Esercizi svolti di nomenclatura di composti inorganici

SOLFURO DI CARBONIO

Solfuro di carbonio è il nome tradizionale del composto CS₂. La desinenza -uro nei non metalli indica un numero di ossidazione negativo di valore pari a: "gruppo di appartenenza - 8": dato che lo zolfo è nel 6° gruppo significa che solfuro indica lo zolfo con numero di ossidazione -2. Dato poi che il carbonio ha sempre numero di ossidazione +4, significa che per compensare le 4 cariche positive del carbonio servono 2 atomi di zolfo "Solfuro".

ACIDO NITRICO

Acido nitrico è il nome tradizionale del composto HNO₃. Il suffisso "Acido" e la desinenza "-ico" fanno capire che l'acido nitrico è un ossiacido cioè un composto ternario formato da atomi di idrogeno con numero di ossidazione sempre +1, atomi di ossigeno con numeri di ossidazione sempre -2 e un atomo di un elemento con numero di ossidazione positivo.

L'azoto possiede 5 stati di ossidazione: ±1, ±3, 5, 4, ±2.

Anche in questo caso, come per il manganese, dato che sono presenti più di 4 numeri di ossidazione non è possibile usare il sistema della "nomenclatura tradizionale" ma si devono usare degli altri nomi di uso comune. Di seguito un riepilogo dei nomi degli ossidi, anidridi e ossiacidi dell'azoto.

Con il numero di ossidazione +1 esiste l'ossido di diazoto NO, un gas incolore detto anche ossido nitroso, protossido di azoto, ossidulo di azoto e gas esilarante. Il suo acido corrispondente, che però non si ottiene dalla reazione di NO con acqua è l'acido iponitroso HNO2, composto solido, incolore e molto instabile.

L'anione è l'iponitrito (NO2-).

In NO, monossido di azoto o anche semplicemente ossido di azoto, l'azoto ha numero di ossidazione +2. L'ossido di azoto è un gas incolore e paramagnetico, che allo stato liquido o solido assume una colorazione blu e si comporta da sostanza diamagnetica.

Non si conosce l'acido corrispondente. Con numero di ossidazione +3 si conosce l'anidride nitrosa NO (nella nomenclatura IUPAC si chiama 2,3-triossido di diazoto), composto stabile solo allo stato solido, mentre allo stato gassoso si dissocia in NO e NO2. Il corrispondente ossoacido HNO si chiama acido nitroso nella nomenclatura tradizionale o acido 2,2-diossonitrico(III) nella nomenclatura IUPAC. I sali dell'acido nitroso sono i nitriti, il cui anione è NO2-. Con numero di ossidazione +4 l'azoto forma il diossido di azoto NO2 detto anche ipoazotide, gas rosso scuro molto reattivo che a basse temperature forma il dimero N2O4 (tetraossido di diazoto), più stabile e incolore, con cui si pone in equilibrio. Non esiste un acido corrispondente in cui l'azoto presenti il numero di ossidazione +4. Infine, con numero di ossidazione +5 abbiamo l'anidride nitrica NO2 (nella nomenclatura IUPAC pentossido di diazoto) e il corrispondente ossoacido.

HNO (acido nitrico nella nomenclatura tradizionale o acido3 -triossonitrico(V) nella nomenclatura IUPAC). I suoi sali sono i nitrati, il cui anione è (NO3-). Per cui la desinenza –ico nel caso dell’acido nitrico indica l’atomo di azoto con numero di ossidazione +5: per cui per compensare le 5 cariche positive dell’azoto servono almeno 3 atomi di ossigeno (che ha sempre numero di ossidazione -2). +5-2X3= -1. Cioè con 3 atomi di ossigeno rimane 1 carica negativa “scoperta” che può venire compensata da 1 atomi di idrogeno (che ha sempre numero di ossidazione +1) che negli ossiacidi è sempre presente (d'altronde il nome acido è sinonimo di "idrogeno con numero di ossidazione +1").

ACIDO NITROSO. Il suffisso “-oso” indica generalmente il numero di ossidazione precedente a quello “-ico” (quindi un numero di ossidazione più piccolo). L’azoto possiede 5 stati di ossidazione: ±1,

