Joaquim Sales i Cabré Jaume Vilarrasa i Llorens

Catedràtic de Química Inorgànica Catedràtic de Química OrgánicaUniversitat de Barcelona Universitat de Barcelona

INTRODUCCIÓA LA

NOMENCLATURA QUÍMICA

(INORGÀNICA I ORGÀNICA)

5a edició

Barcelona · Bogotá · Buenos Aires · · México

Titol de l’obra: Introducció a la Nomenclatura Química Inorgànica i Orgànica

Copyright © Joaquim Sales i Cabré, Jaume Vilarrasa i Llorens

Edició en català: © Editorial Reverté, S. A., 2003

ISBN: 978-84-291-7551-6

Propiedad de: EDITORIAL REVERTÉ, S. A. Loreto, 13-15. Local B 08029 Barcelona. ESPAÑA Tel: (34) 93 419 33 36 e-mail: reverte@reverte.com www.reverte.com

Tots els drets són reservats. La reproducció total o parcial d’aquesta obra, per qualsevol mitjà o procediment, incloent-hi la reprografia i el tractament informàtic, queda totalment prohibida, llevat de les excepcionsestablertes per la llei. Així mateix, queda prohibida la distribució d’exemplars mitjançant el lloguer oel préstec públics, la comunicació pública i la transformació de qualsevol part d’aquesta publicació (incloent-hi el disseny de la coberta) sense l’autorització prèvia dels titulars de la propietat intel·lectual i del’Editorial. Infringir els drets descrits pot constituir un delicte contra la propietat intel·lectual (article 270 isegüents del Codi penal). El Centre Espanyol de Drets Reprogràfics (CEDRO) vetlla perquè es respectin elsdrets damunt dits.

# 1.225

Edició en paper:

Edició e-book (PDF): ISBN: 978-84-291-9320-6

V

PRÒLEG A LA CINQUENA EDICIÓ

Des de l’aparició, l’any 1994, de la quarta edició d’aquest llibre, s’han produïtalguns fets destacats en relació als aspectes de formulació i nomenclatura ques'hi tracten. Entre aquests cal citar nous textos i noves versions de publicacionsde la IUPAC, com són: la versió catalana de la Nomenclatura de QuímicaInorgànica,

*

l’anomenat “Llibre Vermell de la IUPAC”; la segona edició,

†

enanglès, de l’anomenat “Llibre Blau de la IUPAC” (Nomenclatura de QuímicaOrgànica); i molt recentment l’aparició de la versió anglesa

‡

de la segona part del“Llibre Vermell”. Aquest darrer llibre, que és un complement de la primera part,s’ocupa de compostos i sistemes inorgànics relativament complicats que presen-ten dificultats especials en la seva nomenclatura, com ara polianions, compostosmodificats isotòpicament, hidrurs de nitrogen, complexos metàl

⋅

lics que conte-nen tetrapirroles com a lligands, compostos intercalats de grafit, compostos ambcadenes i anells, i alguns tipus de polímers inorgànics.

Un altre aspecte important a destacar en el camp de la Química Inorgànica ésl’aprovació definitiva per part de la IUPAC dels noms i els símbols dels sis primerselements transactínids, de nombre atòmic 104 a 109: Rutherfordi (Rf), Dubni (Db),Seaborgi (Sg), Bohri (Bh), Hassi (Hs) i Meitneri (Mt), respectivament. Aquesta apro-vació es produí el mes d’agost de 1997 i només després de llargues discussions, nosempre prou respectuoses, entre la IUPAC i l’American Chemical Society (ACS).L’ACS s’entestà a donar a l’element de nombre atòmic 106 el nom de Seaborgi,com a homenatge al químic nordamericà Glenn T. Seaborg (1912-1999), qui a mésd’aquest element havia sintetitzat altres transurànids i transactínids, quan aquestaproposta contravenia les normes fixades per la IUPAC, que no permeten de donarel nom d’una persona viva a un element.

