Chimica per il liceo/Le formule chimiche


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I nomi degli elementiModifica

I simboli chimici degli elementi sono  rappresentati da una singola lettera maiuscola, ad es. N per l'azoto, - oppure da una maiuscola seguita da una minuscola - Cu rame.

In questo modo gli elementi sono sempre riconoscibili nelle formule: se ad esempio scrivessi CO intenderei indicare ossigeno e carbonio, un composto chiamato monossido di carbonio. se invece scrivessi Co intenderei indicare il Cobalto, un elemento. La scrittura di elementi e composti è un prerequisito importantissimo nella chimica, infatti la scrittura corretta di formule è un linguaggio universalmente accettato, il simbolo NaCl è cloruro di sodio sia in Italia che altrove.

Valenza e numeri di ossidazioneModifica

Dopo gli studi di Dalton sui rapporti definiti e costanti degli elementi in un composto, i legami chimici hanno completato il concetto di valenza, che è il numero di elettroni esterni che possono essere acquistati, persi o condivisi in una combinazione con altri atomi, quindi è anche il numero di legami che un atomo può formare. Per esempio l’ossigeno ha 6 elettroni esterni e valenza 2 (quindi 2 elettroni dei 6 esterni sono impiegati nel legame). Molti elementi possono avere più di una valenza. La valenza totale di ogni elemento nel composto si moltiplicandola per il pedice. Le valenze dei due elementi devono risultare uguali. Cl2O valenza dell’ossigeno 2 valenza del cloro 1 Cl2O3 valenza dell’ossigeno 2 valenza del cloro 3
Cl2O5 valenza dell’ossigeno 2 valenza del cloro 5

Nella moderna tavola periodica è di solito riportato il numero di ossidazione, che indica la carica degli atomi di un elemento in un composto se gli elettroni di legame vengono assegnati all’elemento più elettronegativo: è negativo se indica gli elettroni acquistati durante un legame (-1, -2, …), positivo se indica gli elettroni persi (+1, +2, …).

In una molecola neutra, la somma dei numeri di ossidazione degli elementi deve essere 0.

CO n.o. del carbonio +2 n.o. dell’ossigeno -2 CO2 n.o. del carbonio +4 n.o. dell’ossigeno -2


Per scrivere la formula di un composto binario, si scrive a sinistra l’elemento con n.o. positivo, a destra quello con n.o. negativo. Se c’è un metallo e un non metallo, il composto si forma scrivendo il metallo a sinistra e il non metallo a destra: NaCl Na+1 Cl-1 Se ci sono due non metalli o semimetalli, a sinistra si scrive quello che si trova prima nel seguente schema (il meno elettronegativo): B2O3

B2+3 O3-2

Carica totale del boro: +3 * 2 = +6

Carica totale dell’ossigeno: -2 *3 = -6

Carica totale del composto +6 -6 =0

Le formule chimiche (?togliere?)Modifica

La formula chimica contiene il simbolo di ogni elemento e l’indice numerico in basso a destra (come pedice), che indica quanti atomi sono presenti di quell’elemento. Infatti le proprietà di una sostanza dipendono dal tipo e dalla quantità di atomi in essa presenti. Se l’indice numerico è 1 si omette. I pedici devono essere ridotti ai minimi termini se hanno un divisore in comune. Una formula chimica può indicare un elemento (es. O2) se compaiono solo atomi dello stesso elemento o un composto (es. H2O) se ci sono elementi diversi.

Esempio Br2 indica che la molecola di bromo è formata da 2 atomi, Fe indica che il ferro è atomico ossia i suoi atomi sono singoli, CaF2 indica che il fluoruro di calcio è formato da un atomo di Ca e 2 di F. H2O, la formula dell'acqua, indica che la sua molecola è formata da 2 atomi di idrogeno e da 1 atomo di ossigeno; la formula dell'acido carbonico, H2CO3 indica che la sua molecola è costituita da 2 atomi d'idrogeno, 1 atomo di carbonio, e 3 atomi di ossigeno.

La formula dell’elemento puro coincide con il simbolo dello stesso elemento (Mg, K, …). Sette elementi si trovano in natura come molecole biatomiche (H2, O2, N2, F2, Cl2, Br2, I2). Quattro elementi si trovano come molecole poliatomiche (As4, P4, Se8, S8).

In base al numero di elementi che lo formano, un composto può essere classificato in binario (HCl- acido cloridrico), ternario (CaCO3 carbonato di calcio), o quaternario (KHSO3 bisolfito di potassio) e così via.

I nomi dei composti binariModifica

OssidiModifica

Sono i composti che gli elementi formano con l’ossigeno. L’ossigeno è un elemento molto reattivo e forma facilmente composti sia con i metalli che con i non metalli. Questi composti in generale vengono definiti ossidi, secondo la nomenclatura tradizionale gli ossidi con i non metalli si chiamano anche anidridi e sono in genere gassosi (es. anidride carbonica, CO2).