±3, 5, 4, ±2; dato che il suffisso “-ico” corrisponde all’azoto con numero di ossidazione +5, significa che il suffisso –oso corrisponde a un composto in cui l’azoto ha numero di ossidazione +4. Il suffisso “acido” indica che l’acido nitroso è un ossiacido formato da atomi di idrogeno con numero di ossidazione sempre +1 e atomi di ossigeno con numeri di ossidazione sempre -2 (oltre chiaramente all’azoto). Per compensare le 4 cariche positive dell’azoto basterebbero 2 atomi di ossigeno: - +4 -2X2=0 solo che a questo punto non ci sarebbe “posto” per gli atomi di idrogeno e non avremmo perciò l’ossiacido. Per cui inserendo un terzo atomo di ossigeno si ha: - +4-2X3=-2 Cioè con 3 atomi di ossigeno rimangono 2 cariche negative “scoperte” che possono venire compensate da 2 atomi di idrogeno per cui il composto ha formula H N O .2 2 4 IDRAZINA ’l'idrazina è il nomecomune del composto N H e il suo nome non deriva da nessun sistema di nomenclatura. CARBURO DI CALCIO Il nome "carburo" indica l'unica categoria di composti in cui l'atomo di carbonio ha numero di ossidazione -2. Per cui, dato che il calcio ha sempre e solo numero di ossidazione +2, la formula del composto sarà: CaC. SODIO AMMIDE 2- Il nome "ammide" indica una categoria di composti che contiene lo ione "-NH" cioè un aggregato di atomi formato da un atomo di azoto (con numero di ossidazione +3) e 2 atomi di idrogeno (numero di ossidazione +1) che ha carica complessiva -1. Significa quindi che per compensare la carica negativa dello ione "ammide" serve 1 sola carica positiva: dato che il sodio ha numero di ossidazione (e quindi carica) +1, la formula molecolare sarà: NaNH. CIANURO DI POTASSIO Il nome "Cianuro" indica la categoria di composti che contengono al loro interno ilgruppo-molecolare “CN “, (con numero di ossidazione cioè un aggregato di atomi formato da un atomo di azoto+3) e un atomo carbonio (con numero di ossidazione -4)di che ha carica complessiva -1. Significa perciò che per compensare la carica negativa dello ione “Cianuro” serve 1 sola carica positiva: dato che il potassio ha numero di ossidazione (e quindi carica) +1, la formula molecolare sarà: KCN. OZONO Ozono è il nome comune del composto con formula O e il suo nome non deriva da nessun sistema di nomenclatura. L’azoto è una forma allotropica dell’ossigeno elementare; dato che per definizione il numero di ossidazione degli elementi è 0, il numero di ossidazione dell’ossigeno nell’ozono è 0. CIANATO DI POTASSIO Il cianato è un anione formato da un atomo di ossigeno (numero di ossidazione -2), uno di carbonio (numero di ossidazione +4) e uno di azoto (numero di ossidazione -3), connessi in

Questo ordine; la formula è [OCN]. Lo ione cianato è quindi ambidentato e può formare composti covalenti legandosi sia con l'ossigeno che con l'azoto. Dato che lo ione ha carica negativa -1, per compensarla serve uno ione potassio (K) con carica +1. La formula è quindi KOCN.

ISOCIANATO DI POTASSIO è un anione formato da un atomo di ossigeno. L'Isocianato, che non deve essere confuso con lo ione Cianato, è (numero di ossidazione -2), uno di carbonio (numero di ossidazione +4) e uno di azoto (numero di ossidazione -3), connessi nel modo seguente: è un anione con carica negativa -1 che lega il catione attraverso l'atomo di azoto. Dato che lo ione ha carica negativa -1, per compensarla serve uno ione potassio (K) con carica +1. La formula è quindi KNCO.

ACIDO ORTOFOSFORICO è un ossiacido formato da idrogeno, ossigeno e fosforo. Il fosforo è un elemento del 5° gruppo.

con 2 possibili numeri di ossidazione: 3 e 5. Perciò, secondo la nomenclatura tradizionale, i relativi ossiacidi saranno caratterizzati dalla desinenza –oso (acido fosforoso contenente fosforo +3), e –ico (acido fosforico contenente fosforo +5). Partendo da queste informazioni si può quindi ricavare la formula molecolare dell’acido fosforico: - Il P ha numero di ossidazione +5; - per compensarla servono almeno 3 atomi di ossigeno che nel complesso generano una carica negativa di -6; - +5-6=-1, significa che rimane una carica negativa scoperta che viene compensata da un atomo di idrogeno. L’acido fosforico ha quindi formula H3PO4. Il prefisso “orto” significa “c’è una molecola d’acqua in più”. Dato che l’acqua ha formula H2O, H3PO4 + H2O = H4P2O7, che è la formula dell’acido orto-fosforico. BICARBONATO DI POTASSIO Il carbonato di potassio è il sale ternario che derivadall'acido carbonico H₂CO₃ (l'ossiacido del carbonio, in cui il carbonio ha numero di ossidazione +4) in cui gli atomi di idrogeno vengono sostituiti da degli atomi di potassio. Per cui la formula del carbonato di potassio è K₂CO₃. Il prefisso "bi" nel bicarbonato di potassio sta ad indicare che solo un atomo di idrogeno è stato sostituito da un atomo di potassio, per cui il bicarbonato di potassio ha formula KHCO₃. Il gruppo HCO₃ (che va scritto sempre in questa sequenza) si chiama "anione bicarbonato" ed ha una singola carica negativa. BISOLFATO DI POTASSIO Dal nome di questo composto si vede che è presente il gruppo solfato, cioè un aggregato di atomi di formula SO₄ in cui cioè 4 atomi di ossigeno sono legati ad uno di zolfo con numero di ossidazione +6 (la desinenza –ato indica che lo zolfo ha il numero di ossidazione più alto tra quelli possibili) in modo da generare uno ione con carica complessiva.

-2.- 4 ossigeni X -2=-8- per far sì che rimangano scoperte 2 cariche negative, cioè la carica dello ione, lo zolfo deve averenecessariamente numero di ossidazione +6.

Il termine bisolfato indica che c’è un atomo di idrogeno legato all’anione solfato: il gruppo bisolfato ha4-formula HSO (dal momento che la carica positiva dell’idrogeno compensa una delle due cariche negativedell’anione solfato). Per cui il bisolfato di potassio ha formula KHSO .

4FOSFINAFosfina è il nome comune del composto con formula PCl e il suo nome non deriva da nessun sistema di3nomenclatura. Questo composto è formato da 3 atomi di cloro con numero di ossidazione -1 e un atomo difosforo che quindi ha numero di ossidazione +3. Dato che il numero di ossidazione del cloro rispetta laregola “gruppo di appar