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Nomenclatura dos compostos APRESENTAÇÃO O sistema de nomenclatura dos compostos que deve-se utilizar foi desenvolvido pela International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC - União Internacional de Química Pura e Aplicada). Nesta Unidade de Aprendizagem conheceremos como é feita esta nomenclatura dos compostos (iônicos, moleculares, ácidos, bases e hidratos). Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Diferenciar compostos orgânicos de compostos inorgânicos.• Classificar ácido e base.• Nomear os compostos.• DESAFIO Suponha que no laboratório da empresa onde você trabalha exista um grande número de compostos armazenados, porém, a identificação existente está baseada somente nas fórmulas dos compostos. Com isso, você deve preencher a tabela de compostos, nomeando-os corretamente. Lembre-se que para saber nomear os compostos, deve-se saber diferenciar se o composto é iônico ou molecular. Agora, ponha em prática os seus conhecimentos e nomeie os compostos indicados na tabela a seguir. Clique aqui para baixar o arquivo. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! INFOGRÁFICO O esquema a seguir representa as etapas de atribuições dos nomes dos compostos iônicos e dos compostos moleculares. CONTEÚDO DO LIVRO Saber nomear os compostos é fundamental para a compreensão do estudo da Química. Para saber mais sobre o assunto, acompanhe um trecho da obra Química, de Chang e Goldsby, que está em sua 11a edição. Este livro servirá de base teórica para esta Unidade de Aprendizagem. Boa leitura! CYAN VS Gráfica VS Gráfica MAG VS Gráfica YEL VS Gráfica BLACK Raymond Chang Kenneth A. Goldsby QUÍMICA www.grupoa.com.br Várias gerações de estudantes do mundo inteiro estudaram química recorrendo às primeiras edições desta obra. A 11ª edição de Química continua a oferecer conhecimentos sólidos sobre os principais conceitos e princípios químicos. O Professor Chang ensina os alunos a resolverem problemas do mundo real utilizando a arte da estimativa baseada em hipóteses adequadas, a encontrarem a informação necessária e, em muitos casos, a formularem o plano para obterem respostas aproximadas. Quím ica 11ª ed ição Química 11ª edição Raymond Chang Kenneth A. Goldsby Química 11ª edição Raym ond Chang Kenneth A. Goldsby Visite o hotsite desta obra em http://www.grupoa.com. br/changquimica11ed. Nele você encontrará animações, Tabela Periódica interativa e uma calculadora de fórmulas. Conheça o material de apoio do livro (em inglês) disponível no site da editora, www.grupoa.com.br. Procure o livro no nosso catálogo e acesse a exclusiva Área do Professor por meio de um cadastro. 46212 Quimica 02-05 ok.indd 146212 Quimica 02-05 ok.indd 1 29/05/2013 08:57:2629/05/2013 08:57:26 Catalogação na publicação: Ana Paula M. Magnus – CRB10/2052 C456q Chang, Raymond. Química [recurso eletrônico] / Raymond Chang, Kenneth A. Goldsby ; [tradução: M. Pinho Produtos Digitais Unipessoal Lda.] ; revisão técnica: Denise de Oliveira Silva, Vera Regina Leopoldo Constantino. – 11. ed. – Dados eletrônicos. – Porto Alegre : AMGH, 2013. Editado também como livro impresso em 2013. ISBN 978-85-8055-256-0 1. Química. I. Goldsby, Kenneth A. II. Título. CDU 54 Iniciais_Eletronico.indd 2 29/07/13 16:53 56 Química Revisão de conceitos Combine cada um dos diagramas seguintes com os compostos iônicos: Al2O3, LiH, Na2S, Mg(NO3)2. (As esferas verdes representam cátions, e as vermelhas, ânions.) (a) (b) (c) (d) 2.7 Nomenclatura de compostos Quando a química era uma ciência jovem e o número de compostos conhecidos era pequeno, era possível memorizar os seus nomes. Muitos dos nomes deriva- vam de seu aspecto físico, de suas propriedades, de sua origem ou de sua aplica- ção – por exemplo, leite de magnésia, gás do riso, calcário, soda cáustica, lixívia, soda das lavadeiras e fermento. Hoje, o número de compostos conhecidos é superior a 66 milhões. Feliz- mente, não é necessário memorizar os seus nomes. Ao longo dos anos, os quími- cos