Ossoanioni e sali: come si nominano

Quando un ossoacido cede uno o più protoni, nasce un ossoanione. Come si chiama? La risposta è più articolata di quanto sembri: esistono nomi tradizionali accettati (-ato/-ito), nomi abbreviati con «idrogeno», nomi idrogeno completi e nomi additivi. Capire quale usare, e perché «idrogenocarbonato» è corretto mentre «bicarbonato» è sconsigliato, richiede qualche minuto di riflessione ben speso.

Vediamo l’architettura del sistema per gli ossoanioni e per i sali corrispondenti, includendo i sali doppi, i sali acidi e le notazioni dei cationi multipli.

Da acido ad anione: la logica della deprotonazione

Ogni ossoacido può cedere da 1 a più protoni, generando una serie di anioni. La terminologia IUPAC ha due strati: il primo è il nome tradizionale dell’anione completamente deprotonato (carbonato CO₃²−, solfato SO₄²−, nitrato NO₃−, fosfato PO₄³−), derivato dall’acido con il suffisso -ato. Il secondo è la nomenclatura degli anioni parzialmente deprotonati, dove IUPAC 2005 stabilisce regole precise.

HCO₃⁻ → idrogencarbonato (abbrev.) | hydrogen(trioxidocarbonate)(1−) (idrogeno) | hydroxidodioxidocarbonate(1−) (additivo)

I nomi abbreviati di IUPAC 8.5: l’eccezione controllata

La sezione IR-8.5 del testo IUPAC elenca un insieme limitato di anioni parzialmente deprotonati per i quali sono accettati nomi abbreviati in una sola parola, senza parentesi né numero di carica: idrogencarbonato (HCO₃−), idrogensolfato (HSO₄−), diidrogensolfato, diidrogenfostato (H₂PO₄−), idrogenfostato (HPO₄²−), idrogensolfito (HSO₃−). Il testo IUPAC specifica che questa lista è da considerarsi esaustiva: non è un’autorizzazione ad aggiungere altri casi analogamente abbreviati.

Chicca critica: IUPAC sconsiglia il prefisso «bi-» (bicarbonato, bisolfato) perché storicamente si riferiva a un raddoppio della formula dell’anione, non alla monoprotone formazione. L’uso di «bi-» può trarre in inganno e viene escluso dalla nomenclatura sistematica moderna.

Il nome additivo degli ossoanioni: -ato e ligandi

Nella nomenclatura additiva, gli anioni poliatomici derivati dagli ossoacidi si nominano come entità di coordinazione con il suffisso -ato sull'atomo centrale. Il nitrato NO₃− diventa trioxidonitrate(1−): tre ligandi ossido attorno al nitrogeno, carica −1 indicata subito dopo. Il carbonato CO₃²− diventa trioxidocarbonate(2−). Il cromato CrO₄²− diventa tetraoxidochromate(2−). La struttura dell'anione è completamente leggibile dal nome senza ricorrere alla memoria.

Questa logica si propaga anche agli ossoanioni condensati: il dicromato Cr₂O₇²− è heptaoxidodichromate(2−). Il perossodisolfato S₂O₈²−, usato come ossidante in molti processi industriali e nei sistemi redox, è m-peroxido-1κO,2κO′-bis(trioxidosulfate)(2−) nella nomenclatura additiva completa. I nomi tradizionali (cromato, dicromato, persolfato) rimangono accettati per uso comune, ma nei contesti SDS il nome additivo assicura l'identificazione univoca.

Sali normali, sali doppi e sali acidi

Un sale normale contiene il catione e l’anione completamente deprotonato: sodio carbonato (Na₂CO₃), calcio solfato (CaSO₄). Un sale acido contiene un anione parzialmente deprotonato: calcio idrogenfosfato (CaHPO₄) che contiene l’anione HPO₄²−. Un sale doppio contiene due cationi diversi: alluminio potassio bis(solfato) dodecaidrato (allume, KAl(SO₄)₂·12H₂O).

La nomenclatura composizionale dei sali segue le stesse regole dei binari: prima il catione (con Stock o numero di carica se necessario), poi l’anione. Quando l’anione si ripete, si usano prefissi moltiplicativi per ligandi semplici («bis», «tris» per anioni poliatomici). Esempio: calcio bis(hydrogencarbonate) per Ca(HCO₃)₂ — il «bis» è necessario perché «dicarbonate» indicherebbe invece un anione diverso.

Il pericolo dei nomi ambigui: TlI₃ e la distinzione strutturale

Il composto TlI₃ è un esempio classico di nome ambiguo se si usa solo la formula bruta. Può essere:

(a) tallium(III) iodide (Tl³⁺ + 3 I³−): nome sistematico «thalium tris(iodide)»
(b) tallium(I) triiodide (Tl⁺ + I₃−): nome sistematico «thallium triiodide(1−)»

I due composti hanno la stessa formula empirica TlI₃ ma strutture, chimica e solubilità diverse. Solo il nome esplicito con il tipo di anione (tre ioduri monoatomici vs un triioduro poliatomico) li distingue. Questo è esattamente il caso che giustifica l’uso del numero di carica sull’anione quando si vuole eliminare ogni ambiguità.

Domande frequenti

Perché IUPAC sconsiglia «bicarbonato» e preferisce «idrogencarbonato»?

Perché il prefisso «bi-» indica storicamente un raddoppio della formula anionare, non la presenza di un protone legato. È un termine semi-storico che può essere interpretato in modo errato. «Idrogencarbonato» (in inglese hydrogencarbonate) è costruito sistematicamente e indica senza ambiguità un anione carbonato con un protone aggiuntivo.

Come si nomina un sale con l’anione parzialmente deprotonato?

Si usa il prefisso «idrogeno» (o «diidrogeno» se ci sono due protoni residui) unito senza spazio al nome dell’anione completamente deprotonato. Poi si elenca il catione prima: sodio idrogencarbonato, calcio diidrogenfostato, ecc. Per i sali con l’anione poliatomico ripetuto si usa «bis»: calcio bis(idrogencarbonato).

Che cosa sono i sali doppi e come si nominano?

I sali doppi contengono due cationi diversi (o più) con lo stesso anione. Si elencano i cationi in ordine alfabetico (in inglese) prima dell’anione. L’allume KAl(SO₄)₂·12H₂O si chiama alluminio potassio bis(solfato) dodecaidrato.

Come si distinguono nella nomenclatura TlI₃ come Tl(III) iodide e Tl(I) triiodide?

Usando il nome dell’anione con precisione: Tl(III) iodide è «thallium tris(iodide)» (tre anioni I³− separati); Tl(I) triiodide è «thallium triiodide(1−)» (un anione I₃− poliatomico). In alternativa il numero di carica sull’anione chiarisce: «thallium(3+) iodide» vs «thallium(1+)(triiodide)».

Quando si usa «bis» al posto di «di» nel nome di un sale?

Quando il nome dell’anione contiene già un prefisso numerico o è poliatomico, per evitare ambiguità. «Bis(solfato)» al posto di «disolfato» (che indicherebbe un diverso anione polimolecolare S₂O₇²−). Regola generale: «di», «tri» ecc. per anioni monoatomici semplici; «bis», «tris» per anioni poliatomici.