GLI ELETTRONI DI VALENZA 1. GLI ELETTRONI DI VALENZA : →DAL GRUPPO 1 AL GRUPPO 18 Usa i numeri del gruppo per determinare il numero degli elettroni di valenza. La cifra delle unità del numero del gruppo corrisponde al numero di elettroni di valenza degli elementi. In altre parole: ● Gruppo 1: 1 elettrone di valenza. ● Gruppo 2: 2 elettroni di valenza. ● Gruppo 13: 3 elettroni di valenza. ● Gruppo 14: 4 elettroni di valenza. ● Gruppo 15: 5 elettroni di valenza. ● Gruppo 16: 6 elettroni di valenza. ● Gruppo 17: 7 elettroni di valenza. ● Gruppo 18: 8 elettroni di valenza – fatta eccezione per l'elio, che ne ha 2. Nel nostro esempio, dato che il carbonio appartiene al gruppo 14, possiede 4 elettroni di valenza. →DAL GRUPPO 3 AL GRUPPO12 Tuttavia, per i metalli di transizione non esiste uno schema logico che puoi seguire; al numero del gruppo può corrispondere un’ampia varietà di numeri di elettroni di valenza. Questi sono: ● Gruppo 3: 3 elettroni di valenza. ● Gruppo 4: da 2 a 4 elettroni di valenza. ● Gruppo 5: da 2 a 5 elettroni di valenza. ● Gruppo 6: da 2 a 6 elettroni di valenza. ● Gruppo 7: da 2 a 7 elettroni di valenza. ● Gruppo 8: da 2 a 3 elettroni di valenza. ● Gruppo 9: da 2 a 3 elettroni di valenza. ● Gruppo 10: da 2 a 3 elettroni di valenza. ● Gruppo 11: da 1 a 2 elettroni di valenza. ● Gruppo 12: 2 elettroni di valenza. Nell’esempio del tantalio, sappiamo che si trova nel gruppo 5, quindi possiede da 2 a 5 elettroni di valenza, in base alla situazione in cui si trova. 2. SIMBOLOGIA DI LEWIS: 3-ELETTRONEGATIVITA’: Come si vede, l'elettronegatività aumenta in un gruppo dal basso verso l'alto e in un periodo da sinistra verso destra: di conseguenza gli elementi più elettronegativi si trovano nell'angolo in alto a destra mentre quelli meno elettronegativi si trovano dalla parte opposta, nell'angolo in basso a sinistra. ● CALCOLO DEL NUMERO DI OSSIDAZIONE: 1. GLI ELETTRONI DI LEGAMI VANNO MESSI ALL’ATOMO PIÙ ELETTRONEGATIVO ( CHE HA SEGNO NEGATIVO ) INVECE L’ATOMO PIÙ ELETTRONEGATIVO VERRA’ CALCOLATO CON LA REGOLA ( E SARA’ CON SEGNO POSITIVO). 2. IL NUMERO DI OSSIDAZIONE DELLE SOSTANZE ELEMENTARI E UGUALE A ZERO ! 3. IL NUMERO DI OSSIDAZIONE DEGLI IONI E UGUALE ALLA LORO CARICA! 4. L’OSSIGENO HA NUMERO D’OSSIDAZIONE UGUALE A -2 TRANNE NEI PEROSSIDI HA NUMERO D’OSSIDAZIONE UGUALE A -1. i perossidi : sono i composti in cui l’ossigeno è presente come composte con legame semplice (O-O) →O2 E viene collegato ad un’altro elemento. 5. L’IDROGENO HA NUMERO D’OSSIDAZIONE +1 TRANNE NEGLI IDRURI HA NUMERO D’OSSIDAZIONE UGUALE A -1. Gli idruri : Gli idruri sono composti binari costituiti da un metallo o non metallo (non appartenente al gruppo degli alogeni) e dall'idrogeno, dove esso assume come numero di ossidazione −1 o + 1, a seconda dell'elemento con cui si trova. 6. NELLA MOLECOLA LA SOMMA ALGEBRICA DI NUMERI D’OSSIDAZIONE DEGLI ATOMI E UGUALE A ZERO, INVECE PER QUANTO RIGUARDA LE MOLECOLE CON CARICHE E UGUALE ALLA LORO CARICA. 7. Altre indicazioni sono: i metalli hanno solo numeri di ossidazione positivi; 8. i non metalli possono avere numeri di ossidazione positivi o negativi; 9. gli elementi del primo gruppo (metalli alcalini) hanno sempre n.o. = +1; 10. gli elementi del secondo gruppo (metalli alcalino-terrosi) hanno sempre n.o. = +2; 11. gli elementi del terzo gruppo hanno sempre n.o. = +3. Gli elementi degli altri gruppi possono avere diversi n.o., per cui vanno calcolati, tranne l’ossigeno (quasi sempre −2) e il fluoro (sempre −1). Ancora da 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. ricordare: i gruppi pari hanno sempre n.o. pari, quelli dispari (tranne l’azoto) sempre dispari; nel quarto gruppo il carbonio ha n.o. = –4, +4 e +2; il silicio –4 e +4; stagno e piombo +4 e +2; nel quinto gruppo l’azoto ha n.o. = –3, +1, +2, +3, +4 e +5; il fosforo –3, +3 e +5; l’antimonio +3 e +5; nel sesto gruppo l’ossigeno ha praticamente sempre –2, lo zolfo ha –2, +4 e +6; nel settimo gruppo il fluoro ha sempre –1; gli altri elementi hanno –1, +1, +3, +5 e +7; Gli elementi di transizione non seguono regole particolari, per cui si rinvia alla tavola periodica o alla tabella dei numeri di ossidazione inserita qui di seguito. NOMENCLATURA DI IUPAC E NOMENCLATURA TRADIZIONALE (RIASSUNTO) REAZIONI IMPORTANTI: 1. Metalli +non Metalli = Sali binari 2. Metalli +Ossigeno = Ossidi basici +Acqua = idrossidi 3. Non Metalli +ossigeno = Ossidi acidi+Acqua = ossiacidi 4. Idrossidi +ossiacidi = sali ternari 5. (Metalli /Non Metalli) + Idrogeno = 1- IDRURI 2- ALTRI COMPOSTI 3- IDRACIDI 6. Idracidi +idrossidi = sali binari. Sali binari 1. Sono sostanze costituite da due elementi e i principali si possono raggruppare in ossidi, idruri, solduri, alogenuri (cloruri, cloruri, bromuri, ioduri). 2. I composti binari in cui l’elemento meno elettronegativo è il metallo sono composti ionici. 3. Se entrambi gli elementi sono non metalli, il legame del composto è di tipo covalente. → 1. 2. 3. 4. NOMENCLATURA DEI COMPOSTI BINARI L’elemento più elettronegativo prende il suffisso -URO. Nel composto gli elementi si scrivono in ordine di elettronegatività. I Numeri d’ossidazione determinano i coefficienti stechiometrici e il rapporto tra gli elementi. Quando l'elemento meno elettronegativo è metallo : NOMENCLATURA TRADIZIONALE Se il metallo forma due composti ( per la diversità del numero di ossidazione) viene aggiunta il suffisso –OSO per indicare il n. di ossidazione più basso, -ICO per indicare il più alto. NOMENCLATURA IUPAC si indica il numero di ossidazione del metallo con i numeri romani. 5. Quando entrambi sono non metalli: I. Se un elemento forma due diversi composti con due numeri di ossidazione diversi, per distinguerli si usa indicare il numero di atomi di ogni elemento con i numeri greci. GLI OSSIDI 1. quasti tutti gli elementi formano composti con l’ossigeno, composti nei quali l’ossigeno possiede un numero di ossidazione uguale a -2. Questi composti vengono classificati in due categorie : ● Composti derivati dai METALLI (ossidi basici) : sono chiamati OSSIDI ed hanno carattere ionico. ● Composti derivati da NON METALLI (ossidi acidi) : sono chiamati ANIDRIDI (+aggettivo derivato dal nome del non metallo) ed hanno carattere covalente. →NOMENCLATURA DEGLI OSSIDI NOMENCLATURA TRADIZIONALE NOMENCLATURA IUPAC GLI IDROSSIDI ● ● IN SEGUITO ALLA REAZIONE CON L’ACQUA GLI OSSIDI BASICI FORMANO IDROSSIDI. Gli idrossidi sono composti ionici contenenti lo ione ossidrile (OH- ). La formula di un idrossido è data dal simbolo dell’elemento e da un numero di gruppi OH pari al numero di ossidazione dell’elemento. →NOMENCLATURA DEGLI IDROSSIDI GLI OSSIACIDI ● Gli ossiacidi sono composti ternari che si formano attraverso una reazione di idratazione delle anidridi. Si ottengono, quindi, facendo reagire un’anidride con n molecole di H2O (n = 1,2,3…). Gli ossiacidi disciolti in acqua danno soluzioni acide. ● La loro formula generale è Ha(Non-Me)bOc con ‘a’, ‘b’ e ‘c’ pedici dell’idrogeno, del non metallo e dell’ossigeno rispettivamente. ● Possono essere suddivisi in monoprotici, diprotici e triprotici a seconda del numero degli atomi di idrogeno nella formula chimica (pedice ‘a’). NOMENCLATURA OSSIACIDI NOMENCLATURA IUPAC NOMENCLATURA TRADIZIONALE acido + prefisso numerico di O + osso + prefisso Non-metallo + radice di non-Metallo + ico + (numero di ossidazione del non-metallo in numeri romani). Il nome degli acidi si ottiene da quello dell'anidride corrispondente, sostituendo il termine "acido" al termine "anidride". 