Learning Outcomes
- li> Derivar nomes para tipos comuns de compostos inorgânicos usando uma abordagem sistemática
Nomenclatura, uma colecção de regras para nomear coisas, é importante na ciência e em muitas outras situações. Este módulo descreve uma abordagem que é utilizada para nomear compostos iónicos e moleculares simples, tais como NaCl, CaCO3, e N2O4. Os mais simples destes são compostos binários, aqueles que contêm apenas dois elementos, mas também consideraremos como nomear compostos iónicos contendo iões poliatómicos, e uma classe específica e muito importante de compostos conhecidos como ácidos (a discussão subsequente neste texto concentrar-se-á nestes compostos em grande detalhe). Limitaremos aqui a nossa atenção aos compostos inorgânicos, compostos que são compostos principalmente de outros elementos para além do carbono, e seguiremos as directrizes de nomenclatura propostas pela IUPAC. As regras para compostos orgânicos, nos quais o carbono é o principal elemento, serão tratadas no módulo sobre química orgânica.
Compostos Iónicos
Para nomear um composto inorgânico, precisamos de considerar as respostas a várias questões. Primeiro, o composto é iónico ou molecular? Se o composto for iónico, o metal forma iões de apenas um tipo (carga fixa) ou mais do que um tipo (carga variável)? Os iões são monatómicos ou poliatómicos? Se o composto for molecular, contém hidrogénio? Se sim, também contém oxigénio? Das respostas que obtemos, colocamos o composto numa categoria apropriada e depois nomeamo-lo em conformidade.
Compostos contendo apenas iões monatómicos
O nome de um composto binário contendo iões monatómicos consiste no nome do catião (o nome do metal) seguido do nome do anião (o nome do elemento não metálico com a sua terminação substituída pelo sufixo -ide). Alguns exemplos são dados na Tabela 1.
| Tabela 1. Nomes de Alguns Compostos Iónicos | |
|---|---|
| NaCl, cloreto de sódio | Na2O, óxido de sódio |
| KBr, brometo de potássio | CdS, sulfureto de cádmio |
| CaI2, iodeto de cálcio | Mg3N2, nitreto de magnésio |
| CsF, fluoreto de césio | Ca3P2, fosforeto de cálcio |
| LiCl, cloreto de lítio | Al4C3, carboneto de alumínio |
Compostos contendo iões poliatómicos
Compostos contendo iões poliatómicos são nomeados de forma semelhante aos que contêm apenas iões monatómicos, excepto que não há necessidade de mudar para um final -ide, uma vez que o sufixo já está presente em nome do ânion. Exemplos são apresentados na Tabela 2.
| Tabela 2. Nomes de Alguns Compostos Iónicos Poliatómicos | ||
|---|---|---|
| KC2H3O2, acetato de potássio | (NH4)Cl, cloreto de amónio | |
| NaHCO3, bicarbonato de sódio | CaSO4, sulfato de cálcio | |
| Al2(CO3)3, carbonato de alumínio | Mg3(PO4)2, fosfato de magnésio | |
Compostos iónicos nos seus gabinetes
Todos os dias encontra e utiliza um grande número de compostos iónicos. Alguns destes compostos, onde são encontrados, e para que são usados estão listados no Quadro 3. Veja o rótulo ou lista de ingredientes nos vários produtos que utiliza durante os próximos dias, e veja se encontra algum dos que se encontram nesta tabela, ou encontre outros compostos iónicos que possa agora nomear ou escrever como fórmula.
