2.8: Nomenclatura química
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Ao final desta seção, você poderá:
- Derive nomes para tipos comuns de compostos inorgânicos usando uma abordagem sistemática
A nomenclatura, uma coleção de regras para nomear coisas, é importante na ciência e em muitas outras situações. Este módulo descreve uma abordagem usada para nomear compostos iônicos e moleculares simples, como NaCl, CaCO 3 e N 2 O 4. Os mais simples deles são compostos binários, aqueles contendo apenas dois elementos, mas também consideraremos como nomear compostos iônicos contendo íons poliatômicos e uma classe específica e muito importante de compostos conhecidos como ácidos (os capítulos subsequentes deste texto se concentrarão nestes compostos em grande detalhe). Limitaremos nossa atenção aqui aos compostos inorgânicos, compostos compostos principalmente por outros elementos além do carbono, e seguiremos as diretrizes de nomenclatura propostas pela IUPAC. As regras para compostos orgânicos, nas quais o carbono é o elemento principal, serão tratadas em um capítulo posterior sobre química orgânica.
Compostos iônicos
Para nomear um composto inorgânico, precisamos considerar as respostas para várias perguntas. Primeiro, o composto é iônico ou molecular? Se o composto for iônico, o metal forma íons de apenas um tipo (carga fixa) ou mais de um tipo (carga variável)? Os íons são monoatômicos ou poliatômicos? Se o composto for molecular, ele contém hidrogênio? Em caso afirmativo, ele também contém oxigênio? A partir das respostas que obtemos, colocamos o composto em uma categoria apropriada e o nomeamos de acordo.
Compostos contendo somente íons monoatômicos
O nome de um composto binário contendo íons monoatômicos consiste no nome do cátion (o nome do metal) seguido pelo nome do ânion (o nome do elemento não metálico com sua terminação substituída pelo sufixo — ide). Alguns exemplos são apresentados na Tabela 2.6.
| NaCl, cloreto de sódio | Na 2 O, óxido de sódio |
| KBr, brometo de potássio | CDs, sulfeto de cádmio |
| CaI 2, iodeto de cálcio | Mg 3 N 2, nitreto de magnésio |
| CsF, fluoreto de césio | Ca 3 P 2, fosforeto de cálcio |
| LiCl, cloreto de lítio | Al 4 C 3, carboneto de alumínio |
Compostos contendo íons poliatômicos
Compostos contendo íons poliatômicos são nomeados de forma semelhante àqueles que contêm apenas íons monoatômicos, ou seja, nomeando primeiro o cátion e depois o ânion. Os exemplos são mostrados na Tabela 2.7.
| KC 2 H 3 O 2, acetato de potássio | NH 4 Cl, cloreto de amônio |
| NaHCO 3, bicarbonato de sódio | CaSO 4, sulfato de cálcio |
| Al 2 (CO 3) 3, carbonato de alumínio | Mg 3 (PO 4) 2, fosfato de magnésio |
Química na vida cotidiana
Compostos iônicos em seus gabinetes
Todos os dias você encontra e usa um grande número de compostos iônicos. Alguns desses compostos, onde são encontrados e para que são usados, estão listados na Tabela 2.8. Veja o rótulo ou a lista de ingredientes dos vários produtos que você usa nos próximos dias e veja se encontra algum desses nesta tabela ou encontre outros compostos iônicos que agora você poderia nomear ou escrever como uma fórmula.
| Composto iônico | Use |
|---|---|
| NaCl, cloreto de sódio | sal de mesa comum |
| KI, iodeto de potássio | adicionado ao sal “iodado” para a saúde da tireoide |
| NaF, fluoreto de sódio | ingrediente na pasta de dente |
| NaHCO 3, bicarbonato de sódio | bicarbonato de sódio; usado na culinária (e como antiácido) |
| Na 2 CO 3, carbonato de sódio | refrigerante de lavagem; usado em agentes de limpeza |
| NaOCl, hipoclorito de sódio | ingrediente ativo na lixívia doméstica |
| Carbonato de cálcio CaCO 3 | 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 | soda cáustica; usada como limpador de drenos |
| K 3 PO 4, fosfato de potássio | aditivo alimentar (muitos propósitos) |
| MgSO 4, sulfato de magnésio | adicionado à água purificada |
| Na 2 HPO 4, hidrogenofosfato de sódio | agente antiaglomerante; usado em produtos em pó |
| Na 2 SO 3, sulfito de sódio | conservante |
Compostos contendo um íon metálico com carga variável
A maioria dos metais de transição e alguns metais do grupo principal podem formar dois ou mais cátions com cargas diferentes. Os compostos desses metais com não metais são nomeados com o mesmo método dos compostos da primeira categoria, exceto que a carga do íon metálico é especificada por um número romano entre parênteses após o nome do metal. A carga do íon metálico é determinada pela fórmula do composto e pela carga do ânion. Por exemplo, considere compostos iônicos binários de ferro e cloro. O ferro normalmente exibe uma carga de 2+ ou 3+ (veja a Figura 2.29), e as duas fórmulas de compostos correspondentes são FeCl 2 e FeCl 3. O nome mais simples, “cloreto de ferro”, será, nesse caso, ambíguo, pois não faz distinção entre esses dois compostos. Em casos como esse, a carga do íon metálico é incluída como um número romano entre parênteses imediatamente após o nome do metal. Esses dois compostos são então inequivocamente denominados cloreto de ferro (II) e cloreto de ferro (III), respectivamente. Outros exemplos são fornecidos na Tabela 2.9.
