La grande maggioranza degli elementi della tavola periodica (vedi II Lezione) esistono in combinazione chimica con altri elementi, formano, quindi dei composti.
Come detto nella I lezione, i composti possono essere ionici o covalenti. Le forze che tengono unite gli elementi di un composto sono dette legami chimici.
In questa lezione impareremo a dare ad ogni composto un nome univoco, quello previsto dalla nomenclatura IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) e nomi d’uso, che spesso risalgono a prima che fosse nota la natura delle sostanze a cui si riferiscono, ma che per composti molto comuni sono normalmente usati al posto dei nomi sistematici.
Esempi di nomi comuni sono acqua (H2O), ammoniaca (NH3), idrazina (N2H4), fosfina (PH3), acetilene (C2H2).
Studieremo innanzitutto la nomenclatura dei composti ionici, e poi quella dei composti molecolari.
In generale questo si può prevedere in base alle caratteristiche dell’elemento, ossia se è un metallo o un non-metallo.
I metalli in genere, nel corso di reazioni chimiche, cedono elettroni.
I non-metalli in genere, nel corso di reazioni chimiche, acquistano elettroni.
La nomenclatura degli ioni positivi è piuttosto semplice, poiché il nome si ottiene facendo precedere al nome dell’elemento la parola ione.
Quindi abbiamo:
Va anche ricordato un catione poliatomico molto comune, lo ione ammonio NH4+.
Alcuni elementi, tuttavia, formano più di uno ione positivo, e nasce il problema di distinguerli. Si usano allora un numero romano tra parentesi tonda che indica la carica dello ione:
Un metodo più antico, ma ancora oggi usato, consiste nell’assegnare il suffisso -oso allo ione a carica minore, e il suffisso -ico allo ione a carica maggiore.
Nel caso degli ioni negativi, bisogna distinguere tra anioni monoatomici, e anioni poliatomici (che molto spesso sono ossianioni).
Il nome degli anioni monoatomici si ottiene aggiungendo al nome dell’elemento il suffisso -uro:
Esiste però lo Ione ossido: O2–
Poiché F, Cl, Br e I fanno parte del gruppo degli alogeni, i rispettivi anioni F–, Cl–, Br– e I– sono detti alogenuri.
Gli anioni poliatomici sono formati da due o più atomi e l’insieme possiede una carica elettrica.
N.B. Unico catione poliatomico è lo ione ammonio NH4+
Gli ossianioni derivano dagli ossiacidi per perdita di 1 o più H+
Se gli ossiacidi non perdono tutti gli idrogeni, otteniamo ioni che contengono idrogeno, come:
Ione idrogenosolfato (o ione bisolfato) HSO4–
Ione idrogenosolfito (o ione bisolfito) HSO3–
Ione idrogenocarbonato (o ione bicarbonato): HCO3–
Ione idrogenofosfato (non c’è altro nome): HPO42–
Ione diidrogenofosfato (non c’è altro nome): H2PO4–
Nomi tradizionali degli anioni ammessi dalla IUPAC insieme a quelli dell’acido corrispondente.
Una volta che si è determinato il nome del catione e dell’anione, il nome del composto ionico si ottiene semplicemente scrivendo: (anione) di (catione).
Per esempio:
In alternativa, si può dire: sodio solfato, potassio cloruro, ecc.
Nomenclatura dei composti ionici
In ogni caso nella formula il numero delle cariche positive dei cationi deve essere pari al numero di cariche negative degli anioni, ma il numero di cationi e di anioni non compare nel nome.
Alcuni composti ionici danno cristalli che contengono acqua in proporzione definita, detta acqua di cristallizzazione. Questi sali si dicono sali idrati, la loro formula può essere scritta:
CuSO4• 5 H2O
e il loro nome è del tipo: solfato di rame (II) pentaidrato.
Da ricordare:
Indicare la formula corrispondente al: floruro di stagno (II)
Come ragionare:
Quale sarà la formula del floruro stannico?
Dare il nome IUPAC ai seguenti composti ionici:
Gli ioni positivi e negativi nei composti ionici sono tenuti insieme da forze di natura elettrostatica regolate dalla legge di Coulomb.
Un cristallo di NaCl è costituito, ad esempio, da un reticolo tridimensionale di ioni sodio e ioni cloruro nel rapporto di 1: 1.
Maggiore sarà la forza di attrazione tra ioni di carica opposta maggiore sarà l’energia necessaria per provocare la fusione, pertanto l’Al2O3 fonde ad una temperatura molto più alta di NaCl (perchè?)
Non esiste un metodo sempre valido per decidere se un composto è ionico, ma bisogna tener presente che:
Consideriamo i composti binari formati da due non metalli (composti binari).
Tutti i composti molecolari binari dei non metalli sono una combinazione tra gli elementi dei gruppi 4A-7A, o tra tali elementi e l’idrogeno.
Dopo aver studiato questa prima lezione bisogna essere capaci di:
Si consiglia di esercitarsi utilizzando il Test riportato nel materiale supplementare.
1. La materia: proprietà e composizione
2. L'atomo. La tavola periodica
3. Nomenclatura di composti molecolari e ionici
8. Concentrazione delle soluzioni
9. Reazioni in soluzione acquosa
10. Reazioni di ossidoriduzione
11. L'atomo
12. Configurazione elettronica
13. Legame chimico. Strutture di Lewis
14. Strutture di risonanza. Teoria VSEPR
15. Teoria del legame covalente
16. Forze intermolecolari e stati della materia
17. Cinetica chimica
18. Trasferimenti di energia coinvolti nelle reazioni chimiche