Nomenclatura chimica IUPAC

Il documento introduce la nomenclatura chimica regolamentata dall'IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), un'organizzazione internazionale che periodicamente aggiorna le regole per adeguarle alle nuove scoperte scientifiche. Le regole presentate nel documento, tuttora valide, sono state elaborate durante il congresso IUPAC del 1959, basandosi su precedenti proposte di Alfred Stock. Si sottolinea il contributo fondamentale di Antoine Lavoisier, che intorno al 1787 diede una prima sistemazione alla nomenclatura chimica, introducendo i suffissi -ico, -oso, -ato, -ito e -uro, ancora utilizzati oggi. Lavoisier propose inizialmente simboli geometrici per gli elementi, successivamente sostituiti dai segni circolari di John Dalton all'inizio del XIX secolo. Questa sezione pone le basi per la comprensione dell'importanza dell'IUPAC nella standardizzazione della nomenclatura chimica e del suo sviluppo storico, sottolineando l'eredità di importanti figure come Lavoisier e Stock.

La sezione approfondisce il concetto di valenza, definito come la capacità di un atomo di formare legami chimici utilizzando gli elettroni degli orbitali esterni, condividendoli, cedendoli o catturandoli da atomi vicini. Si spiega come in passato, prima della chiara comprensione della natura del legame chimico, la valenza veniva determinata confrontando le formule dei composti con quelle di composti analoghi contenenti idrogeno o ossigeno. La valenza di un elemento era data dal numero di atomi di idrogeno o dal doppio degli atomi di ossigeno necessari per sostituirlo. Ad esempio, in AgCl, l'argento sostituisce un idrogeno di HCl, quindi ha valenza 1. Si sottolinea l'importanza di conoscere la valenza degli elementi per assegnare i nomi e scrivere correttamente le formule dei composti, evidenziando il ruolo delle configurazioni elettroniche nella determinazione della valenza. Infine, viene introdotto il concetto di numero di ossidazione, strettamente legato a quello di valenza, con la relazione Valenza = Val.ass.(OX).

Questa parte introduce la nomenclatura chimica come strumento per identificare i composti tramite un nome specifico derivato dalla loro formula. Mentre alcuni composti sono noti con nomi comuni (acqua, ammoniaca), la maggior parte richiede l'applicazione di regole codificate. Il documento menziona l'esistenza di diversi sistemi di nomenclatura: la nomenclatura tradizionale, quella IUPAC e quella di Stock. Per i composti binari, il nome si costruisce a partire dall'elemento scritto a destra nella formula, usando prefissi per indicare gli indici stechiometrici. Sono fornite delle regole pratiche, come scrivere i simboli con i rispettivi numeri di ossidazione nell'ordine corretto (prima l'elemento metallico e poi quello non metallico). Viene inoltre fornita una tabella con le radici dei nomi di alcuni elementi comuni, evidenziando la varietà di sistemi disponibili e la necessità di una conoscenza approfondita per una corretta denominazione.

La sezione inizia definendo il concetto di valenza, spiegando come gli atomi formano legami chimici utilizzando gli elettroni degli orbitali esterni, attraverso la condivisione, la cessione o l'acquisizione di elettroni da atomi vicini. Si evidenzia come questo concetto sia fondamentale per la comprensione della struttura e della nomenclatura dei composti chimici. Il testo prosegue illustrando come, in passato, quando la natura del legame chimico non era ancora del tutto chiara, la valenza veniva determinata confrontando le formule di composti analoghi contenenti idrogeno o ossigeno. La valenza di un elemento era definita dal numero di atomi di idrogeno, o dal doppio del numero di atomi di ossigeno, necessari per sostituire l'elemento considerato in un composto analogo. Un esempio fornito è quello dell'AgCl, dove l'argento sostituisce un idrogeno di HCl, avendo quindi valenza 1. La conoscenza della valenza è presentata come elemento essenziale per assegnare correttamente i nomi e scrivere le formule chimiche.

Si sottolinea l'importanza della conoscenza della valenza per assegnare i nomi e scrivere le formule corrette dei composti. Il documento specifica che per ricavare la valenza è necessario conoscere le configurazioni elettroniche dei composti, mostrando un passaggio da metodi più empirici a metodi basati su una comprensione più profonda della struttura atomica. Questo evidenzia l'evoluzione della comprensione dei legami chimici e del loro impatto sulla determinazione della valenza. La sezione prosegue introducendo il concetto di numero di ossidazione, strettamente correlato a quello di valenza, definendo la relazione tra i due concetti come: Valenza = Val.ass.(OX). Questa relazione indica una connessione diretta tra la capacità di legame di un atomo (valenza) e il suo stato di ossidazione, chiarendo l'importanza di entrambi i concetti nella chimica inorganica e nella sua nomenclatura.

