FORMULACIÓ I NOMENCLATURA INORGÀNICA I ORGÀNICA.

PRINCIPALS GRUPS FUNCIONALS ORGÀNICS. ISOMERIA. POLÍMERS.

Nivell: Batxillerat

Temporització: una hora setmanal durant dos trimestres.

Formulació Inorgànica Polímers

Formulació Orgànica Isomeria

La nomenclatura i formulació química permet establir una sèrie de normes per tal d’anomenar i escriure correctament els compostos orgànics i inorgànics.

Espero que aquest petit resum de nomenclatura i formulació que hi ha en les següent diapositives serveixi almenys per respondre al final aquesta petita qüestió:

NO és una molècula, Si no.

• NO sí, Si no. c) Ni Si ni NO

• NO no, Si sí. d) Si i NO sí Claudi Mans

COMPOSTOS BINARISCOMPOSTOS BINARIS

En anomenar aquests compostos binaris, s’ha d’indicar primer l’element més electronegatiu modificant el seu nom acabat en –ur i a continuació s’hi afegeix el nom de l’element més electropositiu.

KCl clorur de potassi

H2S sulfur d’hidrogen

La composició estequiomètrica s’indica mitjançant els prefixos: mono, di-, tri-, tetra- ... O bé pel sistema d’Stock indicant entre parèntesi la valència amb què actua l’element,

FeCl3 clorur de ferro (III)

Cl2O7 heptaòxid de diclor

Combinacions binàries de l’hidrogen

• HIDRÀCIDS

Són aquelles combinacions que forma l’hidrogen amb els elements més electronegatius com, F, Cl, Br, I, S, Se, Te...

HF Fluorur d’hidrogen

HBr bromur d’hidrogen

• COMBINACIONS AMB NO METALLS

Aquests compostos s’anomenen a partir de la rel del nom de l’element seguida de sufix –à:

BH3 borà PbH4 plumbà

SiH4 silà GeH4 germà

• COMBINACIONS AMB ELEMENTS METÀL·LICS

L’hidrogen s’uneix amb elements més electropositius:

LiH hidrur de liti CsH hidrur de cesi

Combinacions binàries de l’oxigen

Aquests compostos s’anomenen òxids (on l’oxigen té un nombre d’oxidació negatiu)

Na2O òxid de sodi

CoO òxid de cobalt (II)

L’oxigen també pot actuar com a peròxid (O22-), aquests compostos

s’anomenen i es formulen anàlogament als òxids:

Na2O2 peròxid de sodi

BaO2 peròxid de bari

Combinacions pseudo-binàries

Són aquelles que contenen anions poliatòmics, per exemple els hidròxids (OH-)

LiOH hidròxid de liti

Al(OH)3 hidròxid d’alumini

ÀCIDSÀCIDSSón compostos que en solució donen protons al medi amb formació d’una base conjugada. S’acostuma a classificar-los en dos grups: hidràcids i oxoàcids.

• HIDRÀCIDS

Són combinacions binàries de l’hidrogen que donen lloc a anions amb acabament en –ur:

HCl clorur d’hidrogen o àcid clorhídric

HCN cianur d’hidrogen o àcid cianhídric

• OXOÀCIDS

Són compostos de fòrmula general HnXaOb en què X és generalment un element no metàl·lic.

Per anomenar el oxoàcids s’utilitza el sistema amb terminacions:

Hipo- -ós, -ós, -ic, per- -ic, segons el nombre de valències i quina utilitzi cada element.

HClO4 àcid perclòric HNO3 àcid nítric

HClO àcid hipoclorós H3BO3 àcid bòric

HMnO4 àcid permanganic H2SO4 àcid sulfúric

H2SO3 àcid sulfurós HIO àcid hipoiodós

SALSSALS

Les sals són aquells compostos formats per cations i anions que, formalment, deriven de la reacció entre un àcid i una base. Aquestes sals poden ser derivades d’un hidràcid o bé d’un oxoàcid.

• SALS BINÀRIES

NaCl clorur de sodi

Al2S3 sulfur d’alumini

BaI2 iodur de bari

Per anomenar les sals derivades dels oxoàcids, és a dir, les oxosals s’han de utilitzar els prefixos següents:

àcid oxosal

hipo- -ós hipo- -it

-ós -it

-ic -at

per- -ic per- -at

Exemples: LiClO4 perclorat de liti

Al2(SO4)3 sulfat d’alumini

Ca(NO2)2 nitrit de calci

ALCANSALCANS Són compostos constituïts per carboni i hidrogen, que són de cadena oberta i tenen enllaços simples.

Els compostos s’anomenen utilitzant com a prefixos els numerals grecs que indiquen el nombre d’àtoms de carboni de la cadena,

afegint-hi la terminació –à que s’aplica a tots els alcans.