inventaram um sistema para dar nomes às substâncias. As regras são aceitas em todo o mundo, o que facilita a comunicação entre químicos, sendo uma forma útil de etiquetar uma enorme variedade de substâncias. O domínio destas regras se mostra benéfico à medida que progredimos no nosso estudo da química. Para começar a nossa discussão sobre a nomenclatura química, a atri- buição de nomes aos compostos químicos, devemos primeiro distinguir entre compostos inorgânicos e compostos orgânicos. Os compostos orgânicos contêm carbono, geralmente combinado com elementos como o hidrogênio, o oxigê- nio, o nitrogênio e o enxofre. Todos os outros compostos são classificados como compostos inorgânicos. Por conveniência, alguns compostos contendo carbono, como o monóxido de carbono (CO), o dióxido de carbono (CO2), o dissulfeto de carbono (CS2), os compostos contendo o grupo cianeto (CN �) e os grupos carbonato e o bicarbonato , são considerados compostos inor- gânicos. A Seção 2.8 contém uma breve introdução aos compostos orgânicos. Para organizar e simplificar a nossa tarefa de dar nomes aos compostos, podemos dividir os compostos inorgânicos em quatro categorias: compostos iô- nicos, compostos moleculares, ácidos e bases e hidratos. Compostos iônicos Na Seção 2.5 aprendemos que os compostos iônicos são constituídos por cátions (íons positivos) e por ânions (íons negativos). Com a exceção importante do íon amônio, todos os cátions que nos interessam derivam de átomos de metais. Os cátions de metais recebem o nome dos seus elementos. Por exemplo: Elemento Nome do cátion Na sódio Na� íon sódio (ou cátion sódio) K potássio K� íon potássio (ou cátion potássio) Mg magnésio Mg2� íon magnésio (ou cátion magnésio) Al alumínio Al3� íon alumínio (ou cátion alumínio) Muitos compostos iônicos são compostos binários ou compostos forma- dos por apenas dois elementos. Para compostos binários, o primeiro elemento nomeado é o ânion não metálico, seguido do cátion. Assim, NaCl é o cloreto de Para consultar os nomes e os símbolos dos elementos, veja o verso da capa e a página seguinte. Animação Formação de um composto iônico 1 17161514132 18 N SAl F Cl Br I Li Na K Rb Cs Mg Ca Sr Ba O Os metais mais reativos (verdes) e os não metais mais reativos (azuis) combinam- -se para formar compostos iônicos. Chang_02.indd 56Chang_02.indd 56 03/05/13 11:0903/05/13 11:09 Capítulo 2 ♦ Átomos, moléculas e íons 57 sódio. O nome do ânion é obtido ao tirar a primeira parte do nome do elemento (cloro) e adicionar “-eto”. O brometo de potássio (KBr), o iodeto de zinco (ZnI2) e o óxido de alumínio (Al2O3) são também compostos binários. A Tabela 2.2 mostra a nomenclatura em “-eto” de alguns ânions monoatômicos comuns de acordo com a sua posição na Tabela Periódica. A terminação em “-eto” também é usada para alguns grupos aniônicos contendo elementos diferentes, como o hidróxido (OH�) e o íon cianeto (CN�). Assim, os compostos LiOH e KCN são chamados hidróxido de lítio e cianeto de potássio, respectivamente. Esta e várias outras substâncias são chamadas de com- postos ternários, isto é, compostos constituídos por três elementos. A Tabela 2.3 dá uma lista por ordem alfabética dos nomes de alguns cátions e ânions comuns. Alguns metais, especialmente os metais de transição, podem formar mais do que um tipo de cátion. Tomemos o ferro como exemplo. O ferro pode formar dois cátions: Fe2� e Fe3�. Um sistema de nomenclatura antigo que ainda tem um uso limitado atribui a terminação “-oso” ao cátion com carga positiva menor e a terminação “-ico” ao cátion com carga positiva maior: Fe2� íon ferroso Fe3� íon férrico Os nomes dos compostos que estes íons formam com o cloro seriam FeCl2 cloreto ferroso FeCl3 cloreto férrico Este método de nomenclatura tem várias limitações.Primeiro, os sufixos “-oso” e “-ico” não dão informações sobre as cargas reais dos dois cátions envolvidos. Assim, temos o íon férrico Fe3�, mas o cátion de cobre designado por cúpri- co tem a fórmula Cu2�. Além disso, as designações “-oso” e “-ico” permitem