Nomenclatura tradizionale dei composti inorganici

1 - VALENZA

La valenza e' la capacita' di combinazione di un atomo. Viene indicata con il numero di atomi di idrogeno con cui un atomo puo', teoricamente, combinarsi e il suo valore si rappresenta convenzionalmente con i numeri romani.

Es. L'atomo di ossigeno in H₂O e' combinato con 2 atomi di H, quindi ha valenza II.

Es. Il carbonio in CO₂ e' combinato con 2 atomi di ossigeno che hanno valenza II e quindi equivalgono a 4 H. La valenza del carbonio e' allora IV.

2 - OSSIDI

Sono composti binari (con due soli atomi diversi) formati da un metallo e dall'ossigeno.

2.1 - OSSIDI: COME RICAVARE LA FORMULA NOTO IL NOME

La formula si ottiene pareggiando gli elettroni ceduti dal metallo con quelli acquistati dall'ossigeno. In pratica basta scambiare le valenze tra il metallo e l'ossigeno e poi dividere per due se entrambe le valenze sono numeri pari.

Es. Ossido di alluminio

Valenze: Al^III O^II

Formula:Al₂O₃.

Es. Ossido di calcio

Valenze: Ca^II O^II

Formula: Ca₂O₂, cioe', semplificando, CaO.

Es. Ossido stannico

Valenze: Sn^IV O^II

Formula Sn₂O₄, cioe' SnO₂.

2.2 - OSSIDI: COME RICAVARE IL NOME NOTA LA FORMULA

Se il metallo presenta una sola valenza, il nome del composto si ottiene aggiungendo alla parola 'ossido' il nome del metallo.

Es. K₂O e' l'ossido di potassio.

Se il metallo presenta due valenze, l'ossido dove il metallo ha la valenza minore prende la desinenza -oso, dove il metallo ha la valenza maggiore prende la desinenza -ico.

Es. FeO dove il ferro ha valenza II, e' l'ossido ferroso;

Fe₂O₃ ' ' ' III ' ' ferrico.

3 - ANIDRIDI O OSSIDI ACIDI

Sono composti binari formati da un non-metallo e dall'ossigeno.

3.1 ANIDRIDI: COME RICAVARE LA FORMULA NOTO IL NOME

La formula si ottiene scambiando la valenza tra il non-metallo e l'ossigeno. Se entrambe le valenze sono pari, si dividono per 2.

Es. Anidride borica

Valenze: B^III O^II

Formula: B₂O₃.

Es. Anidride solforosa

Valenze: S^IV O^II

Formula: S₂O₄, cioe' SO₂.

3.2 - ANIDRIDI: COME RICAVARE IL NOME NOTA LA FORMULA

Se il non-metallo ha una sola valenza, l'anidride prende la desinenza -ica.

Es. CO₂, dove il carbonio ha valenza IV, e' l'anidride carbonica.

Se il non-metallo presenta due valenze, l'anidride dove il non-metallo ha la valenza minore prende la desinenza -osa, dove il non-metallo ha la valenza maggiore prende la desinenza -ica.

Es. SO₂, dove S ha valenza IV, e' l'anidride solforosa;

SO₃, ' S ' ' VI, ' ' solforica.

Es. N₂O₃, dove N ha valenza III, e' l'anidride nitrosa;

N₂O₅, ' N ' ' V, ' ' nitrica.

Se il non-metallo presenta quattro valenze, si usa anche il prefisso ipo- per la valenza minima, e il prefisso per- per la valenza massima.

Es. Cl₂O, dove Cl ha valenza I, e' l'anidride ipoclorosa;

Cl₂O₃, ' Cl ' ' III, ' clorosa;

Cl₂O₅, ' Cl ' ' V, ' clorica;

Cl₂O₇, ' Cl ' ' VII, ' perclorica.

4 - IDROSSIDI O BASI

Secondo la definizione proposta da Arrhenius, un idrossido e' una sostanza che in soluzione acquosa libera ioni ossidrile OH^-.

4.1 - IDROSSIDI: COME RICAVARE LA FORMULA NOTO IL NOME

La formula di un idrossido si scrive indicando il simbolo del metallo seguito da un numero di gruppi OH pari alla sua valenza. Si noti che si considera un idrossido anche il composto NH₄OH (idrossido d'ammonio) che si forma dalla reazione tra ammoniaca e l'acqua.