La sezione descrive la nomenclatura dei composti binari, spiegando che il nome di un composto binario si costruisce a partire da quello dell'elemento scritto a destra nella formula chimica. Gli indici delle formule vengono identificati tramite prefissi numerici. Si forniscono delle regole pratiche: si scrivono i simboli con i rispettivi numeri di ossidazione (n.o.) nell'ordine corretto, prima l'elemento metallico e poi quello non metallico. La nomenclatura chimica, in generale, permette di identificare i composti mediante un nome specifico definito a partire dalla formula della sostanza. Sebbene alcuni composti siano indicati prevalentemente con il loro nome comune (es. acqua, ammoniaca), nella maggior parte dei casi si utilizzano regole codificate. Il testo menziona l'esistenza di diversi sistemi di nomenclatura: la nomenclatura tradizionale, quella IUPAC e quella di Stock, anticipando una trattazione più dettagliata in sezioni successive. La sezione introduce quindi i concetti base della nomenclatura binaria, preparando il terreno per una spiegazione più approfondita dei diversi sistemi e delle loro specifiche regole.

La sezione si concentra sulla nomenclatura IUPAC per i composti binari, usando come esempio gli ossidi. La nomenclatura IUPAC utilizza il termine "ossido" preceduto da prefissi (mono-, di-, tri-) in base al numero di atomi di ossigeno presenti nella molecola. A questo termine segue il nome del catione, preceduto da un prefisso che specifica il numero di atomi del catione nella molecola. Questo esempio illustra l'applicazione pratica delle regole IUPAC per la denominazione dei composti binari, mostrando come la scelta dei prefissi sia fondamentale per una corretta e inequivocabile identificazione del composto. La chiarezza e la sistematicità della nomenclatura IUPAC sono sottolineate come elementi essenziali per evitare ambiguità nella comunicazione scientifica. Questa sezione fornisce un esempio concreto di come applicare le regole della nomenclatura IUPAC, rafforzando la comprensione dei concetti precedentemente introdotti.

Questa parte tratta la nomenclatura dei composti ternari, focalizzandosi sugli idrossidi e sugli ossiacidi. Gli idrossidi sono definiti come composti ionici formati da un metallo e dallo ione idrossido (OH-), con il metallo a sinistra e il gruppo ossidrile a destra nella formula (es. idrossido di magnesio). Vengono presentati esempi di nomi tradizionali, secondo Stock e IUPAC per alcuni idrossidi, mostrando le differenze nella nomenclatura. Gli ossiacidi, invece, sono composti formati da idrogeno, un non metallo e ossigeno, derivanti dalla reazione tra un ossido acido (anidride) e una o più molecole d'acqua. Questa sezione completa la panoramica sulla nomenclatura, estendendo le regole e le convenzioni ai composti ternari, mostrando la flessibilità e l'adattabilità dei sistemi di nomenclatura a diverse classi di composti inorganici. La presentazione di esempi concreti facilita la comprensione e l'applicazione delle regole.

La classificazione dei composti inorganici si basa sulle loro proprietà chimiche, in particolare sulla natura metallica o non metallica degli elementi costituenti e sulla loro reattività con acqua e ossigeno. Questa sezione introduce il criterio fondamentale per la classificazione, evidenziando il ruolo della natura chimica degli elementi nella determinazione delle proprietà e del comportamento dei composti. La reattività con acqua e ossigeno è presentata come un ulteriore fattore discriminante per la classificazione, suggerendo che le proprietà di un composto inorganico dipendono strettamente dalla natura degli elementi che lo compongono e dalla loro tendenza a reagire con altre sostanze comuni come acqua e ossigeno. Questa sezione pone le basi per una comprensione più approfondita delle proprietà specifiche di diverse classi di composti inorganici.

La sezione descrive le proprietà di alcuni importanti composti binari. Gli idracidi sono presentati come composti formati da idrogeno e un non metallo, con l'idrogeno che ha un numero di ossidazione +1 e si trova a sinistra nella formula. L'ossigeno è descritto come un elemento che forma composti con quasi tutti gli elementi della tavola periodica: con i metalli forma ossidi basici, mentre con i non metalli forma ossidi acidi. Negli ossidi, l'ossigeno ha un numero di ossidazione -2 e si trova a destra nella formula (esempi: CO2, MgO). Vengono inoltre menzionati i perossidi, ossidi particolari che contengono due atomi di ossigeno legati tra loro. Questa sezione fornisce una panoramica sulle principali proprietà e caratteristiche di idracidi e ossidi, due classi fondamentali di composti binari inorganici, evidenziando le differenze nella loro composizione e nel comportamento chimico.