I COMPOSTI CHIMICI

Nella Chimica inorganica possiamo individuare 4 categorie principali di composti chimici: Ossidi, Idrossidi, Acidi e Sali.
Prima di addentrarci nella descrizione dei singoli composti, dobbiamo dare un breve cenno al concetto di valenza.
La valenza di un elemento chimico può essere definita con il numero di atomi di Idrogeno con cui quell’elemento è capace di combinarsi.
Per esempio nei composti  HCl (acido cloridrico), H2O (acqua), NH3 (ammoniaca), CH4 (metano) diremo che il Cloro (Cl), l’Ossigeno (O), l’Azoto (N), il Carbonio (C) sono rispettivamente monovalente, bivalente, trivalente e tetravalente perchè si combinano rispettivamente con 1, 2, 3 e 4 atomi di Idrogeno.
Conoscendo la valenza di tutti gli elementi, è possibile scrivere la formula di qualsiasi composto chimico: per scrivere la formula di un composto è necessario riportare il simbolo del primo elemento seguito da quello del secondo, assegnando come indice a ciascuno di essi la valenza dell’altro elemento, semplificando se è il caso.
Per esempio sapendo che l’Alluminio è trivalente e che l’Ossigeno è bivalente, il composto tra questi 2 elementi sarà Al2O3.
Nel composto tra Silicio (tetravalente) e l’Ossigeno (bivalente) avremo Si2O4, ma, poichè i 2 indici sono entrambi divisibili per 2, dovremo fare la semplificazione ed otterremo la vera formula: SiO2.
Alla fine di questo breve articolo riporteremo una tabella delle valenze degli elementi più comuni.
Prima di dare le definizioni dei singoli tipi di composti chimici, dobbamo considerare che possiamo suddividere tutti gli elementi chimici in due famiglie: metalli e non-metalli.
Sulla Tavola Periodica degli Elementi troviamo una linea divisoria a scaletta: tutti gli elementi alla sua sinistra sono metalli, mentre quelli alla sua destra sono non-metalli.

OSSIDI: sono composti chimici binari (cioè formati da due soli elementi) costituiti da Ossigeno ed un altro elemento qualsiasi. Se l’altro elemento è un metallo, si chiameranno Ossidi Basici; se l’altro elemento è un non-metallo, si chiameranno Anidridi.
Per esempio il Sodio (monovalente) è un metallo ed il suo Ossido Na2O è un ossido basico che chiameremo Ossido di Sodio. Il Carbonio è un non-metallo (tetravalente) per cui il composto CO2 verrà chiamato Anidride Carbonica.
Gli ossidi basici sono sostanze solide nelle quali il legame chimico tra ossigeno e metallo è di tipo ionico, mentre le Anidridi sono spesso dei gas (non sempre) ed il legame chimico tra Ossigeno e non-metallo è covalente.
Talvolta l’elemento con cui si combina l’Ossigeno presenta 2 diverse valenze, per cui dovremo ricorrere all’uso dei suffissi “OSO” per la valenza più bassa ed “ICO” per quella più alta.
Ad esempio il Ferro (metallo) può essere sia bivalente che trivalente, per cui formerà due ossidi diversi:
FeO         Ossido Ferroso (Ferro bivalente)
Fe2O3     Ossido Ferrico  (Ferro trivalente)
Lo Zolfo (non-metallo) può essere sia tetravalente che esavalente, per cui formerà due anidridi diverse:
SO2    Anidride Solforosa (Zolfo tetravalente)
SO3    Anidride Solforica   (Zolfo esavalente)
Questa regoletta di OSO ed ICO viene usata anche per tutti gli altri composti chimici.
Alla famiglia degli Ossidi appartengono anche i Perossidi che si formano solo con i metalli del primo e del secondo gruppo della Tavola Periodica e la loro formula si ottiene aggiungendo un atomo di Ossigeno all’ossido corrispondente. Per esempio:
Ossido di Sodio = Na2O. Perossido di Sodio = Na2O2.
Partendo dall’Acqua (H2O) considerata come Ossido, si ottiene il Perossido di Idrogeno H2O2, conosciuto anche come acqua ossigenata.