nomear apenas dois cátions elementares. Alguns elementos metálicos podem assumir três ou mais cargas positivas diferentes nos seus compostos. Portanto, tornou-se comum designar os diferentes cátions com numerais romanos, no que é chamado de sistema de Stock.13 Neste sistema, o numeral romano I indica uma carga positiva, II significa duas cargas positivas e assim por diante. Por exemplo, os átomos de manganês (Mn) podem assumir várias cargas positivas diferentes: Mn2�: MnO óxido de manganês(II) Mn3�: Mn2O3 óxido de manganês(III) Mn4�: MnO2 óxido de manganês(IV) Estes nomes são lidos “óxido de manganês dois”, “óxido de manganês três” e “óxido de manganês quatro”. Usando o sistema de Stock, designamos o íon 13 Alfred Stock (1876-1946). Químico alemão. Stock fez a maior parte da sua investigação na síntese e caracterização de compostos de boro, berílio e silício. Foi o primeiro cientista a explorar os perigos do envenenamento com mercúrio. Lembre-se de que os algarismos romanos se referem às cargas nos cátions de metal. FeCl2 (esquerda) e FeCl3 (direita). Tabela 2.2 Nomenclatura em “-eto” de alguns ânions monoatômicos comuns de acordo com a sua posição na Tabela Periódica Grupo 14 Grupo 15 Grupo 16 Grupo 17 C carbeto (C4�)* N nitreto (N3�) O óxido (O2�) F fluoreto (F�) Si silicieto (Si4�) P fosfeto (P3�) S sulfeto (S2�) Cl cloreto (Cl�) Se selenieto (Se2�) Br brometo (Br�) Te telurieto (Te2�) I iodeto (I�) * A palavra “carbeto” também é usada para o ânion 3 4 5 6 7 9 1112 8 10 Os metais de transição são os elementos nos Grupos 3 a 12 (ver Figura 2.10). Chang_02.indd 57Chang_02.indd 57 03/05/13 11:0903/05/13 11:09 58 Química ferroso e o íon férrico como ferro(II) e ferro(III), respectivamente: o cloreto ferroso é cloreto de ferro(II); e o cloreto férrico é chamado cloreto de ferro(III). Mantendo a prática moderna, usaremos o sistema de Stock na nomenclatura de compostos neste livro. Os Exemplos 2.5 e 2.6 ilustram como nomear os compostos iônicos e es- crever as suas fórmulas com base nas informações dadas na Figura 2.11 e nos Tabelas 2.2 e 2.3. Os metais de não transição como o estanho (Sn) e o chumbo (Pb) também podem formar mais de um tipo de cátion. Tabela 2.3 Nomes e fórmulas de alguns cátions e ânions inorgânicos comuns Cátion Ânion Alumínio (Al 3�) Brometo (Br�) Amônio (NH4 �) Carbonato (CO23 �) Bário (Ba2�) Clorato (ClO3 �) Cádmio (Cd2�) Cloreto (Cl�) Cálcio (Ca2�) Cromato (CrO24 �) Césio (Cs�) Cianeto (CN�) Chumbo (II) (Pb2�) Dicromato (Cr2O 2 7 �) Cobalto (Co2�) Dihidrogenofosfato (H2PO4 �) Cromio III ou crômico (Cr�3) Fluoreto (F�) Cobre(I) ou cuproso (Cu�) Hidreto (H�) Cobre(II) ou cúprico (Cu2�) Hidrogenocarbonato ou bicarbonato (HCO3 �) Estanho(II) ou estanoso (Sn2�) Hidrogenofosfato (HPO24 �) Estrôncio (Sr2�) Hidrogenossulfato ou bissulfato (HSO4 �) Ferro(II) ou ferroso (Fe2�) Iodeto (I�) Ferro(III) ou férrico (Fe3�) Nitrato (NO3 �) Hidrogênio (H�) Nitreto (N3�) Lítio (Li�) Nitrito (NO2 �) Magnésio (Mg2�) Óxido (O2�) Manganês ou manganoso (Mn2�) Permanganato (MnO4 �) Mercúrio(I) ou mercuroso (Hg22 �)* Peróxido (O22 �) Mercúrio(II) ou mercúrico (Hg2�) Sulfeto (SO24 �) Potássio (K�) Sulfeto (S2�) Sódio (Na�) Sulfito (SO23 �) Zinco (Zn2�) Tiocianato (SCN�) * O mercúrio (I) existe como um par de átomos conforme indicado. Indique os nomes dos seguintes compostos: (a) Cu(NO3)2, (b) KH2PO4 e (c) NH4ClO3. Estratégia Repare que os compostos em (a) e (b) contêm átomos de metal e não metálicos, de modo que esperamos que sejam compostos iônicos. Não existem átomos de metal em (c), mas há um grupo de amônio, que tem uma carga positiva. Assim, o NH4ClO3 também é um composto iônico. A nossa referência para os nomes dos cátions e dos ânions é a Tabela 2.3. Lembre-se de que, se um átomo de metal Exemplo 2.5 Chang_02.indd 58Chang_02.indd 58 03/05/13 11:0903/05/13 11:09 Capítulo 2 ♦ Átomos, moléculas e íons 59 Compostos moleculares Ao contrário dos compostos iônicos, os compostos moleculares contêm unida- des moleculares discretas. Eles são normalmente formados por