Composti ionici e loro nomenclatura
Mappa concettuale
La formazione di composti ionici e la nomenclatura inorganica sono essenziali in chimica. Cationi e anioni si combinano per neutralizzare le cariche, mentre la nomenclatura IUPAC aiuta a identificare composti come ossidi e idrossidi.
Riassunto
Schema
Formazione della Formula di un Composto Ionico
La formula di un composto ionico si ottiene combinando cationi e anioni in modo che la somma delle loro cariche sia zero, risultando in un composto elettricamente neutro. I cationi, che sono ioni con carica positiva, e gli anioni, con carica negativa, devono essere combinati in proporzioni tali da neutralizzare le loro cariche complessive. Ad esempio, l'alluminio (Al), che forma un catione con carica +3, e lo zolfo (S), che forma un anione con carica -2, si combinano nel rapporto di 2:3 per dare il solfuro di alluminio (Al2S3), un composto ionico neutro. La stesura della formula richiede quindi un'attenta valutazione delle cariche ioniche e la loro reciproca compensazione.Ioni e la loro Carica Ionica
Gli ioni sono atomi o gruppi di atomi che hanno perso o guadagnato elettroni, acquisendo così una carica elettrica. I cationi hanno una carica positiva a seguito della perdita di elettroni, mentre gli anioni hanno una carica negativa a seguito del guadagno di elettroni. La carica ionica è determinata dalla differenza tra il numero di protoni e il numero di elettroni. Per esempio, il sodio (Na) diventa un catione Na+ perdendo un elettrone e acquisendo una carica di +1, mentre il cloro (Cl) diventa un anione Cl- guadagnando un elettrone e acquisendo una carica di -1. La comprensione delle cariche ioniche è essenziale per la formazione di composti ionici stabili e neutri.Nomenclatura dei Composti Inorganici
La nomenclatura dei composti inorganici segue le regole stabilite dalla IUPAC, che consentono di assegnare nomi sistematici basati sulla composizione chimica dei composti. Questo sistema di nomenclatura è cruciale per garantire chiarezza e precisione nella comunicazione scientifica. Ad esempio, il diossido di carbonio può essere chiamato sia con il suo nome comune, anidride carbonica, sia con il nome sistematico, diossido di carbonio (CO2), secondo le regole IUPAC. La nomenclatura sistematica è particolarmente importante per i composti con più di un nome comune o per quelli con nomi storici che possono non riflettere accuratamente la loro composizione chimica.Numero di Ossidazione e Regole per la sua Assegnazione
Il numero di ossidazione è un concetto utilizzato per descrivere la distribuzione degli elettroni in un composto chimico. Esso rappresenta una carica ipotetica che un atomo avrebbe se tutti i legami fossero considerati completamente ionici. Le regole per l'assegnazione del numero di ossidazione includono: gli elementi in forma monoatomica hanno un numero di ossidazione di zero; in un composto neutro, la somma dei numeri di ossidazione deve essere zero; in un ione poliatomico, la somma dei numeri di ossidazione deve essere uguale alla carica dell'ione. Ad esempio, nell'acqua (H2O), l'idrogeno ha un numero di ossidazione di +1 e l'ossigeno di -2, che sommati danno zero, rispecchiando la neutralità della molecola.Nomenclatura degli Ossidi e degli Idrossidi
Gli ossidi sono composti binari formati dall'unione di ossigeno con un altro elemento e possono essere classificati come basici o acidi. Gli ossidi basici, formati da metalli e ossigeno, reagiscono con l'acqua per dare idrossidi, che sono basi. Ad esempio, l'ossido di calcio (CaO) reagisce con l'acqua per formare idrossido di calcio (Ca(OH)2). Gli ossidi acidi, formati da nonmetalli e ossigeno, reagiscono con l'acqua per formare acidi. Il diossido di zolfo (SO2), per esempio, reagisce con l'acqua per formare acido solforoso (H2SO3). La nomenclatura di questi composti segue regole specifiche che riflettono la loro composizione e reattività.Nomenclatura degli Ioni Semplici e Composti
La nomenclatura degli ioni semplici segue regole precise: per gli anioni monatomici si aggiunge la desinenza -uro, mentre i cationi sono generalmente nominati con il nome dell'elemento seguito dalla parola "ione". Nel caso di cationi metallici con più stati di ossidazione, si utilizza la nomenclatura di Stock, che include il numero di ossidazione in numeri romani tra parentesi. Ad esempio, il ferro può formare due cationi comuni: Fe2+, chiamato ferro(II) o ferroso, e Fe3+, chiamato ferro(III) o ferrico. Per gli anioni derivati da acidi, si utilizza la desinenza -idrico per gli anioni derivati da idracidi, come nel caso dell'acido cloridrico (HCl) che forma ioni cloruro (Cl-).Ossoanioni e la loro Nomenclatura
Gli ossoanioni sono anioni che contengono ossigeno e un altro elemento. La loro nomenclatura si basa sul numero di ossidazione dell'elemento non ossigeno e utilizza le desinenze -ito e -ato per indicare rispettivamente un numero di ossidazione inferiore o superiore. Inoltre, i prefissi ipo- e per- sono usati per indicare rispettivamente il numero di ossidazione più basso e più alto quando un elemento forma più di due ossoanioni. Ad esempio, il cloro forma una serie di ossoanioni: ipoclorito (ClO-), clorito (ClO2-), clorato (ClO3-) e perclorato (ClO4-), con numeri di ossidazione crescenti da +1 a +7. Questa nomenclatura aiuta a distinguere tra i vari ossoanioni e a comprendere le loro proprietà chimiche.
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Formazione dei composti ionici
Cationi e anioni
Gli ioni sono atomi o gruppi di atomi che hanno perso o guadagnato elettroni, acquisendo una carica elettrica
Neutralizzazione delle cariche
La formula di un composto ionico si ottiene combinando cationi e anioni in modo che la somma delle loro cariche sia zero
Rapporto tra cationi e anioni
I cationi e gli anioni devono essere combinati in proporzioni tali da neutralizzare le loro cariche complessive
Nomenclatura dei composti inorganici
Regole della IUPAC
La nomenclatura dei composti inorganici segue le regole stabilite dalla IUPAC, che consentono di assegnare nomi sistematici basati sulla composizione chimica dei composti
Importanza della nomenclatura sistematica
La nomenclatura sistematica è cruciale per garantire chiarezza e precisione nella comunicazione scientifica
Utilizzo dei nomi comuni e sistematici
I composti possono essere chiamati sia con il loro nome comune che con il nome sistematico, secondo le regole IUPAC
Numero di ossidazione
Concetto di numero di ossidazione
Il numero di ossidazione rappresenta una carica ipotetica che un atomo avrebbe se tutti i legami fossero considerati completamente ionici
Regole per l'assegnazione del numero di ossidazione
Le regole per l'assegnazione del numero di ossidazione includono la somma dei numeri di ossidazione che deve essere uguale alla carica dell'ione in un composto neutro
Esempi di numero di ossidazione
Nell'acqua, l'idrogeno ha un numero di ossidazione di +1 e l'ossigeno di -2, che sommati danno zero, rispecchiando la neutralità della molecola
Composti ionici e loro nomenclatura
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00
Definizione di catione
Ione con carica positiva, risultato dalla perdita di uno o più elettroni.
01
Definizione di anione
Ione con carica negativa, risultato dal guadagno di uno o più elettroni.
02
Esempio di formazione composto ionico
Al3+ e S2- si combinano in rapporto 2:3 per formare Al2S3 neutro.