Els canvis “telemàtics” que han introduït les revistes de revisions

ChemicalAbstracts

i

Beilstein

tampoc no es poden ignorar. Per exemple,

Beilstein

(www.beilstein.com), a més dels bancs de dades

CrossFire Gmelin

i

CrossFireBeilstein

, té un programa (AutoNom) que genera automàticament el nom IUPACd’una molècula orgànica qualsevol a partir del dibuix. La pròpia dinàmica de laquímica i l’activitat de les empreses

Chemical Abstracts

i

Beilstein

han obligat a

* “Nomenclatura de Química Inorgànica. Recomanacions de 1990”. Traducció catalana d’EnricCasassas i Joaquim Sales. Institut d’Estudis Catalans, Barcelona, 1997.

† “A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds. Recommendations 1993”, R. Panico,W. H. Powell and J. C. Richer, Eds., Blackwell, Oxford, 1993.

‡ “Nomenclature of Inorganic Chemistry II. Recommendations 2000”, J. A. McCleverty and N. G.Connelly, Eds., Royal Society of Chemistry, London, 2001.

VI

generar regles de nomenclatura i d’indexació pròpies, cosa que fa que les solucionsque han adoptat i van adoptant s’hagin sempre de considerar.

Tots aquest punts s’han tingut en compte a l’hora d’adaptar aquest text. Peròaixò no s’ha traduït pas en un increment notable del nombre de planes o de lacomplexitat, perquè seguim pensant, com el primer dia, que aquest llibre denomenclatura i formulació química s’ha de mantenir en un nivell introductori,corresponent als cursos de batxillerat i de primer any de les Facultats i EscolesUniversitàries.

Finalment, els autors no volen acabar aquest Pròleg sense un record agraït alDr. Enric Casassas i Simó, traspassat el febrer de 2000, autor de la presentació dela primera edició d’aquest llibre. En el Dr. Casassas s’aplegaven unes grans quali-tats científiques i humanes, difícils d’oblidar per a tots aquells que el tingueren ala vora.

VII

PRÒLEG A LA QUARTA EDICIÓ

Han passat uns deu anys des de la primera edició d’aquest text sobre nomencla-tura química, el primer d’aquestes característiques escrit en català. D’aleshores ençàs’han produït uns quants fets positius: han aparegut d’altres llibres en català sobreterminologia química; ha estat publicada la 2a edició de la Gran Enciclopèdia Cata-lana (1986-89), on la majoria de desavinences que existien entre els diferentsvolums de l’edició anterior han estat corregides i on algunes de les nostres propos-tes simplificadores, com ara la de la “n etimològica”, han estat gairebé sistemàtica-ment aplicades; ha sortit (1989) la traducció catalana

*

de les parts A, B i C del“Llibre Blau” de la IUPAC sobre la nomenclatura de la Química Orgànica; l’Institutd’Estudis Catalans ha aprovat i fet pública

†

la llista definitiva dels noms dels ele-ments químics; s’han editat un parell de llibres

‡

molt interessants sobre el llen-guatge cientificotècnic en català; i s’ha publicat la primera part de la 3a edició deles noves normes de nomenclatura de Química Inorgànica —el “Llibre Vermell” dela IUPAC

**

—, la versió catalana de la qual apareixerà ben aviat.

En la present edició no ens hem limitat a esmenar els petits errors detectats, comes va fer en la 2a edició —la 3a fou, en realitat, una simple reimpressió—, sinó ques’ha retocat tot el text i s’ha reeditat amb ordinador, sotmès a impressió directa, pertal de millorar-ne la qualitat formal tot mantenint el cost al mínim.

La part de Química Inorgànica ha sofert una notable revisió i ampliació. Així,s’han adoptat els principals canvis proposats per la IUPAC, entre els quals s’hand’assenyalar: la numeració correlativa, de l’1 al 18, dels grups d’elements de laTaula Periòdica, posant punt i final a moltes discussions; en la formulació delscompostos de coordinació, els lligands, tant els iònics com els neutres, s’hand’ordenar alfabèticament segons els primers símbols de llurs fórmules, dins decada tipus, i no segons els símbols dels àtoms coordinadors, com es feia fins ara;els prefixos numerals senzills utilitzats en tots els camps de la nomenclaturainorgànica són mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona-, deca-,undeca-, dodeca-, etc., per la qual cosa no han d’emprar-se bi-, ennea- i endeca-,

* “Nomenclatura de Química Orgànica” (Seccions A, B i C. Regles definitives de 1979), IEC-CSIC,Barcelona, 1989.