Es. Idrossido di alluminio

Valenza: Al^III

Formula: Al(OH)₃.

4.2 - IDROSSIDI: COME RICAVARE IL NOME NOTA LA FORMULA

Se il metallo ha una sola valenza, il nome del composto si ottiene aggiungendo alla parola 'idrossido' il nome del metallo.

Es. Zn(OH)₂ e' l'idrossido di zinco.

Se il metallo presenta due valenze, l'idrossido dove il metallo ha valenza minore prende la desinenza -oso, dove il metallo ha valenza maggiore, prende la desinenza -ico.

Es. HgOH, dove Hg ha valenza I, e' l'idrossido mercuroso;

Hg(OH)₂, ' Hg ' ' II, ' ' mercurico.

5 - ACIDI

Secondo la definizione proposta da Arrhenius, un acido e' un composto che in soluzione acquosa libera ioni H⁺.

Si conoscono due tipi di acidi: gli idracidi e gli ossiacidi.

5.1 IDRACIDI

Sono composti binari formati da idrogeno e da un non-metallo. Anche l'acido cianidrico HCN, che e' un composto ternario, viene considerato un idracido.

5.1.1 - IDRACIDI: COME RICAVARE LA FORMULA NOTO IL NOME

La formula si ottiene indicando prima l'idrogeno e poi il non-metallo. Il numero di atomi di idrogeno da indicare e' pari alla valenza che il non-metallo impiega quando si combina con l'idrogeno (si trova nell'elenco delle valenze).

Es. Acido solfidrico

Valenze: H^I S^II

Formula: H₂S.

5.1.2 - IDRACIDI: COME RICAVARE IL NOME NOTA LA FORMULA

Il nome si ottiene aggiungendo alla parola 'acido' il nome del non-metallo con la desinenza -idrico.

Es. HCl e' l'acido cloridrico;

HI e' l'acido iodidrico.

5.2 - OSSIACIDI

Sono composti ternari formati da idrogeno, un non-metallo e ossigeno.

5.2.1 - OSSIACIDI: COME RICAVARE LA FORMULA NOTO IL NOME

La formula si ottiene, di regola, facendo reagire la corrispondente anidride con una sola molecola d'acqua. Se gli indici di tutti gli atomi sono pari, si dividono per 2.

Es. Per ottenere l'acido carbonico:

CO₂ + H₂O --> H₂CO₃

anidride              acido

carbonica           carbonico

Es. Per ottenere l'acido nitrico:

N₂O₅ + H₂O --> H₂N₂O₆ --> 2HNO₃

anidride              semplificando 2 molecole di

nitrica               per 2 acido nitrico

Es. Per ottenere l'acido ipocloroso:

Cl₂O + H₂O --> H₂Cl₂O₂ --> 2HClO

anidride            semplif. 2 molecole

ipoclorosa          per 2 di acido ipocloroso

Con le anidridi P₂O₃, P₂O₅, B₂O₃ e SiO₂ si ottengono formule di acidi diversi per reazione con una o piu' molecole d'acqua.

Es. P₂O₅ + H₂O --> H₂P₂O₆ --> 2HPO₃ (acido metafosforico)

P₂O₅ + 2H₂O --> H₄P₂O₇ (acido pirofosforico)

P₂O₅ + 3H₂O --> H₆P₂O₈ --> 2H₃PO₄ (acido ortofosforico detto anche acido fosforico)

SiO₂ + H₂O --> H₂SiO₃ (acido metasilicico)

SiO₂ + 2H₂O --> H₄SiO₄ (acido ortosilicico detto anche acido silicico)

B₂O₃ + 3H₂O --> H₆B₂O₆ --> 2H₃BO₃ (acido ortoborico detto anche acido borico)

5.2.2 - OSSIACIDI: COME RICAVARE IL NOME NOTA LA FORMULA

Il nome di un ossiacido deriva da quello della corrispondente anidride.

Es. HClO e' l'acido ipocloroso (deriva dalla anidride ipoclorosa).

H₂SO₄ e' l'acido solforico (deriva dalla anidride solforica).