1 – Il non metallo ha due numeri di ossidazione, allora: i) Si sostituisce il termine “anidride” con “acido“ ii) se il suffisso dell’anidride è –ica quello dell’ossiacido diventa –ico ii) se il suffisso dell’anidride è –osa quello dell’ossiacido diventa –oso e per intero: acido + eventuale prefisso + radice non-Metallo + ico o oso. → NOMENCLATURA ALTERNATIVA DI IUPAC prefisso numerico di O + osso + radice di non-Me + ato di + prefisso numerico di H + idrogeno 2 – Il non metallo ha quattro numeri di ossidazione: ● ● ● ● Col n.o più alto dei quattro possibili il nome sarà acido + per + radice non-Metallo + ico se ha il secondo n.o più alto dei quattro possibili il nome sarà acido + radice non-Metallo + ico se ha il penultimo n.o dei quattro possibili il nome sarà acido + radice non-Metallo + oso Col n.o più basso dei quattro possibili il nome sarà acido + ipo + radice non-Metallo + oso ESEMPI GENERALI → Ossiacidi meta, piro, orto Normalmente le anidridi si combinano con una sola molecola di acqua. Le anidridi di alcuni non metalli (P, B, As, Si) si possono combinare invece con più di una molecola di acqua. 1-Se il numero di ossidazione del non metallo è dispari l'anidride corrispondente si può legare con 1, 2 o 3 molecole di acqua e può quindi dare luogo a tre diversi acidi, che vengono distinti (nella nomenclatura tradizionale) mediante i prefissi meta, piro, orto: anidride + 1 H2O → acido meta...... anidride + 2 H2O → acido piro....... anidride + 3 H2O → acido orto....... Se il numero di ossidazione del non metallo è pari (è il caso solo del Silicio) l'anidride corrispondente →OSSIACIDI META, PIRO, ORTO Per quanto riguarda la nomenclatura IUPAC valgono si può legare con 1 o 2 molecole di acqua e può quindi dare luogo a due diversi acidi, che vengono le regole già viste in precedenza. distinti (nella nomenclatura tradizionale) mediante i prefissi meta e orto: anidride + 1 H2O → acido meta...... anidride + 2 H2O → acido orto........ →GLI ACIDI IN ACQUA Gli acidi in acqua si dissociano producendo ioni H+ ed anioni. 1. Se il nome dell’acido termina con il suffisso -ICO il nome dell’anione corrispondente termina con il suffisso -ATO. 2. Se il nome dell’acido termina con il suffisso -OSO il nome dell’anione corrispondente termina con il suffisso -ITO. →Da un acido diprotico (che può cedere due protoni) o poliprotico (che può cedere più protoni) possono derivare più di un anione. GLI IDRURI 1. Idruri sono i composti binari contenenti idrogeno a eccezione dei composti tra idrogeno e gli elementi del VI o del VII gruppo, che prendono il nome di idracidi, perché manifestano carattere acido. 2. In questi composti, l'idrogeno può assumere numero di ossidazione -1 o +1 a seconda dell'elemento a cui è legato.In paticolare quando è legato con elementi aventi elettronegatività maggiore, assume numero di ossidazione +1, mentre quando è legato ad atomi meno elettronegativi, assume numero di ossidazione -1. NOMENCLATURA DEGLI IDRURI NOMENCLATURA TRADIZIONALE ● la denominazione "idruro di" seguito dal nome dell'elemento X NOMENCLATURA IUPAC ● la denominazione “idruro di” seguita dal nome dell'elemento X, utilizzando anche opportuni prefissi che precedono il termine “idruro”. I prefissi dei nomi IUPAC corrispondono ai numeri che compaiono nelle formule (2 = di; 3 = tri; 4 = tetra; 5 = penta; 6 = esa; etc.). GLI IDRACIDI ● Gli idracidi sono i composti che l'idrogeno, sempre con numero di ossidazione +1, forma con elementi del VI o el VII gruppo. L'idrogeno essendo il meno elettronegativo dei due elementi nella formula va scritto per primo. ● Applicando la "Regola dell'incrocio" risulta che la formula generale di un idracido è HnX in cui: X = simbolo chimico dell'elemento del VI o del VII gruppo; n = numero di ossidazione dell'elemento X. NOMENCLATURA TRADIZIONALE ● il termine "acido" seguito dal nome del non metallo terminante con il suffisso -idrico. NOMENCLATURA IUPAC l'utilizzo del suffisso –uro per l'elemento del VI o VII gruppo, seguito dal termine “di idrogeno” (eventualmente con gli opportuni prefissi moltiplicativi).
