Nomenclature des Composés Chimiques

1. Formules des composés

a) Composés binaires ioniques

• Formés de deux types d'atomes avec une grande différence d'électronégativité (souvent un métal et un non-métal).
• Formule écrite dans l'ordre cation-anion.
• Exemples : CuCl₂, MgO, Fe₃O₄, Cu₂S.

b) Composés binaires moléculaires

• Constitués de deux types d'atomes avec une faible différence d'électronégativité, liés par une liaison covalente.
• Formule écrite en mettant d'abord l'élément le moins électronégatif.
• Exemples : PCl₃, N₂O₅, OF₂, Cl₂O.
• Exceptions : certains composés organiques ou inorganiques comme NH₃, PH₃, alcanes, alcynes, alcènes.

c) Composés contenant plus de deux éléments

• Peuvent être ioniques ou moléculaires.

• Cas des composés acides : la formule commence par les hydrogènes acides.
• Exemples : HClO, H₂C₂O₄, H₂SO₄, HNO₃.

À retenir : La formule d’un composé ionique s’écrit toujours cation-anion, tandis que pour un composé moléculaire, on place d’abord l’élément le moins électronégatif ou l’élément central.

1. Nomenclature des composés simples

a) Règles générales pour les composés binaires

• Nom du composé : on place en premier le nom de l'élément le plus électronégatif avec la terminaison -ure, suivi de l'élément le plus électropositif.
• Pour les composés ioniques, on ne tient pas compte des coefficients multiplicatifs dans la nomenclature.

Si le métal a plusieurs degrés d'oxydation, on précise celui-ci en chiffre romain après le nom du métal, ou avec les suffixes -eux (plus petit degré) et -ique (plus grand degré).

b) Composés binaires non métalliques

• On indique les préfixes numériques (di-, tri-, tétra-, penta-, ...) pour le nombre d’atomes de chaque élément.
• Le plus électronégatif garde la terminaison -ure.

2. Cas des oxydes

• L’oxygène a un degré d’oxydation fixe de –2 et forme l’ion oxyde $O^{2-}$.
• La nomenclature dépend de la nature de l’autre élément (métallique ou non métallique).

a) Oxydes métalliques (XO)

• Nom : oxyde de [métal].
• Si le métal a plusieurs degrés d’oxydation, on précise en chiffre romain.
• Le nombre d’atomes n’est pas indiqué.

b) Oxydes non métalliques (XO)

• Nom : oxyde de [élément] avec préfixes numériques pour indiquer le nombre d’atomes.

Les oxydes de non-métaux qui forment des acides en présence d’eau sont appelés anhydrides.

Exemple :

$$N_2O_5 + H_2O \rightarrow 2HNO_3$$

$pentaoxyde\ de\ diazote$ ou $anhydride\ nitrique$.

3. Cas des hydroxydes

• Résultent de la réaction :

$$oxyde\ de\ métal + eau \rightarrow hydroxyde$$

• Contiennent des ions $OH^-$.
• Nom : on remplace oxyde par hydroxyde dans la nomenclature des oxydes.

Pour nommer un hydroxyde, on suit les mêmes règles que pour les oxydes métalliques, en remplaçant « oxyde » par « hydroxyde ».

1. Hydracides (acides non oxygénés)

• Formule générale : $H_nX$ avec $X$ un non-métal.
• Résultent de l'addition de gaz hydrogène sur un non-métal.

Nomenclature selon l’état :

• Exemple particulier : $HCN$ est un hydracide nommé acide cyanhydrique.

2. Oxacides (acides oxygénés)

• Formule générale : $H_nXO_m$ avec $X$ un non-métal.
• Résultent de l’addition d’oxyde de non-métal et d’eau.
• Contiennent des groupements hydroxyle (-OH).

a) Oxacides mononucléaires

• Un seul élément central non métallique.
• La nomenclature dépend du degré d’oxydation (d.o.) de $X$ :

Exemples classiques :

b) Cas particuliers de la nomenclature

• Tautomérie (notamment pour $P$ et $As$ avec d.o. +3 ou +1) : présence d’un doublet libre sur l’élément central qui forme une double liaison avec un oxygène, stabilisant la forme tautomère.

• Pour ces cas, on utilise des suffixes spécifiques :

• Exemple :

  • $H_3AsO_3$ : acide arsenieux
  • $HAsO(OH)_2$ : acide arsonique

• Pour l’azote, pas de tautomérie, mais certains oxacides sont dimères (ex. acide hyponitreux).