| NaCl, cloreto de sódio | sal de mesa ordinário |
| KI, iodeto de potássio | adicionado a sal “iodado” para a saúde da tiróide |
| NaF, fluoreto de sódio | ingrediente em pasta de dentes |
| NaHCO3, bicarbonato de sódio | bicarbonato de sódio; utilizado na culinária (e como antiácido) |
| Na2CO3, carbonato de sódio | bicarbonato de sódio; usado em agentes de limpeza |
| ingrediente activo em lixívia doméstica | |
| ingrediente em antiácidos | |
| Mg(OH)2, hidróxido de magnésio | ingrediente em antiácidos |
| Al(OH)3, hidróxido de alumínio | ingrediente em antiácidos |
| NaOH, hidróxido de sódio | lye; usado como agente de limpeza de esgotos |
| aditivo alimentar (muitos fins) | |
| MgSO4, sulfato de magnésio | adicionado a água purificada |
| Na2HPO4, hidrogenofosfato de sódio | agente antiaglomerante; usado em produtos em pó |
| Na2SO3, sulfito de sódio | preservante |
Compostos contendo um ião metálico com uma carga variável
A maior parte dos metais de transição pode formar dois ou mais cátions com cargas diferentes. Os compostos destes metais com não metais são nomeados com o mesmo método que os compostos da primeira categoria, excepto que a carga do ião metálico é especificada por um numeral romano entre parênteses após o nome do metal. A carga do íon metálico é determinada a partir da fórmula do composto e da carga do ânion. Por exemplo, considerar compostos iónicos binários de ferro e cloro. O ferro apresenta normalmente uma carga de 2+ ou 3+ (ver Compostos Moleculares e Iónicos), e as duas fórmulas compostas correspondentes são FeCl2 e FeCl3. O nome mais simples, “cloreto de ferro”, será, neste caso, ambíguo, uma vez que não distingue entre estes dois compostos. Em casos como este, a carga do íon metálico é incluída como um numeral romano entre parênteses imediatamente a seguir ao nome do metal. Estes dois compostos são então inequivocamente denominados cloreto de ferro(II) e cloreto de ferro(III), respectivamente. Outros exemplos são fornecidos na Tabela 4.
| Tabela 4. Nomes de Alguns Compostos Iónicos Iónicos de Metal de Transição | |
|---|---|
| FeCl2 | cloreto de ferro(II) |
| FeCl3 | |
| Hg2O | mercury(I) oxide |
| mercury(II) oxide | |
| SnF2 | tin(II) flouride |
| SnF4 | tin(IV) flouride |
Out-of-date nomenclature utilizou os sufixos -ic e -ous para designar metais com cargas mais altas e mais baixas, respectivamente: O cloreto de ferro(III), FeCl3, era anteriormente chamado cloreto férrico, e o cloreto de ferro(II), FeCl2, era conhecido como cloreto ferroso. Embora esta convenção de nomenclatura tenha sido largamente abandonada pela comunidade científica, permanece em uso por alguns segmentos da indústria. Por exemplo, podem ver-se as palavras flúor estanoso num tubo de pasta de dentes. Isto representa a fórmula SnF2, que é mais propriamente denominada flúor de estanho(II). O outro flúor de estanho é SnF4, que anteriormente era chamado fluoreto estânico mas agora é chamado fluoreto de estanho(IV).
Hidratos iónicos
Compostos iónicos que contêm moléculas de água como componentes integrais dos seus cristais são chamados hidratos. O nome de um hidrato iónico é derivado adicionando um termo ao nome do composto anidro (que significa “não hidratado”) que indica o número de moléculas de água associadas a cada unidade de fórmula do composto. A palavra adicionada começa com um prefixo grego que indica o número de moléculas de água (ver Quadro 5) e termina com “hidrato”. Por exemplo, o composto anidro sulfato de cobre(II) também existe como um hidrato contendo cinco moléculas de água e denominado sulfato de cobre(II) pentahidratado. A soda de lavagem é o nome comum de um hidrato de carbonato de sódio contendo 10 moléculas de água; o nome sistemático é carbonato de sódio deca-hidratado.