• Els quatre primers compostos reben els noms següents:

CH4 metà CH3-CH2-CH3 propà

CH3-CH3 età CH3-CH2-CH2-CH3 butà

Fòrmula Nom

C5H12 pent-à

C6H14 hex-à

C7H16 hept-à

C8H18 oct-à

• Els alcans poden perdre un àtom d’hidrogen, llavors es forma un radical. Els radicals derivats dels alcans per pèrdua d’un àtom d’hidrogen

d’un carboni terminal s’anomenen substituint la terminació –à per –il.

Radical Nom

CH3- metil

CH3-CH2- etil

CH3-CH2-CH2- propil

• Com s’anomenen?

2. Es tria com a cadena principal la que tingui el major nombre d’àtoms de carboni.

3. Es numera la cadena escollida d’un extrem a l’altre, de manera que s’assignin els números més baixos als carbonis que tinguin cadenes laterals. Els radicals s’anomenen davant de la cadena principal per ordre alfabètic.

ALQUENSALQUENS Són hidrocarburs que presenten un o més enllaços dobles entre els àtoms de carboni.

Els compostos s’anomenen d’acord amb les normes:

• Es tria la cadena més llarga que conté l’enllaç doble i es substitueix la terminació –à per –è.

• Es numera la cadena a partir de l’extrem més proper al doble enllaç.

• La posició de l’enllaç doble o insaturació es col·loca davant del nom.

CH3-CH=CH-CH2-CH3 2-pentè

• Si hi ha radicals, es pren com a cadena principal la cadena més llarga de les que contenen el doble enllaç. La numeració es fa de manera que l’àtom de carboni amb l’enllaç doble li correspongui el localitzador més baix possible.

• Quan un hidrocarbur conté més d’un enllaç doble, per anomenar-lo s’utilitzen les terminacions: -adiè, -atriè, etc. La cadena es numera assignant als carbonis amb enllaç doble els localitzadors més baixos possible.

CH3-CH=CH-CH=CH-CH2-CH3 2,4-heptadiè

• Si el compost conté radicals, s’anomenen com en els alcans, utilitzant com a cadena principal de l’hidrocarbur la que tingui més enllaços dobles, encara que no sigui la més llarga.

2-etil-3-metil-1,3,4-hexatriè

ALQUINSALQUINS Són hidrocarburs que presenten un o més enllaços triples entre els àtoms de carboni.

• S’anomenen segons les normes:

• Es tria la cadena més llarga de l’hidrocarbur que conté l’enllaç triple i s’utilitza la terminació –í.

• Es numera la cadena a partir de l’extrem més pròxim a l’enllaç triple.

• La localització de l’enllaç s’indica mitjançant el localitzador corresponent.

• Si hi ha radicals, es pren com a cadena principal la cadena més llarga que contingui l’enllaç triple. La numeració es fa de manera que correspongui a l’àtom de carboni amb enllaç triple el localitzador més baix possible.

3-metil-1-butí

• Si en un compost hi ha dos o més enllaços triple, per anomenar-los es fan servir les terminacions –adií, -atrií, etc. La cadena es numera assignant als carbonis amb enllaç triple els localitzadors més baixos possibles.

• Si el compost conté radicals, s’anomenen com en els alcans, escollint com a cadena principal de l’hidrocarbur la que contingui el nombre més gran d’enllaços triples, encara que no sigui la més llarga.

2,7,7-trimetil-3,5-nonadií

3-etil-4-propil-1,3-hexadien-5-í

HIDROCARBURS CÍCLICSHIDROCARBURS CÍCLICSSón hidrocarburs de cadena tancada. Segons si tenen insaturacions o no, es classifiquen en:

• Hidrocarburs monocíclis saturats (cicloalcans)

• Hidrocarburs monocíclics no saturats (cicloalquens i cicloalquins)

CICLOALCANS

Els àtoms de carboni de l’hidrocarbur estan units per enllaços senzills. S’expressen posant el prefix ciclo- davant del nom de l’alcà de cadena oberta amb el mateix nombre d’àtoms de carboni.

ciclopropà ciclobutà ciclohexà

• Els cicloalcans substituïts s’expressen com a derivats dels hidrocarburs cíclics. El cicle es numera de manera que s’assignin els localitzadors més baixos al conjunt de radicals.

1-etil-2-metilciclohexà

CICLOALQUENS I CICLOALQUINS

El cicle es numera assignant els localitzadors més baixos a les insaturacions, prescindint de si són enllaços dobles o triples. En cas d’igualtat s’ha d’optar per la numeració que assigni números més baixos als enllaços dobles.

S’anomenen posant al davant el prefix ciclo- amb la terminació –è o –í.

ciclobutè 1,3,5-ciclooctatriè

HIDROCARBURS AROMÀTICSHIDROCARBURS AROMÀTICS

Són hidrocarburs cíclics que tenen una estreta relació amb el benzè.

• Els compostos aromàtics que tenen substituents s’anomenen posant al davant de la paraula benzè els noms dels radicals.