IDROSSIDI: sono composti chimici ternari formati da un metallo e da tanti gruppi ossidrile ( OH monovalente) quant’è la valenza del metallo. Sono tutte sostanze solide.
Ad esempio l’Idrossido di Potassio (monovalente), sarà KOH.
Se il metallo ha una valenza maggiore di uno, bisogna racchiudere in parentesi i gruppi OH. Per esempio nel caso del Calcio bivalente e dell’Alluminio trivalente, avremo:
Ca(OH)2  (si legge ci a o acca preso due volte)
Al(OH)3   (si legge a elle o acca preso tre volte)
Anche per gli Idrossidi, nel caso che il metallo presenti due valenze diverse, dovremo ricorrere ai suffissi OSO ed ICO. Ad esempio per il Piombo, che può essere sia bivalente che tetravalente, avremo:
Pb(OH)2   Idrossido Piomboso
Pb(OH)4   Idrossido Piombico

ACIDI: possono essere binari o ternari. I primi sono formati da Idrogeno e non metallo, mentre i secondi sono formati da Idrogeno, non-metallo ed Ossigeno.
Gli acidi binari prendono la desinenza in “IDRICO” ed i principali sono:
HF (acido fluoridrico), HCl (acido cloridrico), HBr (acido bromidrico), HI (acido iodidrico) ed H2S (acido solfidrico).
Sono dei gas, ma vengono sempre usati in soluzione acquosa, per cui nei laboratori li troviamo come dei liquidi.
Gli acidi ternari sono spesso liquidi, ma non sempre. Se il non metallo ha una sola valenza, prendono la desinenza in “ICO”. Se il non metallo presenta due valenze, useremo come al solito, le desinenze “OSO” ed “ICO”.
Ad esempio:
H2CO3  acido carbonico
H2SO3  acido solforoso
H2SO4  acido solforico
Per ottenere la formula di un acido ternario basta sommare una molecola di acqua all’anidride con lo stesso nome e, se necessario, semplificare. Ad esempio se voglio la formula dell’acido solforico, parto dal non-metallo Zolfo che può essere sia tetra che esavalente. Poichè termina per ICO, scelgo la valenza più alta e scrivo l’anidride ricordando che l’Ossigeno è bivalente:
S2O6
Poichè i due indici sono divisibili per 2, eseguo la semplificazione:
SO3
Aggiungo una molecola di acqua:
SO3 + H2O  =  H2SO4
ed ottengo la formula.
Se il non-metallo presenta più di due valenze, devo ricorrere anche ai prefissi “IPO” e “PER”.
Ad esempio il Cloro ha 4 valenze 1,3,5,7, per cui forma 4 anidridi e 4 acidi diversi. Le anidridi saranno:
Cl2O (Anidride ipoclorosa), Cl2O3 (Anidride clorosa), Cl2O5 (Anidride clorica) e Cl2O7 (Anidride perclorica), per cui avremo:
Cl2O + H2O     =  (H2Cl2O2)  =  HClO  acido ipocloroso
Cl2O3 + H2O   =  (H2Cl2O4)  =  HClO2  acido cloroso
Cl2O5 + H2O   =  (H2Cl2O6)  =  HClO3  acido clorico
Cl2O7 + H2O   =  (H2Cl2O8)  =  HClO4  acido perclorico
Alle anidridi di alcuni non-metalli si possono aggiungere anche 2 o 3 molecole di acqua ottenendo acidi che esistono. In tal caso dovremo usare i prefissi META, PIRO ed ORTO a seconda che l’acido sia stato ottenuto aggiungendo una o due o tre molecole di acqua rispettivamente. Il prefisso ORTO si può anche omettere.
Questo è il caso, per esempio del Fosforo. I tre acidi ternari del Fosforo pentavalente sono:
P2O5 + H2O      =  (H2P2O6)  =  HPO3  Acido metafosforico
P2O5 + H4O2    =  H4P2O7   Acido pirofosforico
P2O5 + H6O3    =  (H6P2O8)  =  H3PO4  Acido ortofosforico o fosforico