elementos não metálicos (ver Figura 2.10). Muitos compostos moleculares são compostos bi- nários. A nomenclatura de compostos binários é semelhante à nomenclatura de compostos binários iônicos. O segundo elemento da fórmula é lido primeiro, com uma terminação adequada, e depois o primeiro elemento. Vejamos alguns exemplos: HCl cloreto de hidrogênio HBr brometo de hidrogênio SiC carbeto de silício pode formar cátions com cargas diferentes (ver Figura 2.11), precisamos usar o siste- ma de Stock. Resolução (a) O íon nitrato tem uma carga negativa, portanto, o íon cobre deve ter duas cargas positivas. Como o cobre forma íons Cu� e Cu2�, temos de usar o sistema de Stock e denominar o composto nitrato de cobre(II). (b) O cátion é K� e o ânion é (dihidrogenofosfato). Como o potássio só for- ma íons de um tipo (K�), não é preciso usar potássio(I) no nome. O composto é o dihidrogenofosfato de potássio. (c) O cátion é (íon amônio) e o ânion é O composto é o clorato de amônio. Exercício Indique os nomes dos seguintes compostos: (a) V2O5 e (b) Li2SO3. Problemas semelhantes: 2.57(b), (e), (f). Escreva as fórmulas dos seguintes compostos: (a) nitrito de mercúrio(I), (b) sulfeto de césio e (c) fosfato de cálcio. Estratégia Consultamos a Tabela 2.3 para ver as fórmulas dos cátions e dos ânions. Lembre-se de que no sistema de Stock os numerais romanos fornecem informações sobre as cargas dos cátions. Resolução (a) O numeral romano mostra que o íon mercúrio tem a carga �1. De acordo com a Tabela 2.3, contudo, o íon mercúrio(I) é diatômico (isto é, Hg2 2� e o íon nitrito é NO2 � Logo, a fórmula é Hg2(NO2)2. (b) Cada íon sulfeto tem duas cargas negativas e cada íon césio tem uma carga posi- tiva (o césio está no Grupo 1, como o sódio). Logo, a fórmula é Cs2S. (c) Cada íon cálcio (Ca2�) tem duas cargas positivas e cada íon fosfato (PO4 3�) tem três cargas negativas. Para que a soma das cargas seja zero, temos de ajustar o número de cátions e de ânions: 3(�2) � 2(�3) � 0 Assim, a fórmula é Ca3(PO4)2. Exercício Escreva as fórmulas dos seguintes compostos iônicos: (a) sulfato de ru- bídio e (b) hidreto de bário. Exemplo 2.6 Repare que os subscritos deste composto iônico não foram reduzidos à menor proporção porque o íon Hg(I) existe como um par ou dímero. Problemas semelhantes: 2.59(a), (b), (d), (h), (i). Chang_02.indd 59Chang_02.indd 59 03/05/13 11:0903/05/13 11:09 60 Química É normal um par de elementos formar vários compostos diferentes. Nes- tes casos, evita-se a confusão na nomenclatura dos compostos ao usar prefixos gregos para indicar o número de átomos de cada elemento presente (Tabela 2.4). Considere os seguintes exemplos: CO monóxido de carbono CO2 dióxido de carbono SO2 dióxido de enxofre SO3 trióxido de enxofre NO2 dióxido de nitrogênio N2O4 tetróxido de dinitrogênio As regras a seguir são úteis nos nomes de compostos com prefixos: • O prefixo “mono-” pode ser omitido para o segundo elemento. Por exem- plo, PCl3 é chamado tricloreto de fósforo, não tricloreto de monofósforo. Assim, a ausência de um prefixo para o segundo elemento normalmente significa que há apenas um átomo desse elemento presente na molécula. • Nos óxidos, por vezes omite-se a terminação em “a” do prefixo. Por exem- plo, N2O4 pode ser chamado tetróxido de dinitrogênio em vez de tetraóxi- do de dinitrogênio. Os compostos moleculares contendo hidrogênio são exceções ao uso de prefixos gregos. Tradicionalmente, muitos destes compostos são conhecidos quer pelo seu nome comum não sistemático, quer por nomesque não indicam especificamente o número de átomos de H presentes: B2H6 Diborano CH4 Metano SiH4 Silano NH3 Amônia PH3 Fosfina H2O Água H2S sulfeto de hidrogênio Repare que mesmo a ordem de escrita dos elementos na fórmula de compostos de hidrogênio é irregular. Na água e no sulfeto de hidrogênio, o H é escrito pri- meiro, enquanto nos outros compostos ele aparece no fim. Escrever as fórmulas de compostos moleculares é, em geral, simples. As- sim, o nome trifluoreto de arsênio significa que há um átomo