† “Els noms dels elements químics”, Biblioteca Filològica, XXVII, 61-70, Institut d’Estudis Catalans,Barcelona, 1992.

‡ “Manual de català científic”, C. Riera, Ed. Claret, Barcelona, 1992. “El llenguatge científic i tècnic”,L. Marquet, Ed. Assoc. d’Enginyers Industrials de Catalunya, Barcelona, 1993.

** “Nomenclature of Inorganic Chemistry. Recommendations 1990”, G. J. Leigh, Ed. Blackwell,Oxford, 1990.

VIII

entre d’altres, que es recomanaven en les anteriors edicions. D’altra banda, s’ha deremarcar que si bé es recull la recomanació que el terme

protó

faci referèncianomés a l’ió

1

H

+

isotòpicament pur i que la mescla d’abundància isotòpica naturalrebi el nom d’

hidró

, creiem que la forta i extensa implantació del terme protó enàmbits molt diferents de la Química farà molt difícil que aquesta proposta siguiacceptada i aplicada d’una manera general per la comunitat química internacio-nal. Pel que fa a les addicions fetes, cal destacar el tractament que es fa dels

òxids

i

hidròxids dobles

i de les

sals hidratades

. També s’ha ampliat notablement lapart referent a les nomenclatures sistemàtiques, nomenclatura d’hidrogen inomenclatura àcida, dels oxoàcids, tot i que els oxoàcids més habituals podenanomenar-se i s’han de seguir anomenant pels seus noms trivials. El capítol 6,sobre Compostos de Coordinació, ha estat escrit de nou, amb una ampliació sig-nificativa del tipus de lligands considerats i una de menor pel que fa al tractamentdels complexos polinuclears. Per últim, s’ha afegit un setè capítol, titulat Mis-cel·lània, en el qual es tracta d’una manera elemental la terminologia dels

com-postos organometàl·lics

,

hidrurs de bor

,

compostos d’addició

i alguns aspectesde les

fases sòlides

. El nombre d’exercicis ha augmentat considerablement.

La part de Química Orgànica s’ha incrementat amb tres seccions:

anhídrids

(alcapítol 7),

imines

(al capítol 8) i

nitroso

i

nitroderivats

(també al capítol 8). Elnombre d’exercicis ha crescut, sobretot i com és lògic, en aquests dos darrers capí-tols. A part d’això, s’han afegit o retocat unes quantes notes a peu de pàgina, s’hainclòs un Apèndix i s’han modificat alguns paràgrafs.

Finalment, cal dir que tots aquests canvis i ampliacions s’han portat a termesense oblidar l’objectiu inicial de mantenir el text en un nivell introductori i ente-nedor per a alumnes de COU i dels primers cursos de les Facultats i EscolesUniversitàries amb assignatures de Química dintre el seus plans d’estudi.

IX

PRESENTACIÓ (DE LA PRIMERA EDICIÓ)

La preocupació per les qüestions de nomenclatura ha constituït tostemps unacaracterística dominant de l’activitat dels científics. No solament perquè unanomenclatura inequívoca i precisa és l’eina imprescindible per a fer possible lacomunicació de resultats (observacions, troballes, hipòtesis, teories) que és a labase del progrés de les ciències i òbviament a la base llur transmissió, sinó tambéperquè la nomenclatura és en essència l’eina del pensament científic mateix. Quanel pensament s’afina i vol penetrar fins al moll dels matisos, fins a les essències mésben guardades, cal definir cada paraula amb un rigor i una exactitud extrems, quemai no són prou. Aquesta és una gran part de la feina de la filosofia, ara —o potsersempre—, però ho ha estat també de cadascuna de les ciències.

