derivati dagli acidi più comuni

Sali semplici
Acido Sale Nome IUPAC Nome comune
HCl acido cloridrico CaCl2 Dicloruro di calcio Cloruro di calcio
HNO2 acido nitroso Al(NO2)3 Triossidonitrato di alluminio Nitrito di alluminio
H2SO4 acido solforico Sn(SO4)2 Ditetraossosolfato di stagno Solfato stannico
H3PO4 acido fosforico Sn3(PO4)2 Ditetraossofosfato di stagno Ortosolfato stannoso
HClO acido ipocloroso NaClO Monossoclorato di sodio Ipoclorito sodico
HClO2 acido cloroso LiClO2 Diossoclorato di litio Clorito di litio
HClO3 acido clorico NaClO3 Triossoclorato di sodio Clorato di sodio
HNO3 acido nitrico Pb(NO3)2 Ditriossonitrato di piombo Nitrato piomboso
H2SO3 acido solforoso Cu2SO3 Triossosolfato di rame Solfito rameoso
HClO4 acido perclorico Ba(ClO4)2 Ditetraossoclorato di bario Perclorato di bario
H2CO3 acido carbonico Fe2(CO3)3 Tritriossocarbonato di ferro Carbonato ferrico
H2S acido solfidrico ZnS Solfuro di zinco Solfuro di zinco

Sali acidi : non sempre un metallo entrando a formare un sale, sostituisce completamente gli atomi di idrogeno; i sali acidi si ottengono per parziale sostituzione degli atomi di idrogeno di un acido.
Di seguito alcuni esempi di Sali acidi

Sali acidi
Formula Nome IUPAC Nome comune
NaHCO3 Idrogenocarbonato di sodio Bicarbonato di sodio
KHSO3 Idrogenosolfito di potassio Bisolfito di potassio
KHSO4 Idrogenosolfato di potassio Bisolfato di potassio
Na2PO3 Idrogenofosfito di sodio Fosfito monosodico
Na2PO4 Diidrogenofosfato di sodio Fosfato diacido di sodio
K2HPO4 Idrogenofosfato di potassio Fosfato monoacido di potassio

Sali basici : un sale può essere considerato come derivato da una base per parziale o totale sostituzione degli ossidrili OH,. si comprende allora come si possano avere dei sali basici di cui riportiamo alcuni esempi

Sali basici
Formula Nome IUPAC Nome comune
MgF(OH) Idrossofluoruro di magnesio Fluoruro monobasico di magnesio
FeCl(OH)2 Diidrossocloruro di ferro Cloruro dibasico di ferro

Ioni                                            

Il numero di protoni (cariche positive) nel nucleo di un atomo rimane uguale durante le normali reazioni chimiche, mentre gli elettroni carichi negativamente possono essere persi o acquistati portando alla formazione di ioni. Uno ione è un atomo o un gruppo di atomi che ha una carica netta positiva o negativa.

Uno ione atomico è costituito da un solo atomo avente carica positiva o negativa .
La perdita di uno o più elettroni da parte di un atomo produce un catione: uno ione, ha carica netta positiva (ad es. Na+).

Un anione è uno ione la cui carica netta è negativa a causa di un aumento del numero di elettroni (ad es. Cl-)

Ioni atomici
n.o. Simbolo Nome IUPAC Nome Comune
-3 N3- Nitruro Ione azoturo
-2 S2- Solfuro Ione solfuro
-1 Cl- Cloruro Ione cloruro
+1 Na+ Sodio Ione sodio
+2 Sn2+ Stagno (II) Ione stannoso
+2 Fe2+ Ferro (II) Ione ferroso
+3 Fe3+ Ferro (III) Ione ferrico
+3 Al3+ Alluminio Ione alluminio
+4 Sn4+ Stagno (IV) Ione stannico

Gli anioni monoatomici (Cl- etc..) vengono indicati aggiungendo al nome il suffisso -uro preceduto dalla parola ione.
I cationi monoatomici si indicano semplicemente aggiongendo la parola 'ione' al nome dell'elemento (K+=ione potassio).
Certi metalli possono formare cationi con umero di cariche differenti come nel caso del ferro che nei vecchi sistemi di nomenclatura veniva indicato
Fe2+=ione ferroso
Fe3+=ione ferrico
cioè mettendo la desinenza -oso al catione con carica positiva inferiore e la desinenza -ico al catione con carica positiva superiore. Per la nomenclatura moderna è sufficiente indicare ione Fe(II) e ione Fe(III).