de As e três átomos de F em cada molécula, e a fórmula molecular é AsF3. Repare que a ordem dos elementos na fórmula é inversa da do nome. Indique o nome dos seguintes compostos: (a) SiCl4 e (b) P4O10. Estratégia Recorremos à Tabela 2.4 para ver os prefixos. Em (a) há apenas um áto- mo de Si e, por isso, não usamos o prefixo “mono.” Solução (a) Como há quatro átomos de cloro, o composto é o tetracloreto de silício. (b) Há quatro átomos de fósforo e dez átomos de oxigênio, logo, o composto é o decóxido de tetrafósforo. Repare que se omitiu o “a” de “deca”. Exercício Escreva as fórmulas químicas dos seguintes compostos moleculares: (a) NF3 e (b) Cl2O7. Exemplo 2.7 Problemas semelhantes: 2.57(c), (i), (j). Compostos binários que contêm carbono e hidrogênio são compostos orgânicos, portanto, não seguem as mesmas convenções de nomenclatura. Vamos discutir a nomenclatura de compostos orgânicos no Capítulo 24. Tabela 2.4 Prefixos gregos usados na nomenclatura de compostos moleculares Prefixo Significado mono- 1 di- 2 tri- 3 tetra- 4 penta- 5 hexa- 6 hepta- 7 octa- 8 nona- 9 deca- 10 Chang_02.indd 60Chang_02.indd 60 03/05/13 11:0903/05/13 11:09 Capítulo 2 ♦ Átomos, moléculas e íons 61 Escreva as fórmulas químicas dos seguintes compostos moleculares: (a) dissulfeto de carbono e (b) hexabrometo de dissilício. Estratégia Aqui é preciso converter prefixos em números de átomos (ver Tabela 2.4). Como não há um prefixo para o carbono em (a), isso significa que existe apenas um átomo de carbono presente. Resolução (a) Como há dois átomos de enxofre e um átomo de carbono presen- tes, a fórmula é CS2. (b) Há dois átomos de silício e seis átomos de bromo, portanto, a fórmula é Si2Br6. Exercício Escreva as fórmulas químicas dos seguintes compostos moleculares: (a) tetrafluoreto de enxofre e (b) pentóxido de dinitrogênio. Exemplo 2.8 Problemas semelhantes: 2.59(g), (j). A Figura 2.14 resume as etapas de atribuição do nome dos compostos iôni- cos e dos compostos moleculares. Cátion tem apenas uma carga Iônico Cátion: metal ou NH4 + Ânion: monoatômico ou poliatômico • Compostos binários de não metais Composto Molecular Cátion pode apresentar mais de uma carga Atribuindo um nome Atribuindo um nome Atribuindo um nome • Cátions de metais alcalinos • Cátions de metais alcalino-terrosos • Ag+, Al3+, Cd2+, Zn2+ • Cátions de outros metais • Nomeie o ânion primeiro • Se o ânion for poliatômico, use o nome do ânion (veja a Tabela 2.3) • Se o ânion for monoatômico, acrescente “-eto” ao nome do elemento quando for pertinente • Nomeie o ânion primeiro • Especifique a carga do cátion metálico com um numeral romano entre parênteses • Se o ânion for monoatômico, acrescente “-eto” ao nome do elemento quando for pertinente • Se o ânion for poliatômico, use o nome do ânion (veja a Tabela 2.3) • Use prefixos para os dois elementos (O prefixo “mono-” é em geral omitido para o segundo elemento) • Acrescente “-eto” ao nome do primeiro elemento quando for pertinente Figura 2.14 Fluxograma para atribuir nomes aos compostos iônicos e aos compostos moleculares. Chang_02.indd 61Chang_02.indd 61 03/05/13 11:0903/05/13 11:09 62 Química Ácidos e bases Atribuir nomes aos ácidos Um ácido pode ser descrito como uma substância que libera íons de hidro- gênio (H�) quando dissolvida em água. (H� é equivalente a um próton e é muitas vezes referido dessa forma.) As fórmulas dos ácidos contêm um ou mais átomos de hidrogênio e um grupo aniônico. Os ânions cujo nome termi- na em “-eto” formam ácidos com uma terminação em “-ico”, como mostra a Tabela 2.5. Em alguns casos parece haver dois nomes para a mesma fórmula química. HCl cloreto de hidrogênio HCl ácido clorídrico O nome atribuído ao composto depende do seu estado físico. No estado ga- soso ou no estado líquido puro, HCl é um composto molecular chamado clo- reto de hidrogênio. Quando se encontra dissolvido em água, as moléculas dividem-se em íons H� e Cl�; neste estado, a substância é chamada de ácido clorídrico. Os oxiácidos são ácidos que contêm hidrogênio, oxigênio