A voltes la ciència pren mots del llenguatge comú i els dóna noves definicionsadaptades a noves necessitats, a voltes encunya mots nous. (Cal reconèixer que avoltes recorre a l’artifici d’inventar-se noms per suplir una manca de conceptes,noms no susceptibles d’una definició científica; esmentem aquí el mot afinitat,introduït per “explicar” el perquè les substàncies reaccionen). En conjunt, neix unllenguatge especialitzat, moltes vegades completament obscur per al profà; il’aprenentatge de la ciència consisteix en gran part a arribar a dominar plenamentaquest llenguatge, on cada paraula correspon amb precisió a un concepte. Enalguns temps, com els de l’alquímia, per exemple, l’obscuritat d’aquest llenguatgeha estat conreada deliberadament, com un aspecte essencial, per defensar elssecrets del coneixement acumulat davant la curiositat dels no iniciats, que no ensón dignes i en poden fer un mal ús. Les ciències modernes neixen, per contra,d’un esforç vers la claredat, d’un afany ambiciós per a posar ordre al caos. Així, Lin-neus, en el camp de les ciències naturals, classifica i bateja. Així, Bergman intro-dueix al camp de la química la metòdica de Linneus. Així, Lavoisier, que ésconsiderat en molts aspectes el pare de la química moderna degut a diverses con-tribucions seves d’importància cabdal, com la interpretació correcta del procés dela combustió i com la introducció de l’ús sistemàtic d’un mètode quantitatiud’investigació, ho és també per haver establert una primera nomenclatura racionalde la química, en aquell moment la inorgànica, que publicà en 1787 amb Guytonde Morveau, Berthollet i Fourcroy. En el terreny de la química orgànica, no fou finsal Congrés de Ginebra (1898) que hom establí un primer sistema estructurat denomenclatura.

Cal dir que la química no en té prou, amb un conjunt de noms, per a designarels elements i els compostos; per a facilitar la comunicació li cal també un conjuntde fórmules que no solament representa una expressió abreujada del nom d’unasubstància sinó que forneixen també informació suplementària sobre la seva com-posició, la seva magnitud molecular, la seva estructura. Així, els successius intents

X

d’establir una nomenclatura per a la química han estat orientats també en el sentitde fixar un sistema de formulació. Ha estat la Unió Internacional de Química Purai Aplicada (IUPAC) qui, a través de comissions internacionals d’experts, amb con-sultes i interaccions múltiples amb la comunitat científica química i al llarg d’unprocés laboriós, ha arribat a establir, per a la nomenclatura i la formulació de laquímica inorgànica i de la química orgànica, un conjunt de regles coherents i ine-quívoques que han estat acceptades d’un mode general per l’esmentada comuni-tat.

Una selecció encertada de les més fonamentals d’aquestes regles constitueix lamatèria del present volum. És remarcable l’esforç dels autors, que han reeixit a fer-ne una presentació d’una rara qualitat didàctica. És d’agrair aquest esforç, que posaper primera vegada a l’abast dels estudiants joves les parts bàsiques del sistema denomenclatura i de formulació vigent en el món actual de la ciència química, i elsles posa d’una manera rigorosa. Potser no cal comentar que el llibre té la qualitataddicional d’ésser escrit en català, amb la qual cosa contribueix indubtablemental procés en curs de normalització lingüística, tota vegada que facilita la comuni-cació en un dels àmbits científics més actius, el de la química, on el català s’had’incorporar plenament, com a llengua que és també d’expressió científica.

Enric Casassas i Simó

1984

XI

EXTRACTE DEL PRÒLEG A LA PRIMERA EDICIÓ

Aquest llibre és un text d’introducció a la nomenclatura química dirigit alsestudiants de COU i dels primers cursos de les Facultats i Escoles Universitàries.És pensat, doncs, perquè serveixi de complement de cursos generals de Química.Per tal que els alumnes puguin anar comprovant el nivell i avenç dels seus conei-xements, s’hi proposen nombrosos exercicis, ja que entenem que aquesta —i noaprendre’s de memòria les regles— és la millor manera d’iniciar-se en la nomen-clatura química.

Malgrat que aquest és un dels primers textos de Química en català, no s’ha hagutde partir del no-res gràcies a l’existència del “Diccionari General de la Llengua Cata-lana” (DGLC) de Pompeu Fabra, que conté —i contenia ja en la seva primera edicióde 1932— molts mots químics, tot i no ser un diccionari especialitzat,

*

a l’aparicióal llarg dels anys 70 de la “Gran Enciclopèdia Catalana” (GEC), on el nombre decompostos descrits és considerable, i al recentment publicat “Diccionari de laLlengua Catalana” (DLC), que ve a ser un extracte de la GEC i que és també forçacomplet pel que fa a termes científics.

Cal dir, però, que a vegades hi ha divergències entre aquestes obres en lamanera de resoldre un mateix problema terminològic. En aquests casos ens hemdecidit per les expressions que ens semblaven més naturals, sense cap altra pretensió.