• Certains oxacides du groupe VIA (S, Se) peuvent aussi subir la tautomérie.

c) Oxacides des métaux de transition (groupes VIB et VIIB)

• Groupes VIB : Cr, Mo, W
  Exemples :

  • $H_2CrO_4$ : acide chromique
  • $H_2MoO_4$ : acide molydique
  • $H_2WO_4$ : acide tungstique

• Groupes VIIB : Mn, Tc, Re
  Exemples :

  • $HMnO_4$ : acide permanganique
  • $HTcO_4$ : acide pertechnétique
  • $HRhO_4$ : acide perrhénique

• Ces oxacides sont souvent instables, présents sous forme de sels ou oxydes.

• États d’oxydation du manganèse dans ses composés :

d) Préfixes ortho et méta

• Ortho : oxacide avec un maximum de molécules d’eau sans changer le degré d’oxydation.

• Méthode :

  • Ortho : addition d’eau
  • Méta : élimination d’eau sans changer le d.o.

e) Oxacides mononucléaires substitués

• Substitution d’atomes $-OH$ par d’autres groupes, avec préfixes spécifiques :

• Nomenclature :
  "Acide" + substituants (ordre alphabétique, avec préfixes multiplicatifs) + nom de l’acide en -ique ou -eux.

Exemples :

• $HPC(NH_2)O_2$ : acide aminochlorophosphorique
• $HAsBr_2O_2$ : acide dibromoarsénique
• $H_2I(NH_2)_3O_3$ : acide triaminopériodique
• $H_2Se(NH)O_3$ : acide iminosélénique
• $HNSO_2$ : acide thionitrique
• $H_2CS_3$ : acide trithiocarbonique
• $HSBrO_3$ : acide bromosulfurique
• $H_2AsClO_3$ : acide monochloroarsénique

f) Substitution par groupements alkyl ou aryl

• Hydrogènes non acides peuvent être remplacés par des groupements alkyl (Me, Et, Pr) ou aryl (Ph).

• Nomenclature similaire à celle des substituants.

Exemples :

Exemple : $PhSO_3H$ = acide phénylsulfonique

g) Substitution totale des groupements hydroxyle

• Tous les $-OH$ remplacés par substituants.

• Nomenclature : suffixe -ure ajouté au nom du substituant + nom de l’acide conservé.

• Préfixes numériques précisent le nombre de substituants.

Exemples :

• Variante : suffixe -ure au substituant + suffixe -yl à l’acide en -ique.

Exemple :

• $POCl_3$ : trichlorure de phosphoryl

• $NO_2Br$ : bromure de nitryl

• Si un substituant est présent plusieurs fois et contient un préfixe numérique, on utilise bis, tris, t... suivi d’un trait d’union.

Exemple :

• $PO(NMe_2)_3$ : tris-(diméthylamidure) phosphorique

À retenir :
La nomenclature des acides dépend de leur nature (hydracide ou oxacide), de l’état physique, du degré d’oxydation du non-métal central, et des substitutions éventuelles sur les groupements hydroxyle. Les suffixes et préfixes (ique, eux, per-, hypo-, ortho-, méta-, amino-, thio-, etc.) permettent de préciser la structure et la composition exacte de l’acide.

1. Nomenclature des oxacides homodinucléaires

Les oxacides homodinucléaires résultent de la condensation de deux molécules d'oxacide mononucléaire avec élimination de $H_2$, $H_2O$ ou $H_2O_2$.

2. Condensation avec élimination d'eau ($H_2O$)

• Le nom s'obtient en ajoutant le préfixe di- au nom de l'oxacide initial.

• Exemple :

  $$H_3PO_4 + H_3PO_4 \rightarrow H_2O + H_4P_2O_7 \quad \text{acide diphosphorique}$$ $$H_2SO_4 + H_2SO_4 \rightarrow H_2O + H_2S_2O_7 \quad \text{acide disulfurique}$$

• Remarques :

  • Le préfixe pyro- était utilisé autrefois à la place de di-.
  • Le préfixe μ-oxodi- souligne la présence d’un atome d’oxygène pontant entre les deux atomes centraux.
  • Ces composés ont un atome d’oxygène entre les deux éléments centraux.

• Polymères : on utilise les préfixes multiplicatifs tri-, tétra-... selon le nombre d’unités.
  Exemple : $H_5P_3O_{10}$ = acide triphosphorique.

• Oxacides cycliques : on ajoute cyclo suivi du préfixe numérique indiquant le nombre d’unités.
  Exemples :

  • $H_3P_3O_9$ : acide cyclotrimétaphosphorique
  • $H_3B_3O_6$ : acide cyclotrimétaborique
  • $H_6P_6O_{18}$ : acide cyclohexamétaphosphorique

3. Condensation avec élimination de peroxyde d'hydrogène ($H_2O_2$)

• Le nom s’obtient en ajoutant le préfixe hypodi- au nom de l’oxacide.