Fórmulas para hidratos iónicos são escritas anexando um ponto centrado verticalmente, um coeficiente que representa o número de moléculas de água, e a fórmula para água. Os dois exemplos mencionados no parágrafo anterior são representados pelas fórmulas
text{copper(II) sulfato pentahidratado}}text{4}_{4}cdot{5}text{H}_{2}text{O}
\text{sodium carbonate decahydrate}\text{ Na}_{2}\text{CO}_{3}\cdot{10}\text{H}_{2}\text{O}
| Tabela 5. Prefixos da nomenclatura | ||||
|---|---|---|---|---|
| Número | Prefixo | th>Número | ||
| 1 (por vezes omitido) | mono- | 6 | hexa- | |
| 2 | di->/td> | 7 | hepta- | |
| 3 | tri- | 8 | octa->/td> | |
| 4 | tetra->/td> | /td>>>9 | nona- | |
| 5 | penta- | deca- | ||
Exemplo 1: Nomear Compostos Iónicos
Nomear os seguintes compostos iónicos, que contêm um metal que pode ter mais do que uma carga iónica:
- Fe2S3
- CuSe
- GaN
- MgSO4-7H2O
- Ti2(SO4)3
/li>
Cheque a sua aprendizagem
Escreva as fórmulas dos seguintes compostos iónicos:
- chromium(III) phosphide
- mercury(II) sulfide
- manganese(II) phosphate
- copper(I) oxide
- ferro(III) chloride dihydrate
Erin Brokovich e Contaminação de Crómio
No início da década de 1990, a escriturária Erin Brockovich (Figura 1) descobriu uma elevada taxa de doenças graves na pequena cidade de Hinckley, Califórnia. A sua investigação acabou por ligar as doenças a águas subterrâneas contaminadas pelo Cr(VI) utilizado pelo Pacific Gas & Electric (PG&E) para combater a corrosão num gasoduto de gás natural próximo. Como dramatizado no filme Erin Brokovich (pelo qual Julia Roberts ganhou um Óscar), Erin e o advogado Edward Masry processaram PG&E por contaminar a água perto de Hinckley em 1993. O acordo que ganharam em 1996-$333 milhões- foi a maior quantia alguma vez atribuída por um processo de acção directa nos EUA na altura.
Figure 1. (a) Erin Brockovich descobriu que Cr(IV), usado por PG&E, tinha contaminado o Hinckley, Califórnia, abastecimento de água. (b) O íon Cr(VI) está frequentemente presente na água como os iões poliatómicos cromato, CrO42- (esquerda), e dicromato, Cr2O72- (direita).
Compostos de crómio são amplamente utilizados na indústria, tais como para cromagem, na produção de corantes, como conservantes, e para prevenir a corrosão na água da torre de arrefecimento, como ocorreu perto de Hinckley. No ambiente, o crómio existe principalmente nas formas Cr(III) ou Cr(VI). O Cr(III), um ingrediente de muitas vitaminas e suplementos nutricionais, forma compostos que não são muito solúveis na água, e tem uma baixa toxicidade. Mas o Cr(VI) é muito mais tóxico e forma compostos que são razoavelmente solúveis em água. A exposição a pequenas quantidades de Cr(VI) pode levar a danos nos sistemas respiratório, gastrointestinal, e imunitário, bem como nos rins, fígado, sangue, e pele.
P>Embora os esforços de limpeza, a contaminação das águas subterrâneas por Cr(VI) continua a ser um problema em Hinckley e noutros locais em todo o mundo. Um estudo de 2010 realizado pelo Grupo de Trabalho Ambiental concluiu que das 35 cidades dos EUA testadas, 31 tinham níveis mais elevados de Cr(VI) na sua água da torneira do que o objectivo de saúde pública de 0,02 partes por bilião estabelecido pela Agência de Protecção Ambiental da Califórnia.
Molecular (Covalent) Compounds
As características de ligação dos compostos moleculares inorgânicos são diferentes dos compostos iónicos, e também são nomeados utilizando um sistema diferente. As cargas de cátions e ânions ditam as suas proporções em compostos iónicos, pelo que a especificação dos nomes dos íons fornece informação suficiente para determinar as fórmulas químicas. Contudo, porque a ligação covalente permite uma variação significativa nas proporções de combinação dos átomos numa molécula, os nomes dos compostos moleculares devem identificar explicitamente estas proporções.
Compostos Compostos de Dois Elementos
Quando dois elementos não metálicos formam um composto molecular, várias proporções de combinação são muitas vezes possíveis. Por exemplo, o carbono e o oxigénio podem formar os compostos CO e CO2. Uma vez que estes são substâncias diferentes com propriedades diferentes, ambos não podem ter o mesmo nome (não podem ser ambos chamados óxido de carbono). Para lidar com esta situação, utilizamos um método de nomenclatura que é algo semelhante ao utilizado para os compostos iónicos, mas com prefixos adicionados para especificar os números de átomos de cada elemento. O nome do elemento mais metálico (o mais à esquerda e/ou em baixo da tabela periódica) é o primeiro, seguido do nome do elemento mais não metálico (o mais à direita e/ou em cima) com a sua terminação alterada para o sufixo – lado. Os números de átomos de cada elemento são designados pelos prefixos gregos apresentados acima na Tabela 5.