El DGLC i la GEC (o el DLC) no són, però, l’única font de consulta pel que fa aqüestions de nomenclatura: s’ha de reconèixer la tasca que, a base d’editar qua-derns amb les paraules més corrents del llenguatge químic, ha desenvolupat laComissió Coordinadora Lexicogràfica de Ciències; una altra empresa importantha estat la traducció de les normes de la IUPAC (

International Union of Pure andApplied Chemistry

) sobre Química Inorgànica (1973) per Enric Casassas, catedràticde Química Analítica, i de les parts A i B de les normes sobre Química Orgànica(1976) pels llavors becaris o col·laboradors del CSIC C. Blanch, J. Casas, X. Guar-dino, A. Messeguer, J. M. Moretó, M. A. Pericàs i P. Solà.

Per acabar, ens plau molt donar les gràcies al Dr. Enric Casassas i Simó, pels seuscomentaris sobre el manuscrit i per la presentació que ens ha fet, al Dr. JoanAlegret i Llorens, del Departament de Literatura Catalana de la Universitat de lesIlles Balears, per haver-se llegit tot el text i per les seves observacions de cairelingüístic, i a Jordi Garcia i Gómez que ens ha fet adonar d’errades que ja no tro-bareu en aquest llibre.

* És raonable de suposar que aquest fet reflecteix en certa manera els coneixements cientificotècnicsde què gaudia P. Fabra, que, com és sabut, va exercir durant molts anys de professor de Química al’Escola d’Enginyers de Bilbao.

XIII

Í

NDEX

Pròleg a la cinquena edició. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VPròleg a la quarta edició . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIIPresentació (de la primera edició) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IXExtracte del pròleg a la primera edició . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XI

1a PART: QUÍMICA INORGÀNICA / J. SALES

Introducció

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1. Símbols i fórmules

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Símbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Grups d’elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Fórmules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

València . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Electronegativitat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Nombre d’oxidació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2. Cations i anions

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Cations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Anions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3. Compostos binaris

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Formulació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Nomenclatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Combinacions binàries de l’hidrogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Hidràcids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Combinacions amb d’altres no-metalls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Combinacions amb elements metàl·lics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Combinacions binàries de l’oxigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

XIV

Combinacions pseudobinàries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Hidròxids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Òxids i hidròxids dobles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4. Àcids

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Hidràcids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Oxoàcids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Peroxoàcids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Tioàcids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Nomenclatura sistemàtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

5. Sals

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Sals àcides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Sals dobles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Sals bàsiques (oxisals i hidroxisals) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Sals hidratades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

6. Compostos de coordinació

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Formulació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Nomenclatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Noms dels lligands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Isomeria geomètrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

7. Miscel·lània

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Compostos organometàl·lics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Hidrurs de bor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Compostos d’addició . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Sòlids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Formes al·lotròpiques d’un element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Polimorfisme en compostos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54No-estequiometria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Solucions dels exercicis

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

XV

2a PART: QUÍMICA ORGÀNICA / J. VILARRASA

Introducció

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

1. Alcans

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Alcans de cadena lineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Alcans ramificats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Grups alquil senzills . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Grups alquil ramificats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Ordre de citació dels substituents alquil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79Elecció de la cadena principal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Quiralitat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Alcans cíclics o cicloalcans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Isomeria cis-trans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

2. Alquens i alquins

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Alquens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

Isomeria cis-trans o Z-E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Alquens cíclics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Alcapoliens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Alquins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95Hidrocarburs amb dobles i triples enllaços . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

Dobles i triples enllaços en les ramificacions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

3. Hidrocarburs aromàtics

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101Nomenclatura d’arens monocíclics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102Noms tradicionals d’alguns arens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

4.

Hidrocarburs halogenats

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107Nomenclatura substitutiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107Nomenclatura funcional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108Noms tradicionals acceptats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109Resum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

Grups característics o funcionals

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

5.

Alcohols, fenols i èters

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Alcohols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

Nomenclatura substitutiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116Nomenclatura funcional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117Noms tradicionals acceptats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117Alcohols que contenen un altre grup característic . . . . . . . . . . . . . . . . 118

Fenols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

XVI

Èters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

6.