• Exemple :

  $$H_3PO_4 + H_3PO_4 \rightarrow H_2O_2 + H_4P_2O_6 \quad \text{acide hypodiphosphorique}$$ $$H_2SO_4 + H_2SO_4 \rightarrow H_2O_2 + H_2S_2O_6 \quad \text{acide hypodisulfurique}$$

• Remarques :

  • Ces composés présentent une liaison directe entre les deux éléments centraux.
  • Le degré d’oxydation de l’élément central diminue d’une unité par rapport à l’oxacide initial.

4. Condensation avec élimination d’hydrogène ($H_2$) : formation de peroxydes

• Le nom s’obtient en ajoutant le préfixe μ-peroxodi- au nom de l’oxacide.

• Exemple :

  • $H_2S_2O_8$ : acide μ-peroxodisulfurique
  • $H_4P_2O_8$ : acide μ-peroxodiphosphorique

• Remarques :

  • Ces composés contiennent des liaisons peroxyde $(-O-O-)$ entre les atomes centraux.
  • Dans les oxacides mononucléaires, on utilise les préfixes peroxo- ou peroxomono- si le préfixe di- existe.
  • Exemples :
    • $H_2SO_5$ : acide peroxomonosulf
    • $HNO_4$ : acide peroxonitrique

5. Condensation dissymétrique

• Lorsque les deux oxacides condensés sont différents, on précise les degrés d’oxydation des éléments centraux entre parenthèses.

• Exemple :

  $$\begin{cases} H_3PO_4 + H_3PO_3 \rightarrow H_2O + H_4P_2O_6 & \text{acide diphosphorique (V, III)} \\ H_3PO_4 + H_3PO_3 \rightarrow H_2O_2 + H_4P_2O_5 & \text{acide hypodiphosphorique (IV, II)} \end{cases}$$

• Remarque :

  • Existence d’oxacides polythioniques avec liaisons $-(S-S)-$ :
    • Acides polythioniques : $H_2S_nO_6$
    • Acides polythioneux : $H_2S_nO_4$
  • Exemples :
    • $H_2S_2O_6$ : acide dithionique
    • $H_2S_4O_6$ : acide tétrathionique
    • $H_2S_2O_4$ : acide dithioneux
    • $H_2S_3O_6$ : acide trithioneux

6. Oxacides homodinucléaires substitués

• Les règles de substitution sont identiques à celles des oxacides homonucléaires substitués.
• Exemples :
  • $H_2P_2O_5Cl_2$ : acide dichlorodiphosphorique ou acide bis(chlorophosphorique)
  • $HS_2O_7Cl$ : acide μ-peroxochlorodiphosphorique
  • $P_2O_2Cl_4$ : tétrachlorure diphosphorique ou tétrachlorure de diphosphoryl
  • $S_4O_4Cl_2$ : dichlorure tétrathionique ou dichlorure de tétrathionyl

À retenir :
La nomenclature des oxacides homodinucléaires repose sur le type de molécule éliminée lors de la condensation (eau, peroxyde d’hydrogène ou hydrogène) et utilise des préfixes spécifiques (di-, hypodi-, μ-peroxodi-) pour indiquer la nature du composé formé.

1. Sels neutres

La nomenclature dépend de la nature de l'acide d'origine.

2. Sels acides

• Formés par réaction incomplète entre un polyacide et une base.
• On ajoute le préfixe hydrogéno- au nom du sel neutre.
• Si plusieurs hydrogènes acides sont présents, on utilise les préfixes numériques mono-, di-, ...

Exemples :

3. Cas particuliers

• Oxacides polynucléaires : nommés comme les oxacides mononucléaires.
• Peroxoacides : le nom du sel porte le préfixe peroxy-.

Exemples :

• Métaux à plusieurs états d'oxydation : on précise l'état d'oxydation en chiffres romains ou par suffixes -eux (-I) et -ique (-II).

Exemples :

• Éléments des groupes VIIA ou VIIb : utilisation des préfixes per-, hypo- et des suffixes -ate, -ite selon le degré d'oxydation.

• Sels hydratés : on ajoute à la fin du nom le nombre d'eau avec les préfixes numériques suivis de hydraté.

Exemples :

À retenir : La terminaison de l'anion dépend de l'acide d'origine (hydrique → -ure, oxacide -ique → -ate, oxacide -eux → -ite) et les sels acides s'identifient par le préfixe hydrogéno-.