CHIMICA, LEZIONE #5

CHIMICA, LEZIONE #5
Composti binari:
-idruri e ossidi
Nei composti binari uno dei due elementi è un metallo, che reagisce con
idrogeno o ossigeno:
Metallo (M)
H2
O2
Idruri
Ossidi
(comportamento basico)
(MH)
(MO)
Negli idruri si scrive la formula generale M H per poi bilanciare la
molecola.
Ad esempio:
Li + H2 → Li H
Scritta la reazione generale, dobbiamo bilanciare prima la molecola e poi la
reazione.
In questo caso l'idrogeno ha numero di ossidazione -1, il litio, essendo un
metallo alcalino, ha solo il numero di ossidazione +1, quindi la molecola
risulta già bilanciata. Per bilanciare la reazione, inseriamo i seguenti
coefficienti stechiometrici, ottenendo:
2 Li + H2 → 2 Li H
Questa molecola si chiamerà, secondo le diverse nomenclature:
Tradizionale
IUPAC
Stock
Idruro di litio
Idruro di litio
Idruro di litio
Un altro esempio:
Ca + H2 →Ca H2
Nella molecola l'idrogeno ha numero di ossidazione -1, preso due volte; il
calcio è un metallo alcalino-terroso, quindi, ha solo numero di ossidazione
+2. La molecola risulta bilanciata. Così come la reazione. Questo composto
si chiamerà:
Tradizionale
IUPAC
Stock
Idruro di calcio
Diidruro di calcio
Idruro di calcio
Prendiamo ora il ferro e lo facciamo reagire con idrogeno.
Poiché il ferro ha due numeri di ossidazione, avremo due idruri:
Fe + H2 →Fe H2
2 Fe + 3 H2 →2 Fe H3
n.o. +2
n.o. +3
Questi composti si chiameranno rispettivamente:
Tradizionale
IUPAC
Stock
Idruro ferroso
Diidruro di ferro
Idruro di ferro (II)
Idruro ferrico
Triidruro di ferro
Idruro di ferro (III)
Come è possibile vedere dall'esempio, quando abbiamo due numeri di
ossidazione, si usa la desinenza -oso per il numero di ossidazione minore e
-ico per quello maggiore.
Esistono alcuni non metalli che si legano all'idrogeno come i metalli
appena considerati. I composti derivanti si dicono idruri covalenti e sono:
CH4, NH3, SiH4, PH3, AsH3.
Gli ossidi sono, invece, le molecole che si formano a partire da un metallo
che reagisce con ossigeno. Essi hanno un comportamento basico. La
formula generale è: M O
Prendiamo, come prima, il litio:
Li + O2 → Li2O
Il litio ha n.o. +1, l'ossigeno -2. Si invertono i valori assoluti dei numeri di
ossidazione, ponendoli come pedici. Ora bilanciamo la reazione:
4 Li + O2 → 2 Li2O
Nomenclatura:
Tradizionale
IUPAC
Stock
Ossido di litio
Monossido di litio
Ossido di litio
Ancora come in precedenza, vediamo il ferro. Il ferro ha due numeri di
ossidazione, quindi otterremo due composti:
2 Fe + O2 → 2 Fe O
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3
Vediamo i loro nomi:
- idracidi e anidridi
Tradizionale
IUPAC
Stock
Ossido ferroso
Monossido di ferro
Ossido di ferro (II)
Ossido ferrico
Triossido di diferro
Ossido di ferro (III)
Se invece di un metallo facciamo reagire un non-metallo X con idrogeno e
ossigeno, otteniamo gli idracidi e le anidridi.
Gli idracidi, che si ottengono da non-metalli e idrogeno, hanno formula
generale H X. Come si può capire dal nome, questi sono composti acidi.
Vediamo ad esempio il cloro.
Cl2 + H2 → 2 H Cl
Vediamo i nomi. Nella nomenclatura tradizionale si usa la dicitura “acido”
con il nome del non-metallo seguito dalla desinenza -idrico. Nella IUPAC
si pone il suffisso -uro al nome del non-metallo.
Tradizionale
IUPAC
Acido cloridrico
Cloruro di idrogeno
Vediamo lo zolfo:
S8 + 8 H2 → 8 H2 S
Tradizionale
Acido solfidrico
IUPAC
Solfuro di diidrogeno
Eccezioni: HCN , acido cianidrico
Le anidridi (o ossidi acidi) si formano da un metallo che reagisce con
l'ossigeno. La più famosa è certamente:
C + O2 → CO2 , che prende il nome di anidride carbonica, o diossido di
carbonio. Questo quando il numero di ossidazione del carbonio è +4. Se
esso è +2 si ottiene:
2C + O2 → CO che non è una anidride, ma viene chiamata monossido di
carbonio ed ha un comportamento non ossido-acido.
In modo analogo, possiamo ottenere:
2 N2 + 3 O2→ 2N2O3 , quando l'azoto ha n. o. + 3, quindi otteniamo
anidride nitrosa, o triossido di azoto.
2 N2 + 5 O2→ 2N2O5 , se il numero di ossidazione dell'azoto è 5. In
questo caso otteniamo l'anidride nitrica, o pentossido di azoto.
Prendiamo l'esempio delle anidridi del cloro, per esemplificare la
nomenclatura del gruppo alogeno.
n.o. +1
2 Cl2 + O2 → 2 Cl2O
Anidride
Monossido di
ipoclorosa
dicloro
n.o. +3
2 Cl2 + 3 O2 → 2 Cl2O3
Anidride
clorosa
Triossido di
dicloro
n.o. +5
2 Cl2 + 5 O2 → 2 Cl2O5
Anidride
clorica
Pentossido di
dicloro
n.o. +7
2 Cl2 + 7 O2 → 2 Cl2O7
Anidride
perclorica
Eptossido di
dicloro
Questa nomenclatura, ricordiamolo, è valida per tutti gli alogeni.
Composti ternari
I composti ternari si formano a partire da ossidi e anidridi, i quali si fanno
reagire con acqua. Otteniamo infine:
Ossido + H2O → Idrossido (M O H)
Anidride + H2O →Ossiacidi (H X O)
Negli idrossidi dobbiamo prestare particolare attenzione nella formazione:
seguendo la formula generale, scriviamo il metallo e poi il gruppo -OH.
Questo gruppo deve essere considerato nella sua interezza. Avrà quindi
numero di ossidazione -1, il quale andrà bilanciato con il metallo.
Esempi:
Li2O + H2O → 2 Li (OH)
Idrossido di litio
Monoidrossido di litio
CaO + H2O → Ca(OH)2
Idrossido di calcio
Diidrossido di calcio
FeO + H2O → Fe(OH)2
Idrossido ferroso
Diidrossido di ferro
Fe2O3 + 3H2O → 2Fe(OH)3 Idrossido ferrico
Triidrossido di ferro
Per gli ossiacidi, invece, si somma semplicemente il numero di atomi
reagenti e si scrivono i pedici, seguendo la formula generale H X O.
CO2 + H2O →H2CO3
Acido carbonico Triossocarbonato di
diidrogeno
N2O3 + H2O →2HNO2 Acido nitroso
Diossonitrato (III) di idrogeno
N2O5 + H2O →2HNO3 Acido nitrico
Triossonitrato (V) di idrogeno
SO2 + H2O →H2SO3
Acido solforoso
Triossosolfato (IV) di
diidrogeno
SO3 + H2O →H2SO4
Acido solforico
Tetrossosolfato (VI) di
diidrogeno
Cl2O + H2O → 2HClO Acido ipocloroso Monoossoclorato di idrogeno