Aldehids i cetones

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125Aldehids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125Cetones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

7. Àcids carboxílics, anhídrids i esters

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133Àcids carboxílics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133Anhídrids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Esters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

8. Compostos nitrogenats

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141Amines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141Imines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144Nitrils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145Amides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146Nitroso i nitroderivats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146Exercicis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

Solucions dels exercicis

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

Índex de substàncies

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

Índex general

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

QUÍMICAINORGÀNICA

3

INTRODUCCIÓ

És evident que el problema de comunicar els fets científics és tan antic com lapròpia Ciència i no cal remarcar que en el camp de la Química la qüestió és espe-cialment important. Lavoisier, en el seu transcendental Traité Élemèntaire deChimie, publicat l’any 1789, escriu: “La impossibilitat de separar la nomenclaturade la Ciència i la Ciència de la nomenclatura és deguda al fet que tota ciènciafísica és formada necessàriament de tres parts: el seguit de fets que la constituei-xen, les idees que els descriuen i les paraules que els expressen. La paraula had’originar la idea i aquesta ha de descriure el fet.”

No ha de sorprendre’ns, doncs, que l’interès per la nomenclatura i la formula-ció dels compostos químics sigui fins i tot anterior al naixement de la Químicacom a Ciència. Ja els alquimistes, sens dubte induïts per l’entorn en què treballa-ven, van crear una “formulació” pròpia, que des d’una perspectiva actual, però,no pot qualificar-se de científica (Figura 1). El primer intent científic de formula-ció és degut a Dalton (1776-1844), qui va proposar de representar els elementsmitjançant cercles (Figura 2) i els compostos per agrupació dels elements que elsconstituïen, de manera que es reflectís llur composició. Posteriorment Berzelius(1779-1848) introduí l’ús de les primeres lletres del nom llatí dels elements perrepresentar-los, creant així els símbols moderns que encara s’empren avui dia.

Figura 1. Símbols dels alquimistes

or sofre plata mercuri

aire aigua foc

platí

4 QUÍMICA INORGÀNICA

Tot i aquests intents racionalitzadors, durant la segona meitat del segle XIX ifins ben entrat el segle XX, continuaren emprant-se noms particulars per anome-nar les substàncies químiques més comunes. Així, expressions com àcid muriàtic(HCl) i sublimat corrosiu (HgCl2) no són pas massa antigues. D’altra banda, vageneralitzar-se també el fet d’anomenar les substàncies pel nom dels seus desco-bridors (sal de Mohr, Fe(NH4)2(SO4)2⋅6H2O) o bé pel seu color (clorur luticobàltic,[Co(NH3)6]Cl3).

No és fins l’any 1921, quan es crea la Comissió de Nomenclatura de QuímicaInorgànica de la Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC), ques’emprèn la redacció d’un conjunt de normes que permetin d’unificar arreu delmón la formulació i nomenclatura dels compostos inorgànics. Aquestes reglesforen publicades inicialment l’any 1959, en una edició bilingüe en anglès ifrancès amb el nom de “Regles Definitives de Nomenclatura de QuímicaInorgànica”;* naixia així l’anomenat “Llibre Vermell”. Posteriorment, l’any 1970,

Figura 2. Símbols proposats per Dalton

* “Nomenclatura of Inorganic Chemistry. Definitive Rules”, Butterworths, London, 1959.