I nomi degli acidi che derivano dalle anidridi P₂O₃, P₂O₅, B₂O₃ e SiO₂ prendono il prefisso:

- meta quando si impiega una sola molecola d'acqua,

- piro ' si impiegano due molecole '

- orto ' ' ' tre ' '

Fa eccezione l'acido ortosilicico che si ottiene con due sole molecole d'acqua.

Es. H₃PO₄ e' l'acido ortofosforico perche' si ottiene dalla anidride fosforica con 3 molecole d'acqua.

6 - SALI

I sali sono composti ionici che si ottengono per sostituzione totale o parziale degli atomi di H di un acido con atomi di un metallo. Se la sostituzione e' totale, vengono detti sali neutri, se e' parziale, sali acidi.

Es. NaCl e' un sale neutro che deriva da HCl per sostituzione di H⁺ con Na⁺.

Es. NaHCO₃ e' un sale acido perche' deriva da H₂CO₃ per sostituzione di un solo H⁺ con Na⁺.

6.1 - SALI NEUTRI: COME RICAVARE LA FORMULA NOTO IL NOME

La formula di un sale neutro si ottiene agevolmente facendo reagire l'idrossido e l'acido corrispondenti in modo che i gruppi OH delle molecole dell'idrossido siano in numero uguale agli atomi di H presenti nelle molecole dell'acido. Infatti ogni ione OH^- deve reagire con uno ione H⁺ per formare H₂O.

Per individuare l'acido da impiegare nella reazione occorre ricordare che:

- un sale con desinenza -uro deriva da un acido con desinenza -idrico (es. un cloruro da ac. cloridrico);

- un sale con desinenza -ito deriva da un acido con desinenza -oso (es. un solfito da ac. solforoso);

- un sale con desinenza -ato deriva da un acido con desinenza -ico (es. un solfato da ac. solforico).

Es. Per ottenere la formula del cloruro di sodio scrivo le formule dell'idrossido di sodio e dell'acido cloridrico:

NaOH + HCl -->

Poiche' i gruppi OH e gli atomi di H sono nel rapporto di 1:1 pongo Na al posto di H e scrivo la formula del sale:

NaOH + HCl --> NaCl

Completo la reazione con una molecola d'acqua:

NaOH + HCl --> NaCl + H₂O

Es. Per ottenere la formula del carbonato di potassio scrivo le formule dell'idrossido di potassio e dell'acido carbonico:

KOH + H₂CO₃ -->

Poiche' i gruppi OH e gli atomi di H sono nel rapporto di 1:2 prendo 2 molecole di KOH:

2KOH + H₂CO₃ -->

Scrivo la formula del sale ponendo due atomi di K al posto dei due atomi di H:

2KOH + H₂CO₃ --> K₂CO₃

Completo la reazione con 2 molecole d'acqua:

2KOH + H₂CO₃ --> K₂CO₃ + 2H₂O

Es. Per ottenere la formula del solfato di alluminio scrivo la formula dell'idrossido di alluminio e dell'acido solforico:

Al(OH)₃ + H₂SO₄ -->

Poiche' i gruppi OH e gli atomi di H sono nel rapporto di 3:2, prendo 2 molecole di Al(OH)₃ e 3 molecole di H₂SO₄ in modo da avere 6 gruppi OH^- e 6 ioni H⁺:

2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ -->

Scrivo la formula del sale ponendo 2 atomi di Al e 3 gruppi SO₄:

2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ --> Al₂(SO₄)₃

Completo con 6 molecole d'acqua:

2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ --> Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O

6.2 SALI NEUTRI: COME RICAVARE IL NOME NOTA LA FORMULA

Occorre intanto individuare l'acido da cui deriva la parte non metallica del sale e modificare la desinenza dell'acido secondo il solito schema:

- da -idrico ad -uro (es. da ac. cloridrico a cloruro);

- da -oso ad -ito (es. da ac. solforoso a solfito);

- da -ico ad -ato (es. da ac. solforico a solfato).

Si completa poi il nome del sale con il nome del metallo. Se l'atomo del metallo puo' assumere due diverse valenze, si impiega la desinenza -oso per la valenza minore, la desinenza -ico per la valenza maggiore.

Es. Attribuire il nome al composto BaCO₃.

Poiche' il bario ha solo valenza II, il gruppo CO₃ corrisponde allo ione CO₃^-- che deriva dall'acido carbonico H₂CO₃. Il sale considerato e' il carbonato di bario.