Quando apenas um átomo do primeiro elemento está presente, o prefixo mono- é normalmente eliminado dessa parte. Assim, o CO é chamado monóxido de carbono, e o CO2 é chamado dióxido de carbono. Quando duas vogais estão adjacentes, o a no prefixo grego é normalmente eliminado. Alguns outros exemplos são mostrados na Tabela 6.
| Tabela 6. Nomes de Alguns Compostos Moleculares Composto por Dois Elementos | ||||
|---|---|---|---|---|
| Compound | Nome | |||
| SO2 | dióxido de enxofre | BCl3 | tricloreto de boro | |
| SO3 | trióxido de enxofre | SF6 | hexafluoreto de enxofre | |
| NO2 | nitrogénio dióxido | |||
| N2O4 | dinitrogénio tetroxide | |||
Existem alguns nomes comuns que irá encontrar ao continuar o seu estudo de química. Por exemplo, embora NÃO seja frequentemente chamado óxido nítrico, o seu nome próprio é monóxido de azoto. Da mesma forma, N2O é conhecido como óxido nitroso, embora as nossas regras especifiquem o nome monóxido de dinitrogénio. (E H2O é normalmente chamado água, não monóxido de dihidrogénio.) Deve memorizar os nomes comuns dos compostos à medida que os encontra.
Exemplo 2: Nomear Compostos Covalentes
Nomear os seguintes compostos covalentes:
- SF6
- N2O3
- Cl2O7
- P4O6
Cheque a sua aprendizagem
Escreva as fórmulas para os seguintes compostos:
- pentacloreto de fósforo
- monóxido de dinitrogénio
- heptafluoreto de iodo
- tetracloreto de carbono
Ácidos binários
alguns compostos contendo hidrogénio são membros de uma importante classe de substâncias conhecidas como ácidos. A química destes compostos é explorada mais detalhadamente mais tarde, mas por agora, será suficiente notar que muitos ácidos libertam iões de hidrogénio, H+, quando dissolvidos em água. Para denotar esta propriedade química distinta, uma mistura de água com um ácido recebe um nome derivado do nome do composto. Se o composto for um ácido binário (composto de hidrogénio e um outro elemento não metálico):
- A palavra “hidrogénio” é alterada para o prefixo hidro-
- O nome do outro elemento não metálico é modificado pela adição do sufixo -ic
- A palavra “ácido” é adicionada como uma segunda palavra
Por exemplo, quando o HCl gás (cloreto de hidrogénio) é dissolvido em água, a solução é chamada ácido clorídrico. Vários outros exemplos desta nomenclatura são mostrados na Tabela 7.
| Nome do Gás | Nome do Ácido |
|---|---|
| HF(g), fluoreto de hidrogénio | HF(aq), ácido fluorídrico |
| HCl(g), cloreto de hidrogénio | HCl(aq), ácido clorídrico |
| HBr(g), brometo de hidrogénio | HBr(aq), ácido hidrobrómico |
| HI(g), iodeto de hidrogénio | HI(aq), ácido hidroiodíco |
| H2S(g), sulfureto de hidrogénio | H2S(aq), hydrosulfuric acid |
Oxiácidos
Muitos compostos contendo três ou mais elementos (tais como compostos orgânicos ou compostos de coordenação) estão sujeitos a regras de nomenclatura especializada que aprenderá mais tarde. Contudo, discutiremos brevemente os compostos importantes conhecidos como oxiácidos, compostos que contêm hidrogénio, oxigénio e pelo menos um outro elemento, e que estão ligados de forma a conferir propriedades ácidas ao composto (aprenderá os detalhes disto mais tarde). Os oxiácidos típicos consistem em hidrogénio combinado com um ião poliatómico, contendo oxigénio. Para designar oxiácidos:
- Omitir “hidrogénio”
- Iniciar com o nome da raiz do ânion
- Substituir -ate por -ic, ou -ite por -ous
- Adicionar “ácido”
Por exemplo, considere H2CO3 (a que poderá ser tentado a chamar “carbonato de hidrogénio”). Para o nomear correctamente, “hidrogénio” é omitido; o -ato de carbonato é substituído por -ic; e o ácido é adicionado – por isso o seu nome é ácido carbónico. Outros exemplos são dados no Quadro 8. Existem algumas excepções ao método de nomeação geral (por exemplo, H2SO4 é chamado ácido sulfúrico, não ácido sulfúrico, e H2SO3 é sulfuroso, não sulfoso, ácido).
| Quadro 8. Nomes de Oxiácidos Comuns | ||
|---|---|---|
| HC2H3O2 | acetate | ácido acético |
| HNO3 | nitrate | ácido nítrico |
| HNO2 | nitrite | ácido nítreo |
| HClO4 | perclorato | ácido perclórico |
| H2CO3 | carbonato | ácido carbónico |
| H2SO4 | sulfato | |
| sulfito | ácido sulfuroso | |
| H3PO4 | fosfato | ácido fosfórico |
Video Review: Language of Chemistry
Learning to talk about chemistry can be like learning a foreign language, but Hank is here to help with some straightforward and simple rules to help you learn to speak Chemistrian like a native.