| Composto | Nome |
|---|---|
| FeCl 2 | cloreto de ferro (II) |
| FeCl 3 | cloreto de ferro (III) |
| Hg 2 O | óxido de mercúrio (I) |
| Vá | óxido de mercúrio (II) |
| SnF 2 | fluoreto de estanho (II) |
| SnF 4 | fluoreto de estanho (IV) |
A nomenclatura desatualizada usava os sufixos — ic e — ous para designar metais com cargas maiores e menores, respectivamente: Cloreto de ferro (III), FeCl 3, era anteriormente chamado de cloreto férrico, e cloreto de ferro (II), FeCl 2, era conhecido como cloreto ferroso. Embora essa convenção de nomenclatura tenha sido amplamente abandonada pela comunidade científica, ela continua sendo usada por alguns segmentos da indústria. Por exemplo, você pode ver as palavras flúor estanoso em um tubo de pasta de dente. Isso representa a fórmula SnF 2, que é mais apropriadamente chamada de fluoreto de estanho (II). O outro flúor de estanho é o SnF 4, que antes era chamado de fluoreto de estanho, mas agora é chamado de fluoreto de estanho (IV).
Hidratos iônicos
Os compostos iônicos que contêm moléculas de água como componentes integrais de seus cristais são chamados de hidratos. O nome de um hidrato iônico é derivado da adição de 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 (veja a Tabela 2.10) e termina com “hidratar”. 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. Sabonete é o nome comum para um hidrato de carbonato de sódio contendo 10 moléculas de água; o nome sistemático é carbonato de sódio decahidratado.
As fórmulas para hidratos iônicos são escritas anexando um ponto centrado verticalmente, um coeficiente representando o número de moléculas de água e a fórmula da água. Os dois exemplos mencionados no parágrafo anterior são representados pelas fórmulas
| Número | Prefixo | Número | Prefixo |
|---|---|---|---|
| 1 (às vezes omitido) | mono- | 6 | hexa- |
| 2 | di- | 7 | hepta- |
| 3 | tri- | 8 | octa- |
| 4 | tetra- | 9 | nona- |
| 5 | penta- | 10 | deca- |
Exemplo 2.13
Nomeando compostos iônicos
Nomeie os seguintes compostos iônicos(a) Fe 2 S 3
(b) CuS
(c) GaN
(d) MgSO 4 · 7H 2 O
(e) Ti 2 (SO 43)
Solução
Os ânions nesses compostos têm uma carga negativa fixa (S 2−, Se 2−, N 3− ee os compostos devem ser neutros. Como o número total de cargas positivas em cada composto deve ser igual ao número total de cargas negativas, os íons positivos devem ser Fe 3+, Cu 2+, Ga 3+, Mg 2+ e Ti 3+. Essas cargas são usadas nos nomes dos íons metálicos:(a) sulfeto de ferro (III)
(b) seleneto de cobre (II)
(c) nitreto de gálio (III)
(d) sulfato de magnésio heptahidratado
(e) sulfato de titânio (III)
Verifique seu aprendizado
Escreva as fórmulas dos seguintes compostos iônicos:(a) fosforeto de cromo (III)
(b) sulfeto de mercúrio (II)
(c) fosfato de manganês (II)
(d) óxido de cobre (I)
(e) cloreto de ferro (III) dihidratado
Resposta:
(a) CrP; (b) HgS; (c) Mn 3 (PO 4) 2; (d) Cu 2 O; (e) FeCl 3 ·2H 2 O
Química na vida cotidiana
Erin Brockovich e a contaminação por cromo
No início da década de 1990, a arquivista legal Erin Brockovich (Figura 2.32) descobriu uma alta taxa de doenças graves na pequena cidade de Hinckley, Califórnia. Sua investigação acabou vinculando as doenças às águas subterrâneas contaminadas por Cr (VI) usadas pela Pacific Gas & Electric (PG&E) para combater a corrosão em um gasoduto de gás natural próximo. Conforme dramatizado no filme Erin Brockovich (pelo qual Julia Roberts ganhou um Oscar), Erin e o advogado Edward Masry processaram a PG&E por contaminar a água perto de Hinckley em 1993. O acordo que eles conquistaram em 1996 - $333 milhões - foi o maior valor já concedido por uma ação direta nos EUA na época.