Es. Attribuire un nome al composto Ca(NO₂)₂.

Poiche' il calcio ha solo valenza II, il gruppo NO₂ corrisponde allo ione NO₂^- che deriva dall'acido nitroso HNO₂. Il sale considerato e' il nitrito di calcio.

Es. Attribuire un nome al composto FeS.

Poiche' non vi sono atomi di ossigeno nella formula, il sale deriva da un idracido, H₂S (acido solfidrico). Il ferro, che puo' presentare sia valenza II che valenza III, qui presenta valenza II perche' sostituisce due atomi di H dell'acido solfidrico. Il sale considerato e' il solfuro ferroso.

6.3 - SALI ACIDI: COME RICAVARE LA FORMULA NOTO IL NOME

Nei sali acidi uno o piu' atomi di H dell'acido restano anche nel sale: un sale monoacido (detto anche semplicemente 'sale acido') presenta un solo H nella propria formula per ogni molecola di acido impiegata, un sale biacido presenta due H per ogni molecola di acido e un sale triacido presenta tre H per ogni molecola di acido. Si noti che per indicare un sale acido che deriva da acidi con due H (detti 'acidi diprotici'), viene impiegato pure il prefisso bi-: si puo' dire, ad esempio, carbonato acido di calcio oppure bicarbonato di calcio.

La formula dei sali acidi si puo' ottenere scrivendo la reazione tra l'idrossido e l'acido corrispondenti e facendo attenzione a mantenere nel sale gli atomi di H che esso richiede.

Es. Per ottenere il bicarbonato di calcio, cioe' il carbonato acido di calcio, scrivo la formula dell'idrossido si calcio e dell'acido carbonico:

Ca(OH)₂ + H₂CO₃ -->

Scrivo la formula del sale combinando il calcio con due gruppi HCO₃:

Ca(OH)₂ + 2H₂CO₃ --> Ca(HCO₃)₂

Completo la reazione con due molecole d'acqua:

Ca(OH)₂ + 2H₂CO₃ --> Ca(HCO₃)₂ + 2H₂O

Es. Per ottenere l'ortofosfato monoacido di ammonio, scrivo la formula dell'idrossido d'ammonio e dell'acido ortofosforico:

NH₄OH + H₃PO₄ -->

Poiche' nella formula del sale deve restare un solo H per ogni molecola di H₃PO₄ impiegata, devo usare due molecole di NH₄OH:

2NH₄OH + H₃PO₄ -->

Scrivo la formula del sale combinando due gruppi NH₄ con HPO₄:

2NH₄OH + H₃PO₄ --> (NH₄)₂HPO₄

Completo con due molecole d'acqua:

2NH₄OH + H₃PO₄ --> (NH₄)₂HPO₄ + 2H₂O

Il sale ottenuto e' anche detto fosfato biammonico.

6.4 - SALI ACIDI: COME RICAVARE IL NOME NOTA LA FORMULA

Il nome dei sali acidi si ottiene dalla formula in modo analogo a quello dei sali neutri, cercando il nome dell'acido e del metallo corrispondenti. Si aggiunge poi l'attributo 'monoacido' (o 'acido'), 'biacido', 'triacido' in base al numero di atomi di H presenti nella formula del sale per ogni gruppo derivato dall'acido corrispondente.

Es. Attribuire il nome al composto CaHPO₄.

Poiche' il calcio ha solo valenza II, il gruppo HPO₄ deriva da H₃PO₄ (acido ortofosforico). Il sale corrispondente e' l'ortofosfato monoacido di calcio, detto comunemente fosfato bicalcico.

Es. Attribuire il nome al composto Sn(H₃P₂O₇)₄.

Lo stagno, che puo' avere sia valenza II che valenza IV, presenta in questo sale valenza IV perche' un solo atomo e' combinato con 4 gruppi H₃P₂O₇. Ciascun gruppo H₃P₂O₇ deriva da H₄P₂O₇ (acido pirofosforico) perche' Sn ha sostituito un solo H per ogni molecola dell'acido. Il nome del sale e' quindi: pirofosfato triacido stannico.