You can view the transcript for “How to Speak Chemistrian”: Crash Course Chemistry #11″ aqui (abre em nova janela).
Key Concepts and Summary
Chemists use nomenclature rules to clearly name compounds. Os compostos iónicos e moleculares são nomeados usando métodos um pouco diferentes. Os compostos iónicos binários consistem tipicamente em um metal e um não-metal. O nome do metal é escrito primeiro, seguido pelo nome do não-metal com o seu fim alterado para -ide. Por exemplo, o K2O é chamado óxido de potássio. Se o metal pode formar iões com cargas diferentes, um numeral romano entre parênteses segue o nome do metal para especificar a sua carga. Assim, FeCl2 é cloreto de ferro(II) e FeCl3 é cloreto de ferro(III).
p>alguns compostos contêm iões poliatómicos; os nomes dos iões poliatómicos comuns devem ser memorizados. Os compostos moleculares podem formar compostos com diferentes proporções dos seus elementos, pelo que são utilizados prefixos para especificar o número de átomos de cada elemento de uma molécula do composto. Exemplos incluem SF6, hexafluoreto de enxofre, e N2O4, tetroxido de dinitrogénio. Os ácidos são uma classe importante de compostos contendo hidrogénio e com regras de nomenclatura especiais. Os ácidos binários são nomeados utilizando o prefixo hidro-, alterando o sufixo -ide para -ic, e acrescentando “ácido”; HCl é ácido clorídrico. Os oxiácidos são nomeados alterando o final do anião para -ic, e acrescentando “ácido;” H2CO3 é ácido carbónico.
Try It
- Nome os seguintes compostos:
- CsCl
- BaO
- K2S
- BeCl2
- HBr
- AlF3
- Nomear os seguintes compostos:
- NaF
- Rb2O
- BCl3
li>H2Se
- P4O6
- ICl3
- brometo de rubídio
- selenieto de magnésio
- óxido de sódio
- cloreto de cálcio
- hidrogénio flúor
- fosforeto de gálio
- brometo de alumínio
- sulfato de amónio
- carbonato de lítio
- perclorato de sódio
- hidróxido de bário
- carbonato de amónio
- sulfato de amónio
ácido
- dióxido de cloro
- dinitróxido de tetraóxido
- fosforeto de potássio
- sulfureto de prata(I)
- nitreto de alumínio
- dióxido de silício
- cloreto de bário
- nitreto de magnésio
- dióxido de enxofre
- tricloreto de nitrogénio
- dinitrogénio trióxido
- cloreto de titina(IV)
/ol>
- Cr2O3
- FeCl2
- CrO3
- TiCl4
- CoO
- MoS2
- NiCO3
- MoO3
- Co(NO3)2
- V2O5
- MnO2
- Fe2O3
- fosfato de potássio
- sulfato de cobre(II)
- cloreto de cálcio
- dióxido de titânio
- nitrato de amónio
- bissulfato de sódio (o nome comum para sulfato de hidrogénio de sódio)
- Ca(H2PO4)2
FeSO4
- dióxido de manganês
- cloreto de magnésio (Hg2Cl2)
- nitrato de fósforo
- tetracloreto de titânio
- cupric bromide (CuBr2)
Glossary
ácido binário: composto que contém hidrogénio e um outro elemento, ligado de uma forma que confere propriedades ácidas ao composto (capacidade de libertar iões H+ quando dissolvido em água)
composto binário: composto contendo dois elementos diferentes.
nomenclatura: sistema de regras para nomear objectos de interesse
oxiácido: composto que contém hidrogénio, oxigénio e um outro elemento, ligado de uma forma que confere propriedades ácidas ao composto (capacidade de libertar iões H+ quando dissolvido em água)