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Paolo Arcari » 3.Composti Inorganici e nomenclatura


Composti binari

I composti inorganici binari possono essere di due tipi:

1. Composti binari con ossigeno  (ossidi basici e ossidi acidi o anidridi)

2. Composti binari senza ossigeno

Composti binari con ossigeno

I composti binari contenenti ossigeno, detti ossidi basici, sono formati dall’ossigeno più un metallo:

METALLO  +  OSSIGENO = OSSIDO

Tali composti hanno carattere ionico. In particolare, quelli formati con i metalli del I e II gruppo hanno un carattere ionico molto forte. La nomenclatura tradizionale per tali composti si ottiene facendo seguire al termine ossido il nome del metallo.

Esempio:

2 Na   +   1/2 O2   =   2 NaO

        Sodio     Ossigeno   =    Ossido di Sodio

 

Ossido di sodio. Le due cariche negative dell’osigeno (che rappresentano gli elettroni ceduti dal sodio) sono bilanciate dalle due cariche positive dei due ioni sodio.

Ossido di sodio. Le due cariche negative dell'osigeno (che rappresentano gli elettroni ceduti dal sodio) sono bilanciate dalle due cariche positive dei due ioni sodio.


Ossidi basici I

Nel caso in cui il metallo forma con l’ossigeno più di un composto, allora bisogna considerare il numero di ossidazione del metallo stesso nei suoi diversi composti.

Se nel composto il numero di ossidazione del metallo è più piccolo, la nomenclatura tradizionale prevede il termine ossido seguito dal nome del metallo con il suffisso -oso.

Se invece nel composto il numero di ossidazione del metallo è  più grande, la nomenclatura tradizionale prevede il termine ossido seguito dal nome del metallo con suffisso -ico.

Per esempio:

FeO [numero di ossidazione +2] ossido ferroso

Fe2O3 [numero di ossidazione +3] ossido ferrico

 

Formule ioniche dell’ossido ferroso (A) e dell’ossido ferrico (B).

Formule ioniche dell'ossido ferroso (A) e dell'ossido ferrico (B).


Ossidi basici II

La nomenclatura IUPAC invece, stabilisce per gli ossidi basici di aggiungere un prefisso per ogni composto che indichi il numero di atomi dell’elemento nella molecola. Tali prefissi sono di derivazione greca (di-, tri-, tetra-, penta-, ecc.). Per esempio:

Li2O, ossido di dilitio

Al2O3, triossido di dialluminio

FeO, ossido di ferro

Fe2O3, triossido di diferro

 

Ossidi acidi (anidridi) I

Gli ossidi acidi (detti anche anidridi) si ottengono dalla reazione tra un non metallo ed ossigeno:

NON-METALLO  +  OSSIGENO = OSSIDO

Tali composti sono caratterizzati da legami chimici prevalentemente di tipo covalente polarizzato.

Gli ossidi acidi si distinguono in ossidi o anidridi a seconda se il composto, reagendo con l’acqua, non produca un acido (ossido) o se produce un acido (anidride). Per esempio:

NO, ossido di azoto, in quanto in acqua non forma un acido

CO2, anidride carbonica, in quanto in acqua forma l’acido carbonico

Per la nomenclatura IUPAC si seguono le stesse regole adottate per gli ossidi basici

N2O, ossido di diazoto

N2O3, triossido di diazoto

 

Formule di struttura delle anidridi del cloro. A, ipoclorosa. B, clorosa. C, clorica. D, perclorica.

Formule di struttura delle anidridi del cloro. A, ipoclorosa. B, clorosa. C, clorica. D, perclorica.


Ossidi acidi (anidridi) II

Se i composti sono più di due (fino ad un massimo di quattro) si adotta la regola secondo la quale i composti con numero di ossidazione minore hanno suffisso -oso, ed in particolare quello con valore più basso avrà anche prefisso ipo-; mentre i composti con numero di ossidazione maggiore hanno suffisso -ico, ed in particolare  quello con valore più alto avrà anche prefisso per-.