hidrogen nitrogen carboni oxigen fòsfor sofre

ferro coure plom plata or mercuri

aigua amoníac monòxidde carboni

diòxidde carboni

metà etè triòxidde sofre

INTRODUCCIÓ 5

la IUPAC publicà una segona edició, ja només en anglès, amb el mateix títol.*

Malgrat el caràcter pretesament definitiu d’aquesta segona edició, la Comissió deNomenclatura de Química Inorgànica de la IUPAC decidí, l’any 1978, fer unarevisió a fons d’aquestes normes i publicar una tercera edició del “Llibre Vermell”,completament nova i presentada també d’una forma nova. Aquesta darrera edicióté un format didàctic i no conté una sèrie de regles numerades, com es feia en lesanteriors edicions, la qual cosa es reflecteix en un elevat nombre d’exemples i enun text més discursiu. Atès que molts dels camps nous de la química són altamentespecialitzats i requereixen tipus de noms complicats, la nova edició apareixeràen diverses parts. La Part I,† apareguda l’any 1990, s’ocupa de les àrees fonamen-tals de la Química Inorgànica, com són les molècules senzilles, els oxoàcids i elsseus derivats, els compostos de coordinació, els compostos de bor i alguns aspec-tes dels sòlids. A la Part II,‡ que ha estat publicada l’any 2001, es tracten sistemesmés especialitzats i complexos que presenten noves dificultats a l’hora de formu-lar-los i anomenar-los, como són, entre d’altres, polianions, hidrurs de nitrogen,complexos metàl·lics que contenen tetrapirroles com a lligands, compostos ambcadenes i anells, compostos intercalats de grafit, compostos modificats isotòpica-ment i alguns tipos de polímers inorgànics. Les parts següents tractaran també,d’altres camps especialitzats de la Química Inorgànica. Encara que la pròpiaComissió manifesta la seva esperança que passaran molts anys fins que siguinecessària una altra revisió de les Normes, fixeu-vos que aquesta darrera edicióporta el prudent subtítol de “Recomanacions”.

L’objectiu últim d’aquestes normes és el de descriure la composició i l’estruc-tura dels compostos, i això implica òbviament una complicació en la nomencla-tura i la formulació que sovint resulta excessiva. Com ja s’ha fet notar, no hi hamillor manera de “caracteritzar” una persona que pel número del seu passaport,però alhora no deixa de ser la forma més freda i artificial de fer-ho; en aquestsentit, hem de coincidir que en moltes ocasions un nom trivial pot ser molt mésútil. Cal tenir present, doncs, que si bé les regles proposades per la IUPAC han deprendre’s com la manera d’anomenar i formular “correctament” qualsevolsubstància química, com tota norma tenen un valor relatiu i només un consensde la comunitat científica internacional pot donar de fet el caràcter de “correcte”a un sistema de nomenclatura i formulació.

El present llibre, en la seva part d’Inorgànica, tracta de la formulació i lanomenclatura dels compostos més senzills, com són les combinacions binàries,els oxoàcids i les oxosals, i en menor extensió dels compostos de coordinació. Enel capítol 7, Miscel·lània, es fa una introducció als compostos organometàl·lics,als hidrurs de bor, als compostos d’addició i a alguns aspectes relacionats amb lesfases sòlides. Així doncs, altres àrees extenses i importants de la Química

* “Nomenclature of Inorganic Chemistry. Definitive Rules 1970”, Butterworths, London, 1971.

† “Nomenclature of Inorganic Chemistry. Recommendations 1990”, G. J. Leigh, Ed., Blackwell,Oxford, 1990. Es disposa de la versió catalana d’Enric Casassas i Joaquim Sales, “Nomenclatura deQuímica Inorgànica. Recomanacions de 1990”. Institut d’Estudis Catalans, Barcelona, 1997.

‡ “Nomenclature of Inorganic Chemistry II. Recommendations 2000”, J. A. McCleverty and N.G.Connelly, Eds., Royal Society of Chemistry, 2001.

6 QUÍMICA INORGÀNICA

Inorgànica en resten excloses. Entre aquestes cal assenyalar: a) compostos modi-ficats isotòpicament; b) àcids homo- i heteropolinuclears i els corresponents deri-vats aniònics; c) compostos moleculars neutres, lineals i cíclics, derivatsd’elements dels grups 14, 15 i 16, com silans, germans, estannans, fosfans, arsans,sulfans, etc.; d) aspectes relacionats amb l’esteroquímica —símbol del políedre,índex de configuració, conveni κ per als complexos quelats, símbols de quirali-tat— dels compostos de coordinació mono- i polinuclears; e) compostos organo-metàl·lics amb grups orgànics insaturats; f) borans neutres i aniònics, i derivatscom carbaborans, azaborans, metal·laborans, etc.; g) aspectes de les fases sòlidescom ara defectes puntuals, polimorfisme, macles, etc.; h) tot l’immens camp delspolímers.

A l’espera de les noves parts de l’última edició del “Llibre Vermell”, la revistaoficial de la IUPAC, Pure and Applied Chemistry, publica regularment propostes idocuments sobre la nomenclatura i formulació dels temes aquí apuntats.