Os compostos de cromo são amplamente utilizados na indústria, como na cromagem, na fabricação de corantes, como conservantes e para evitar corrosão na água da torre de resfriamento, como ocorreu perto de Hinckley. No ambiente, o cromo existe principalmente nas formas Cr (III) ou Cr (VI). O Cr (III), ingrediente de muitos suplementos vitamínicos e nutricionais, forma compostos que não são muito solúveis em água e tem 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 causar danos nos sistemas respiratório, gastrointestinal e imunológico, bem como nos rins, fígado, sangue e pele.
Apesar dos esforços de limpeza, a contaminação das águas subterrâneas por Cr (VI) continua sendo um problema em Hinckley e em outros locais em todo o mundo. Um estudo de 2010 do Environmental Working Group descobriu que das 35 cidades dos EUA testadas, 31 tinham níveis mais altos de Cr (VI) na água da torneira do que a meta de saúde pública de 0,02 partes por bilhão estabelecida pela Agência de Proteção Ambiental da Califórnia.
Compostos moleculares (covalentes)
As características de ligação dos compostos moleculares inorgânicos são diferentes dos compostos iônicos e também são nomeados usando um sistema diferente. As cargas de cátions e ânions ditam suas proporções em compostos iônicos, portanto, especificar os nomes dos íons fornece informações suficientes para determinar as fórmulas químicas. No entanto, como a ligação covalente permite uma variação significativa nas proporções de combinação dos átomos em uma molécula, os nomes dos compostos moleculares devem identificar explicitamente essas proporções.
Compostos compostos por dois elementos
Quando dois elementos não metálicos formam um composto molecular, muitas vezes são possíveis várias proporções de combinação. Por exemplo, carbono e oxigênio podem formar os compostos CO e CO 2. Como essas são substâncias diferentes com propriedades diferentes, elas não podem ter o mesmo nome (ambas não podem ser chamadas de óxido de carbono). Para lidar com essa situação, usamos um método de nomenclatura que é um pouco semelhante ao usado para compostos iônicos, mas com prefixos adicionados para especificar o número de átomos de cada elemento. O nome do elemento mais metálico (aquele mais à esquerda e/ou inferior da tabela periódica) é o primeiro, seguido pelo nome do elemento mais não metálico (aquele mais à direita e/ou superior) com sua terminação alterada para o sufixo — ide. Os números de átomos de cada elemento são designados pelos prefixos gregos mostrados na Tabela 2.10.
Quando apenas um átomo do primeiro elemento está presente, o prefixo mono - geralmente é excluído dessa parte. Assim, o CO é chamado de monóxido de carbono e o CO 2 é chamado de dióxido de carbono. Quando duas vogais são adjacentes, o a no prefixo grego geralmente é descartado. Alguns outros exemplos são mostrados na Tabela 2.11.
| Composto | Nome | Composto | Nome |
|---|---|---|---|
| SO 2 | dióxido de enxofre | BCl 3 | tricloreto de boro |
| ENTÃO 3 | trióxido de enxofre | SF 6 | hexafluoreto de enxofre |
| NÃO 2 | dióxido de nitro | PDF 5 | pentafluoreto de fósforo |
| EM 2 DE 4 | tetróxido de dinitrogênio | ATÉ 4 DE 10 | decaóxido de tetrafosforo |
| EM 2 DE 5 | pentóxido de dinitrogênio | SE 7 | heptafluoreto de iodo |
Existem alguns nomes comuns que você encontrará ao continuar seus estudos de química. Por exemplo, embora o NO seja frequentemente chamado de óxido nítrico, seu nome próprio é monóxido de nitrogênio. Da mesma forma, N 2 O é conhecido como óxido nitroso, embora nossas regras especifiquem o nome monóxido de dinitrogênio. (E H 2 O é geralmente chamado de água, não de monóxido de dihidrogênio.) Você deve memorizar os nomes comuns dos compostos à medida que os encontra.