Cl2O, anidride ipoclorosa che in H2O produce HClO, acido ipocloroso (numero di ossidazione del cloro +1)

Cl2O3, anidride clorosa che reagisce con H2O per produrre HClO2, acido cloroso (numero di ossidazione del cloro +3)

Cl2O5, anidride clorica in quanto, reagendo con H2O produce HClO3, acido clorico (numero di ossidazione del cloro +5)

Cl2O7, anidride perclorica che in H2O forma HClO4, acido perclorico (numero di ossidazione del cloro +7).

Perossidi e superossidi

Perossidi: sono composti contenenti il gruppo perossido (-O-O-) che presenta un legame singolo tra due atomi di ossigeno.

Nei perossidi, l’ossigeno ha numero di ossidazione (-1).

Possono essere sia covalenti (come ad esempio, perossido di idrogeno o acqua ossigenata, H2O2)
 che ionici  quando è presente un metallo, come nel perossido di sodio (Na2O2) e nel perossido di calcio (CaO2); in questi ultimi, il gruppo perossido è ovviamente presente in forma ionica: O22-

La nomenclatura IUPAC si ottiene facendo seguire al termine perossido il nome del metallo.

Superossidi: sono composti ionici contenenti lo ione radicale superossido: (O2-)

Nei superossidi, l’ossigeno ha numero di ossidazione (-1/2).

 La nomenclatura IUPAC si ottiene facendo seguire al termine superossido il nome del metallo.

Un esempio di superossido è il superossido di potassio (KO2).

Idruri

Gli idruri sono composti costituiti da uno o più atomi di metallo e da uno o più atomi di idrogeno.

Per la nomenclatura degli idruri, si adotta lo stesso metodo utilizzato per gli ossidi, con la sola differenza che il termine ossido  si sostituisce con idruro. Per esempio:

CuH, idruro rameoso (numero di ossidazione del rame +1)

CuH2, idruro rameico (numero di ossidazione del rame +2)

FeH2, idruro ferroso (numero di ossidazione del ferro +2)

FeH3, idruro ferrico  (numero di ossidazione del ferro +3)

Per la nomenclatura IUPAC, si seguono le stesse regole adottate per gli ossidi, con la sola differenza che il termine “ossido di si sostituisce con” idruro di”. Per esempio:

CuH2, diidruro di rame

FeH3, triidruro di ferro

 

Formula del diidruro di rame (A) e del triidruro di ferro (B).

Formula del diidruro di rame (A) e del triidruro di ferro (B).


Idrossidi

Gli idrossidi sono composti chimici che si formano per reazione con acqua (idratazione) di un ossido basico. Pertanto un idrossido è caratterizzato dallo ione di un metallo legato a tanti gruppi ossidrili (OH-) per quante cariche positive (numero di ossidazione) sono presenti nel metallo.

La nomenclatura tradizionale prevede che il termine idrossido viene seguito dal nome del metallo. Per esempio:

Li(OH), idrossido di litio (numero di ossidazione del litio +1)

Al(OH)3, idrossido di alluminio (numero di ossidazione dell’alluminio +3)

Fe(OH)3, idrossido ferrico (numero di ossidazione del ferro +3)

Fe(OH)2, idrossido ferroso (numero di ossidazione del ferro +2)

La nomenclatura IUPAC segue le stesse regole adottate per gli ossidi, facendo seguire al termine idrossido il nome del metallo. Per esempio:

            Al(OH)3, tridrossido di dialluminio

Fe(OH)3, triidrossido di ferro

 

Formula ionica del triidrossido di alluminio.

Formula ionica del triidrossido di alluminio.


Acidi I

Gli acidi inorganici sono di due tipi: ossiacidi, se contengono ossigeno, idracidise non contengono ossigeno.

Gli ossiacidi sono composti in cui uno o più atomi di idrogeno si legano con uno o più atomi di un non metallo e con uno o più atomi di ossigeno. Gli ossiacidi si ottengono per idratazione delle anidridi.
Gli idracidi sono composti in cui uno o più atomi di idrogeno si legano con uno o più atomi di un non metallo. La nomenclatura tradizionale prevede per gli idracidi il termine acido seguito dal nome del non metallo in cui si cambia la desinenza in  -idrico. Per esempio:

HCl, acido cloridrico; HBr, acido bromidrico

La nomenclatura IUPAC si ottiene utilizzando prima il nome del non metallo, con desinenza finale  -uro, seguito dal termine di idrogeno. Per esempio:

HCl, cloruro di idrogeno; HBr, bromuro di idrogeno

Formule di struttura di due idracidi. A, cloruro di idrogeno (acido cloridrico). B, solfuro di diidrogeno (acido solfidrico).