PROGRAMMA 'FORMULE'

PRESENTAZIONE

L'apprendimento della nomenclatura e della simbologia dei composti inorganici richiede un lungo esercizio che lo studente talvolta rifiuta. Il programma FORMULE permette di imparare in modo rapido e divertente questo argomento che gli stessi testi scolastici trattano in modo spesso frettoloso.

La nomenclatura proposta e' quella tradizionale che risulta ancora la piu' usata nelle scuole e nei testi tecnici.

Nella costruzione delle formule vengono impiegati i metalli e i non-metalli piu' comuni e si fa uso del concetto di valenza. Le formule degli ossidi, delle anidridi, degli idrossidi e degli idracidi vengono ricavate direttamente dal valore della valenza degli atomi interessati, mentre per gli ossiacidi e i sali lo studente viene guidato a ricavare la formula attraverso un'equazione chimica. In tutto vengono proposte 137 formule di composti.

Il programma pesuppone la conoscenza della valenza dei seguenti elementi chimici:

- metalli: Na, K, Mg, Ca, Ba, Fe, Cu, Zn, Ag, Hg, Al, Sn, Pb;

- non-metalli: H, B, C, N, O, F, Si, P, S, Cl, Br, I.

ATTIVAZIONE

Il programma formule e' un file oggetto ottenuto compilando un file sorgente suddiviso in piu' moduli, scritto in Turbo Pascal 5.5. Esso gira in ambiente MS-DOS e richiede la presenza di scheda grafica EGA o VGA; funziona pure con schede CGA e Hercules ma con qualche lieve problema.

Per attivare il programma basta richiamare il drive con il dischetto del programma, battere FORMULE e premere INVIO: comparira' sul video il menu' principale.

COMANDI

Dal menu' principale lo studente seleziona la famiglia di composti su cui si vuole esercitare. Una volta fatta la scelta, compaiono sul video due finestre: quella superiore viene impiegata per scrivere la formula del composto o l'equazione chimica richiesta, mentre sull'altra compaiono le informazioni di aiuto.

Il composto di cui il programma chiede di battere la formula, viene scelto a caso tra tutti i composti della famiglia selezionata che non sono ancora stati scelti.

Per battere una formula si fa uso dei normali caratteri maiuscolo e minuscolo. Per scrivere un indice, ad esempio il numero 2 in H₂O, occorre premere il tasto funzione F2, rilasciarlo e premere il numero prescelto, come viene ricordato nell'ultima riga che compare sullo schermo. Scrivendo un'equazione chimica si deve ricordare di seguire attentamente la guida che compare nella finestra inferiore in modo da permettere il controllo delle formule e dei coefficienti gia' battuti. Il programma si incarica da solo a porre il segno + e la freccia di reazione.

VALUTAZIONE

Dopo che lo studente ha battuto almeno 10 formule corrette della stessa famiglia di composti, puo' vedere il giudizio a video sul lavoro svolto scegliendo la voce VALUTAZIONE dal menu' principale. Il giudizio puo' pure venire stampato su carta: in tal caso vengono riportati sia il numero dei composti che lo studente ha scritto correttamente, sia il voto espresso in decimi ad uso dell'insegnante.

CONTENUTO DEL DISCHETTO

1. METALLI.DAT, NONMETAL.DAT - File dati dove sono contenuti i simboli chimici e le valenze degli elementi impiegati.

2. CTV.TPU, PEF.TPU, PROF.TPU - Moduli (units) precompilati che contengono le costanti, i tipi, le variabili generali, l'elenco delle formule e le procedure iniziali.

3. FORMULE.EXE - File eseguibile.

4. EGAVGA.BGI, CGA.BGI, IBM8514.BGI, ATT.BGI, HRC.BGI, PC3270.BGI - Driver grafici disponibili.

5. LEGGIMI.DOC - Queste istruzioni, scritte con WORD5.

VALENZE DEGLI ATOMI PIU' COMUNI

H^I

Na^I Mg^II                 B^III C^IV N^III,V O^II F^I

Al^III Si^IV P^III,V S^II,IV,VI Cl^I,III.V,VII

K^I Ca^II Fe^II,III Cu^I,II Zn^II                         Br^I,III,V,VII

Ag^I Sn^II,IV I^I,III,V,VII

Ba^II                 Hg^I,II Pb^II,IV

Nota. Considerare S^II solo quando lo zolfo si combina con H.