Exemplo 2.14
Nomeando compostos covalentes
Nomeie os seguintes compostos covalentes:(a) SF 6
(b) N 2 O 3
(c) Cl 2 O 7
(d) P 4 O 6
Solução
Como esses compostos consistem exclusivamente em não metais, usamos prefixos para designar o número de átomos de cada elemento:(a) hexafluoreto de enxofre
(b) trióxido de dinitrogênio
(c) heptóxido de dicloro
(d) hexóxido de tetrafosforo
Verifique seu aprendizado
Escreva as fórmulas para os seguintes compostos:(a) pentacloreto de fósforo
(b) monóxido de dinitrogênio
(c) heptafluoreto de iodo
(d) tetracloreto de carbono
Resposta:
(a) PCl 5; (b) N 2 O; (c) IF 7; (d) CCl 4
Link para o aprendizado
O site a seguir fornece prática para nomear compostos químicos e escrever fórmulas químicas. Você pode escolher compostos iônicos binários, poliatômicos e de carga variável, bem como compostos moleculares.
Ácidos binários
Alguns compostos que contêm hidrogênio são membros de uma importante classe de substâncias conhecidas como ácidos. A química desses compostos é explorada com mais detalhes nos capítulos posteriores deste texto, mas, por enquanto, basta observar que muitos ácidos liberam íons de hidrogênio, H +, quando dissolvidos em água. Para denotar essa 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 hidrogênio e outro elemento não metálico):
- A palavra “hidrogênio” é alterada para o prefixo hidro-
- O nome do outro elemento não metálico é modificado adicionando o sufixo - ic
- A palavra “ácido” é adicionada como uma segunda palavra
Por exemplo, quando o gás HCl (cloreto de hidrogênio) é dissolvido em água, a solução é chamada de ácido clorídrico. Vários outros exemplos dessa nomenclatura são mostrados na Tabela 2.12.
| Nome do gás | Nome do ácido |
|---|---|
| HF (g), fluoreto de hidrogênio | HF (aq), ácido fluorídrico |
| HCl (g), cloreto de hidrogênio | HCl (aq), ácido clorídrico |
| HBr (g), brometo de hidrogênio | HBr (aq), ácido bromídrico |
| HI (g), iodeto de hidrogênio | HI (aq), ácido hidroiódico |
| H 2 S (g), sulfeto de hidrogênio | H 2 S (aq), ácido hidrossulfúrico |
Oxiácidos
Muitos compostos contendo três ou mais elementos (como compostos orgânicos ou compostos de coordenação) estão sujeitos a regras de nomenclatura especializadas que você aprenderá mais tarde. No entanto, discutiremos brevemente os compostos importantes conhecidos como oxiácidos, compostos que contêm hidrogênio, oxigênio e pelo menos um outro elemento e estão ligados de forma a conferir propriedades ácidas ao composto (você aprenderá os detalhes disso em um capítulo posterior). Os oxiácidos típicos consistem em hidrogênio combinado com um íon poliatômico contendo oxigênio. Para nomear os oxiácidos:
- Omitir “hidrogênio”
- Comece com o nome da raiz do ânion
- Substitua — data por — ic, ou — site por — ous
- Adicione “ácido”
Por exemplo, considere o H 2 CO 3 (que você pode se sentir tentado a chamar de “hidrogenocarbonato”). Para nomear isso corretamente, “hidrogênio” é omitido; o - ato de carbonato é substituído por - ic; e ácido é adicionado - então seu nome é ácido carbônico. Outros exemplos são apresentados na Tabela 2.13. Existem algumas exceções ao método geral de nomenclatura (por exemplo, H 2 SO 4 é chamado de ácido sulfúrico, não ácido sulfúrico, e H 2 SO 3 é ácido sulfuroso, não sulfuroso).
| Fórmula | Nome do ânion | Nome do ácido |
|---|---|---|
| HTC 2 H 3 OU 2 | acetato | ácido acético |
| NÃO 3 | nitrato | ácido nítrico |
| NÃO 2 | nitrito | ácido nitroso |
| Chlo 4 | perclorato | ácido perclórico |
| H 2 CO 3 | carbonato | ácido carbônico |
| H 2 SO 4 | sulfato | ácido sulfúrico |
| H 2 SO 3 | sulfito | ácido sulfuroso |
| HP 3 PRO 4 | fosfato | ácido fosfórico |