Formule di struttura di due idracidi. A, cloruro di idrogeno (acido cloridrico). B, solfuro di diidrogeno (acido solfidrico).


Acidi II

Per gli ossiacidi, la nomenclatura tradizionale associa al termine acido il nome della corrispondente anidride. Per esempio:

HClO, acido ipocloroso [deriva dall'anidride ipoclorosa]

HClO4, acido perclorico [deriva dall'anidride perclorica]

H2CO3, acido carbonico [deriva dall'anidride carbonica]

H2SO3, acido solforoso [deriva dall'anidride solforosa]

H2SO4, acido solforico [deriva dall'anidride solforica]

La nomenclatura IUPAC prevede l’uso del termine acido seguito prima dall’indicazione del numero di atomi di ossigeno con prefisso -osso e poi dal termine che indica il non metallo con desinenza rigorosamente in -ico, con l’indicazione in parentesi del numero di ossidazione del non metallo scritto in numeri romani. Per esempio:

H2SO4, acido tetraossosolforico (VI)

HClO2, acido diossoclorico (III); HClO4, acido tetraossoclorico (VII)

H2CO3, acido triossocarbonico (IV); H2SO3, acido triossosolforico (III)

Struttura degli acidi ossigenati dello zolfo. A, acido triossisolforico (acido solforoso). B, acido tetraossisolforico (acido solforico).

Struttura degli acidi ossigenati dello zolfo. A, acido triossisolforico (acido solforoso). B, acido tetraossisolforico (acido solforico).


Sali I

I sali sono composti che derivano dalla sostituzione degli idrogeni degli acidi con un metallo.

I sali possono essere aloidi se non è presente l’ossigeno, oppure ossisali, se è presente l’ossigeno.

I sali si ottengono per reazione tra acidi e idrossidi o basi.

La nomenclatura tradizionale degli aloidi prevede che il nome del non metallo con desinenza in -uro sia seguito dal nome del metallo con suffisso che ne specifica il numero di ossidazione secondo le regole descritte in precedenza. Per esempio:

NaCl, cloruro di sodio

Cu5P2, fosfuro rameoso

Cu5P4, fosfuro rameico


 

 

Reazione di formazione del sale cloruro di sodio

Reazione di formazione del sale cloruro di sodio


Sali II

La nomenclatura IUPAC adotta la regole secondo la quale il nome del sale si ottiene considerando il numero di ioni che compongono la formula del sale. Per esempio:

                NaCl, cloruro di sodio

Cu5P2, difosfuro di pentarame

Cu5P4, tetrafosfuro di pentarame

Sali III

Per i sali che contengono ossigeno,  gli ossisali, la nomenclatura tradizionale deriva dal nome dall’anione dell’acido. Se il suffisso dell’anione era -oso, nel sale sarà -ito mentre se era -ico, nel sale sarà -ato.

Per esempio:

         LiClO2 prende il nome di clorito di litio

        Fe(ClO4)3 prende il nome di perclorato ferrico

       Na2CO3 prende il nome di carbonato di sodio

          Cu(SO4)2 prende il nome di solfato rameico

Formula del sale carbonato di sodio (triossicarbonato IV di sodio)

Formula del sale carbonato di sodio (triossicarbonato IV di sodio)


Sali IV

La nomenclatura IUPAC per gli ossisali prevede che il primo termine sia quello derivante dall’anione dell’acido con desinenza in -ato, seguito in parentesi dal numero di ossidazione del non metallo, e successivamente  dal metallo, seguito a sua volta  dal numero di ossidazione dello stesso (in numero romano tra parentesi). Per esempio:

LiClO2, diossoclorato (III) di litio

Fe(ClO4) 3, tetraossoclorato (VII) di ferro (III)

Na2CO3, triossocarbonato (IV) di sodio

Cu(SO4) 2, tetraossosolfato (VI) di rame (IV)

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