Ossidi basici MeOModifica

Metallo+Ossigeno (l’ossigeno presenta sempre n.o. -2 e si scrive a destra nella formula)

  • Nomenclatura tradizionale

Se il metallo o semimetallo ha 1 solo numero di ossidazione: ossido di ...(nome dell’elemento) MgO ossido di Magnesio

Se il metallo o semimetallo ha 2 numeri di ossidazione : Ossido ......-oso (per il numero di ossidazione più basso) Ossido .....-ico (per il numero di ossidazione più basso) PbO ossido piomboso (Pb n.o. +2) PbO2 ossido piombico (Pb n.o. +4)

Se il metallo o semimetallo ha 4 numeri di ossidazione: Ossido ipo-......-oso (per il numero di ossidazione più basso) Ossido .....-oso (per il numero di ossidazione subito più alto) Ossido .....-ico (per il numero di ossidazione subito più alto) Ossido per-.....-ico (per il numero di ossidazione più alto) VO ossido ipovanadioso V2O3 ossido vanadioso VO2 ossido vanadico V2O5 ossido pervanadico


  • Nomenclatura IUPAC

Si contano gli atomi di ogni elemento e si mette il suffisso al nome dell’ossido e al nome dell’elemento stesso: 1 atomo = mono- 2 atomi= di- 3 atomi= tri- 4 atomi= tetra- 5 atomi= penta- 6 atomi= esa- 7 atomi= epta- 8 atomi= otta- 9 atomi= nona- 10 atomi= deca-

Esempi: BaO monossido di bario (si può omettere il prefisso mono-) Sc2O3 triossido di discandio Cu2O monossido di dirame

Esercizi: CaO: ossido di calcio

Na2O: ?

K2O: ?

CuO: ?

Cu2O: ? 

ZnO: ?

Li2O: ?

Gli ossidi dei non metalli sono generalmente gassosi

CO2: diossido di carbonio (o anidride carbonica)

SO3: triossido di zolfo (o anidride solforica)

NO2:

ClO3:


Ossidi acidi XOModifica

Non metallo+ Ossigeno (l’ossigeno presenta sempre n.o. -2 e si scrive a destra nella formula)

  • Nomenclatura tradizionale

Se il non metallo ha fino 4 numeri di ossidazione (se ne ha 2, si usano solo i suffissi –oso e -ico): Anidride ipo-......-osa (per il numero di ossidazione più basso)

Anidride .....-osa (per il numero di ossidazione subito più alto)

Anidride.....-ica (per il numero di ossidazione subito più alto)

Anidride per-.....-ica (per il numero di ossidazione più alto).


Esempi: SeO2 anidride seleniosa SeO3 anidride selenica

  • Nomenclatura IUPAC

Si contano gli atomi di ogni elemento e si mette il suffisso al nome -ossido e al nome dell’elemento stesso. Esempi: Br2O monossido di dibromo

Br2O3 triossido di dibromo

Br2O5 pentaossido di dibromo

Composti con l’idrogenoModifica

Alcuni composti di non metalli con l’idrogeno sono molto famosi  e hanno nomi propri. Ad esempio:

H2O: acqua

NH3: ammoniaca (un gas)

NH4+: ione ammonio

CH4: metano (il gas che usiamo nelle nostre case)


I composti dell’idrogeno con il gruppo degli alogeni (il penultimo nella tavola periodica) forma degli acidi famosi: gli idracidi, ad esempio:

HCl: acido cloridrico (si trova nei supermercati come acido muriatico) (acido binario)

HF: acido fluoridrico

HBr: acido bromidrico

HI: acido iodidrico

Sali binariModifica

Sono composti formati da un metallo e un non metallo. Ad esempio i cloruri:

NaCl: cloruro di sodio

KCl: cloruro di potassio

FeCl3: tricloruro di ferro

CuCl2:

ZnCl2:

CaCl2:

MgCl2:  

I nomi dei composti ternariModifica

IdrossidiModifica

Quando un metallo, o un ossido di un metallo,  reagisce con l’acqua spesso si forma un idrossido, che ha formula MeOH (Me=metallo). Es. Fe(OH)3, CuOH, NaOH, KOH. Il gruppo OH si chiama gruppo ossidrile (o ossidrilico). Facciamo degli esempi:

Fe(OH)3: tri-idrossido di ferro

CuOH: idrossido di rame

PbOH: idrossido di piombo

NaOH: idrossido di sodio (nome commerciale: soda caustica)

Ca(OH)2: ?

Fe(OH)2: ?

Mg(OH)2: ?

Al(OH)3: ?

Zn(OH)2: ?

Sciolti in acqua formano in genere soluzioni basiche (pH superiore a 7).

Acidi ternari (Ossiacidi)Modifica

Questi sono composti formati da tre elementi (perciò sono definiti ternari): un non metallo, idrogeno e ossigeno. La nomenclatura IUPAC è un po’ complicata, per cui useremo la nomenclatura tradizionale. Vediamo quelli più famosi che bisogna conoscere:

H2SO4: acido solforico. Il gruppo SO4-- forma i solfati (sali ternari), ad esempio il solfato di calcio (CaSO4), chiamato normalmente gesso.

H2CO3: acido carbonico. Il gruppo CO3-- forma i carbonati (sali ternari), ad esempio il carbonato di calcio (CaCO3) normalmente chiamato “calcare”.

HNO3: acido nitrico. Il gruppo NO3- forma i nitrati, ad es. il nitrato di potassio (KNO3)

H3PO4: acido fosforico. Il gruppo PO43- forma i fosfati, ad es. il fosfato di calcio Ca3(PO4)2 un componente delle ossa

AttivitàModifica

Esercizi: in questa pagina si trovano esercizi su questi argomenti