SALI: si ottengono dagli acidi per sostituzione di uno o più atomi di idrogeno con uno o più atomi di metallo. Ciò che resta di un acido togliendo l’Idrogeno si chiama “residuo acido” ed ha una valenza uguale a quanti atomi di Idrogeno abbiamo tolto.
Partiamo ad esempio dall’Acido cloridrico HCl. Togliamo un atomo di Idrogeno: rimarrà Cl che sarà monovalente in quanto abbiamo tolto un solo atomo di Idrogeno. Se al posto dell’atomo di Idrogeno tolto, mettiamo il Sodio Na, anch’esso monovalente, otteniamo il sale NaCl.
La nomenclatura dei Sali deriva da quella degli acidi da cui provengono:
Se l’acido termina in IDRICO, il Sale terminerà in URO
Se l’Acido termina in OSO, il Sale terminerà in ITO
Se l’Acido termina in ICO, il Sale terminerà in ATO
Dunque il Sale dell’esempio precedente si chiamerà Cloruro di Sodio che è il sale comune.
Se un acido ha più di un atomo di Idrogeno, allora può formare più residui. Ad esempio l’Acido Solforico  H2SO4  può formare il residuo SO4 bivalente, togliendo 2 atomi di Idrogeno, ma anche il residuo HSO4 monovalente togliendo un solo atomo di Idrogeno, in quest’ultimo caso dovremo premettere “bi” al nome del sale. Esempi:
Na2SO4 solfato di Sodio, NaHSO4 bisolfato di Sodio o anche Solfato acido di Sodio.
Facciamo un esempio. Si voglono le formule del Solfito e del bisofito ferrico. Il Ferro ha valenze 2 e 3 e dobbiamo scegliere la valenza più alta 3 (ferrico). Il sale termina per ITO, per cui proviene da un acido che termina per OSO, cioè l’acido solforoso H2SO3 (questa formula la otteniamo facendo Anidride Solforosa + H2O).
Per il Solfito ferrico dobbiamo togliere alla formula dell’Acido solforoso tutti e due gli atomi di Idrogeno ottenendo il residuo SO3 bivalente, per cui la formula del sale sarà:
Solfito ferrico  =  Fe2(SO3)3
Per il bisolfito ferrico dobbiamo togliere alla formula dell’acido solforoso un solo atomo di Idrogeno ottenendo il residuo HSO3 monovalente, per cui la formula del sale sarà:
Bisolfito ferrico  =  Fe(HSO3)3
Si noti che il residuo va sempre racchiuso in parentesi.

VALENZE DEI PRINCIPALI ELEMENTI:
METALLI:
monovalenti: Sodio, Potassio, Argento
bivalenti: Magnesio, Calcio, Bario, Zinco
trivalenti: Alluminio
mono e bivalenti: Rame e Mercurio
bi e trivalenti: Ferro
bi e tetravalenti: Piombo e Stagno
NON-METALLI:
L’Idrogeno è monovalente – l’Ossigeno è bivalente, tranne che nei perossidi dove è monovalente – il Boro è trivalente – Azoto, Fosforo ed Arsenico sono tri e pentavalenti (per l’Azoto esistono anche altre valenze) – lo Zolfo è tetra ed esavalente nei composti con l’Ossigeno e bivalente nei composti senza Ossigeno (es: H2S) – il Silicio è tetravalente – il Carbonio è tetravalente, tranne che nell’anidride carboniosa (comunemente chiamata ossido di carbonio) dove è bivalente – il Cloro è mono, tri, penta ed eptavalente.
P.S. Il concetto di valenza è una semplificazione del NUMERO DI OSSIDAZIONE di un elemento, per il quale rimandiamo a trattazioni più specializzate.

In questo breve articolo si è mostrata, per sommi capi, solo la nomenclatura chimica tradizionale, ma è doveroso dire che esiste anche una nomenclatura chimica internazionale (IUPAC) che illustreremo in altro articolo.

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