e outro elemen- to. As fórmulas dos oxiácidos são escritas normalmente com o H primeiro, se- guido do elemento central e depois do oxigênio. Usamos os cinco ácidos co- muns a seguir como as nossas referências para atribuir nomes a oxiácidos: H2CO3 ácido carbônico HClO3 ácido clórico HNO3 ácido nítrico H3PO4 ácido fosfórico H2SO4 ácido sulfúrico Muitas vezes dois ou mais oxiácidos podem ter o mesmo elemento central, mas um número diferente de átomos de oxigênio. Começando com os nossos oxiáci- dos referidos cujos nomes terminam em “-ico”, usamos as seguintes regras para dar nome a estes compostos: 1. A adição de um átomo de oxigênio ao ácido “-ico”: o ácido é chamado áci- do “per …-ico”. Assim, acrescentar um átomo de O a HClO3 transforma o ácido clórico em ácido perclórico, HClO4. 2. A remoção de um átomo de O do ácido “-ico”: o ácido é chamado ácido “-oso”. Assim, o ácido nítrico, HNO3, torna-se ácido nitroso, HNO2. 3. A remoção de dois átomos de O do ácido “-ico”: o ácido é chamado ácido “hipo …-oso”. Assim, quando HBrO3 é convertido em HBrO, o ácido é chamado ácido hipobromoso. Tabela 2.5 Alguns ácidos simples Ânion Ácido correspondente F� (fluoreto) HF (ácido fluorídrico) Cl� (cloreto) HCl (ácido clorídrico) Br� (brometo) HBr (ácido bromídrico) I� (iodeto) HI (ácido iodídrico) CN� (cianeto) HCN (ácido cianídrico) S2� (sulfeto) H2S (ácido sulfídrico) Note que todos estes ácidos existem como compostos moleculares na fase gasosa. Cl– HCl H3O + Quando dissolvida em água, a molécula de HCl é convertida nos íons H� e Cl�. O íon H� está associado com uma ou mais moléculas de água e é normalmente re- presentado como H3O �. HNO3 O H N O H C H2CO3 Chang_02.indd 62Chang_02.indd 62 03/05/13 11:0903/05/13 11:09 Capítulo 2 ♦ Átomos, moléculas e íons 63 As regras para dar nomes a oxiânions, os ânions dos oxiácidos, são as seguintes: 1. Quando todos os íons H são removidos do ácido “-ico”, o nome do ânion termina em “-ato”. Por exemplo, o ânion derivado de H2CO3 é cha- mado carbonato. 2. Quando todos os íons H são removidos do ácido “-oso”, o nome do ânion termina em “-ito”. Assim, o ânion derivado de HClO2 é chamado clorito. 3. Os nomes dos ânions em que um ou mais mas não todos os íons hidrogênio foram removidos devem indicar o número de íons H presentes. Por exem- plo, considere os ânions derivados do ácido fosfórico: H3PO4 ácido fosfórico H2PO4 � dihidrogenofosfato HPO4 2� hidrogenofosfato PO4 3� fosfato Repare que normalmente omitimos o prefixo “mono-” quando há apenas um H no ânion. A Figura 2.15 resume a nomenclatura dos oxiácidos e dos oxiânions e a Tabela 2.6 apresenta os nomes dos oxiácidos e oxiânions que contêm cloro. Tabela 2.6 Nomes de oxiácidos e de oxiânions que contêm cloro Ácido Ânion HClO4 (ácido perclórico) ClO4 � (perclorato) HClO3 (ácido clórico) ClO3 � (clorato) HClO2 (ácido cloroso) ClO2 � (clorito) HClO (ácido hipocloroso) ClO� (hipoclorito) Figura 2.15 Dando nomes a oxiácidos e a oxiânions. ácido hipo– –oso ácido "–oso" Ácido de referência "–ico" Ácido per– –ico –ito –ato per– –ato Renovação de todos os íons H+ hipo– –ito OxiânionOxiácido +[O] –[O] –[O] O P H H3PO4 Chang_02.indd 63Chang_02.indd63 03/05/13 11:0903/05/13 11:09 64 Química Veja a nomenclatura de alguns oxiácidos e oxiânions no Exemplo 2.9. Diga os nomes do oxiácido e do oxiânion a seguir: (a) H3PO3 e (b) IO4 �. Estratégia Para atribuir um nome ao ácido em (a), identificamos primeiro o ácido de referência, cujo nome termina com “ico”, como se vê na Figura 2.15. Em (b) pre- cisamos converter o ânion para o seu ácido de origem apresentado na Tabela 2.6. Resolução (a) Começamos com o ácido de referência, o ácido fosfórico (H3PO4). Como H3PO3 tem menos um átomo de O, ele é chamado de ácido fosforoso. (b) O ácido de origem é HIO4. Como o ácido tem mais um átomo de O do que o nosso ácido de referência, o ácido iódico (HIO3), ele é chamado de ácido perió- dico. Logo, o ânion derivado de HIO4 chama-se periodato. Exercício Indique o nome do oxiácido e do oxiânion a seguir: (a) HBrO e (b) HSO4 �. Exemplo 1.2 Problemas semelhantes: 2.58(f). Atribuir nomes a bases Uma base pode ser descrita como uma substância que cede íons hidróxido (OH�) quando dissolvida em água. Alguns exemplos são: NaOH hidróxido de sódio KOH hidróxido de potássio Ba(OH)2 hidróxido de bário A amônia (NH3), um composto molecular no estado gasoso ou no estado lí- quido puro, também é classificada como uma base comum. À primeira vista pode parecer uma exceção à definição de base. Mas repare que desde que uma substân- cia produza íons de hidróxido quando dissolvida em água, ela não necessita conter íons de hidróxido na sua estrutura para ser considerada uma base. De fato, quando a amônia se dissolve em água, ela reage parcialmente com a água para produzir íons e OH�. Assim, ela é devidamente classificada como uma base. Hidratos Os hidratos são compostos que têm um número específico de moléculas de água ligadas a si. Por exemplo, no seu estado normal, cada unidade de sulfato de co- bre (II) tem cinco moléculas de água a ela associadas. O nome sistemático para este composto é sulfato de cobre penta-hidratado e a sua fórmula pode ser escrita como CuSO4 · 5H2O. As moléculas de água podem ser retiradas por aqueci- mento. Quando isso acontece, o composto resultante é CuSO4, que é por vezes chamado de sulfato de cobre anidro; “anidro” significa que o composto já não tem moléculas de água a ele associadas (Figura 2.16). Alguns exemplos de hi- dratos são: BaCl2 · 2H2O di-hidratado cloreto de bário LiCl · H2O mono-hidratado cloreto de lítio MgSO4 · 7H2O hepta-hidratado sulfato de magnésio Sr(NO3)2 · 4H2O tetra-hidratado de nitrato de estrôncio Compostos inorgânicos familiares Alguns compostos são mais conhecidos pelos seus nomes comuns do que pelos nomes químicos sistemáticos. Alguns exemplos familiares estão na Tabela 2.7. Chang_02.indd 64Chang_02.indd 64 03/05/13 11:0903/05/13 11:09 Capítulo 2 ♦ Átomos, moléculas e íons 65 Tabela 2.7 Nomes comuns e sistemáticos de alguns compostos Fórmula Nome comum Nome sistemático H2O Água Monóxido de dihidrogênio NH3 Amônia Nitreto de trihidrogênio CO2 Gelo seco Dióxido de carbono sólido NaCl Sal de cozinha Cloreto de sódio N2O Gás do riso Monóxido de dinitrogênio CaCO3 Mármore, giz Carbonato de cálcio CaO Cal viva Óxido de cálcio Ca(OH)2 Cal apagada Hidróxido de cálcio NaHCO3 Fermento Hidrogenocarbonato de sódio Na2CO3 · 10H2O Soda das lavadeiras Deca-hidratado carbonato de sódio MgSO4 · 7H2O Sal de Epsom Hepta-hidratado de sulfato de magnésio Mg(OH)2 Leite de magnésia Hidróxido de magnésio CaSO4 · 2H2O Gesso Di-hidratado sulfato de cálcio 2.8 Introdução aos compostos orgânicos Os compostos orgânicos mais simples são os hidrocarbonetos, os quais con- têm apenas carbono e átomos de hidrogênio. Os hidrocarbonetos são usados como combustíveis para o aquecimento doméstico e industrial, para a geração de eletricidade e alimentação de motores de combustão interna, e como matérias- -primas para a indústria química. Uma classe de hidrocarbonetos é chamada de alcanos. A Tabela 2.8 mostra os nomes, as fórmulas e os modelos moleculares dos primeiros 10 alcanos de cadeia linear, nos quais as cadeias de carbono não têm ramificações. Note que todos os nomes terminam com “ano”. Começando com C5H12, usamos os prefixos gregos da Tabela 2.4 para indicar o número pre- sente de átomos de carbono. A química dos compostos orgânicos é determinada pelos grupos funcio- nais, que consistem em um ou em vários átomos ligados de uma maneira especí- fica. Por exemplo, quando um átomo de H no metano é substituído por um grupo hidroxila (—OH), um grupo amina (—NH2) e um grupo carboxila (—COOH), são geradas as seguintes moléculas: Metanol Metilamina Ácido acético Figura 2.16 CuSO4 · 5H2O (esquerda) é azul; CuSO4 (direita) é branco. CH3NH2 CH3OH CH3COOH Chang_02.indd 65Chang_02.indd 65 03/05/13 11:0903/05/13 11:09 DICA DO PROFESSOR A dica para esta Unidade de Aprendizagem é uma maneira bem simples de nomear os sais partindo do nome do ácido que gera o sal e, ainda, a nomenclatura geral dos ácidos, das bases e dos óxidos. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! EXERCÍCIOS 1) É muito perigoso deixar uma piscina sem tratamento por mais de um mês. A água torna-se um foco de doenças, mesmo para quem não entrar nela. A dengue, por exemplo, é transmitida por um mosquito que se reproduz em águas paradas. Entre os compostos químicos empregados na manutenção de piscinas, encontramos o hipoclorito de cálcio, o sulfato de alumínio e o carbonato de sódio. Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, as fórmulas dos compostos citados: A) CaClO, Al2(SO4)3 e NaCO3. B) Ca(ClO)2 , Al2(SO4)3 e Na2CO3. C) CaClO, Al3(SO4)2 e Na2CO3. D) Ca(ClO)2 , Al2(SO4)3 e NaCO3. E) CaClO, Al2(SO4)3 e Na2CO3. 2) Sobre a nomenclatura das substâncias da reação HNO3(aq)+ KOH(aq) → KNO3(aq)+ H2O(l), é correto afirmar que: A) Trata-se da reação do ácido nítrico com o hidróxido de potássio, produzindo nitrito de potássio e água. B) Trata-se da reação do ácido nitroso com o hidróxido potássico, produzindo nitrato de potássio e água. C) Trata-se da reação do ácido nitroso com o hidróxido de potássio, produzindo nitrito de potássio e água. D) Trata-se da reação do ácido nítrico com o hidróxido de potássio, produzindo nitrato de potássio e água. E) Trata-se da reação do ácido nitroso com o hidróxido de potássio, produzindo nitrito de potássio e água. 3) Entre os cátions abaixo, indique a alternativa em que a valência está INCORRETA: A) K+1 . B) Mg+2. C) Cs+1 . D) Co+3 . E) Na+1. Ácidos são substâncias que liberam somente como íon positivo o cátion hidrogênio (H+1), quando em soluções aquosas. Na prática, o cátion H +1 se combina com uma molécula de água, formando o cátion hidrônio (H3O+ ). Os ácidos considerados os 4) mais fortes são: H2SO4, HNO3, HClO4, HBr, HCl e HI. Os nomes destes ácidos são, respectivamente: A) Ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido cloroso, ácido brômico, ácido clorídrico e ácido iodídrico. B) Ácido sulfuroso, ácido nítrico, ácido perclórico, ácido bromídrico, ácido clorídrico e ácido iodídrico. C) Ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido perclórico, ácido bromídrico, ácido clorídrico e ácido iodídrico. D) Ácido sulfuroso, ácido nítrico, ácido cloroso, ácido brômico, ácido clorídrico e ácido iodídrico. E) Ácido sulfuroso, ácido nítrico, ácido percloroso, ácido brômico, ácido clorídrico e ácido iodídrico. Assinale a alternativa correta em relação à classificação dos compostos em ácido, base, óxido e sal. 5) A) Ácido: III, VI, X. Base: I, V, VII. Óxido: II, IV, VII, IX. B) Ácido: III. Base: I, V, VII. Óxido: II, IV, VII, IX, VI. Sal: X. C) Ácido: III, VI. Base: I, VII. Óxido: II, IV, VII, IX. Sal: V, X. Ácido: III, VI. Base: I, V, VIII. Óxido: II, IV, VII, IX. D) Sal: X. E) Ácido: III, VI. Base: V. Óxido: I, II, IV, VII, VII, IX. Sal: X. NA PRÁTICA Atualmente existem mais de 60 milhões de compostos e, por causa desse númeroelevado, fez-se necessária a criação de regras para nomeá-los. Então, os químicos criaram um sistema para dar nome a essas substâncias. Esse sistema foi chamado de IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada). É um sistema de nomeação de compostos orgânicos e inorgânicos. Assim, os compostos químicos têm a mesma nomenclatura em qualquer parte do mundo. SAIBA MAIS Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Nomenclatura dos compostos orgânicos Como funciona a Regra Geral para a Nomenclatura dos Compostos Orgânicos pela regra da IUPAC. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Nomenclatura de compostos orgânicos e hidrocarbonetos - Química Vídeo disponibilizado pelo canal VIDEOAULA sobre a nomenclatura de compostos orgânicos e hidrocarbonetos. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! International Union of Pure and Applied Chemistry (em inglês) Recomendações sobre Nomenclatura Orgânica e Bioquímica, Símbolos e Terminologia, etc. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
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