• Quan hi ha dos substituent, la seva posició relativa s’indica mitjançant els números 1,2; 1,3; 1,4 o mitjançant els prefixos orto (o), meta (m) i para (p), respectivament.

2-etil-1,4-dimetilbenzè etilbenzè

Orto-etilmetilbenzè

HIDROCARBURS HALOGENATSHIDROCARBURS HALOGENATSSón hidrocarburs que contenen àtoms d’halogen a la seva molècula.

S’expressen anteposant el nom de l’halogen (fluoro-, cloro-, bromo-,...) al de l’hidrocarbur corresponent. La posició dels àtoms d’halogen s’indica mitjançant localitzadors.

• Si hi ha enllaços dobles i triples, la cadena es numera de manera que a les insaturacions els corresponguin els localitzadors més petits.

• Quan es tracta de derivats halogenats de cadena ramificada, els halògens es consideren com a radicals i s’indiquen en el lloc que els correspon segons ordre alfabètic.

3-cloro-1,4-hexadiè 1,2-dicloroetàCl

ClCl

D’ara endavant ens trobarem amb els grups funcionals més importants: Alcohols, Fenols, Éters, Aldehids, Cetones, Àcids Carboxílics, Anhídrids, Ésters, Amines, Imines, Nitrils, Amides...

• La cadena principal dels compostos que tinguin un sol grup funcional haurà de contenir aquesta funció. La cadena principal s’haurà de numerar de tal manera que la fita de la funció sigui la més baixa possible.

• Quan un compost tingui més d’un grup funcional caldrà decidir abans quina funció té preferència. L’ordre de preferència, de més “important” a menys és:

1. Àcids carboxílics 7. Cetones

2. Anhídrids 8. Alcohols

3. Ésters 9. Fenols

4. Amides 10. Amines

5. Nitrils 11. Imines

6. Aldehids 12. Éters

Taula de preferències dels grups funcionals

Fòrmula Funció Sufix (si és grup principal)

Prefix (si és substituent)

Àcids oic carboxi

Ésters oat alcoxicarbonil

Amides amida carbamoïl

Aldehids al formil

Cetones ona oxo

R R

O

R OH

O

R H

O

R NH

O

H

R OR'

O

Fòrmula Funció Sufix (si és grup principal)

Prefix (si és substituent)

Nitrils nitril ciano

Alcohols ol hidroxi

Amines amina amino, aza

Éters oxi oxa

CN

OHR

H2CN

H

H

RO

R'

Exemples de compostos amb diferents grups funcionals:

3-butin-1-ol

OH

OH

OH

CH3

4-metil-1,2-difenol

O

H

O

H

propandial

O

2-pentanona

O

OH

OH

3,4-dihidroxi-2-butanona

O

OH

OH

O

OHO

Àcid 3-carboxilhexandioic

O

O

Benzoat d’etil

H2N NH2

1,3-propandiamina

POLÍMERSPOLÍMERSExisteixen dos tipus de polímers, els naturals i els sintètics. Els naturals es treballen a l’àrea de biologia, per tant, a química treballarem els sintètics.

REACCIONS DE POLIMERITZACIÓ

Són processos en els que un gran nombre de molècules petites anomenades monòmers s’uneixen entre sí per formar-ne d’altre molt més grans anomenades polímers. Quan els monòmers pertanyen a la mateixa espècie, la macromolècula resultant es denomina homopolímer; si pertany a dues o més espècies, el resultat és un copolímer.

La polimerització es fa per addició o per condensació, segons el tipus de monòmer reaccionant.

Les molècules d’un alquè poden reaccionar entre elles, en presència d’un catalitzador adequat, i formar una macromol·lècula.

+ +C

C

H H

HH

C

C

H H

HH

C

C

H H

HH

C

H

H

C C

H

H

H

H

C

H

C C

H

H

H

HH

Monòmer

(nom)

Monòmer

(estructura)

Polímer

(nom)

Etilè Polietilè

Propè Polipropilè

Cloroetè Policlorur de vinil (PVC)

Tetrafluoroetè Tefló

CH2

CH2

CH

CH2

H3C

CH

CH2

Cl

C

C

F F

FF

Quan en química parlem de condensació ens referim a una reacció entre dos grups funcionals que comporta la unió de dues molècules amb la pèrdua d’una altra més senzilla com aigua o amoníac.

La reacció de formació d’un éster a partir d’un àcid i d’un alcohol és de condensació.

Les estructures naturals són d’estructura polimèrica. Les fibres sintètiques van sorgir per imitació de les fibres naturals. La formació d’un polímer de condensació té lloc en un procés en cadena, en què les unitats de monòmers es van enllaçant amb els extrems lliures de la cadena.

síntesi del niló

ISOMERIAISOMERIA

Llocs web d’interès relacionats:Llocs web d’interès relacionats:

• http://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/

• http://www.eis.uva.es/~qgintro/nomen/nomen.html

• http://www.quimicaorganica.net/

• http://www2.uah.es/edejesus/resumenes/IEQTE.htm