proprietà chimiche e reattività delle sostanze. metalli e non metalli le proprietà degli elementi...
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Proprietà chimiche e reattività delle sostanze
Metalli e non metalli
• Le proprietà degli elementi dipendono dalla loro struttura elettronica
• La Tavola Periodica degli elementi raggruppa quelli che hanno proprietà simili
Tavola Periodica
Numero di ossidazione
• Nei composti ionici binari il n. di ossidazione corrisponde alla carica: NaCl, CaO, AlCl3,
• Nelle sostanze elementari è zero
• Per tutti gli altri composti bisogna conoscere la struttura
Regole empiriche per i n.o.
• Gli elementi sottoindicati hanno n.o. unico nei composti: Li, Na, K, Rb, Cs= +1: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Cd, Zn= +2; B, Al=+3; F= -1; H= +1, eccetto che in certi idruri; O= -2 eccetto nei perossidi -1
• Tutti gli altri hanno n.o. variabile tra un valore massimo positivo uguale al n del gruppo se è minore uguale a 8 o diminuito di 10 se è superiore a 10 e un valore minimo negativo uguale a n-18 (per n>14)
• La somma dei numeri di ossidazione degli elementi è uguale alla carica della molecola
N.O. di…?
Azoto in HNO3? 1.(+1)-1.(x)+3.(-2)=0; x= +5
Fosforo in H4P2O7? 4.(+1)+2.(x)+7*(-2)=0; x= +5
Zolfo in HSO4-? 1.(+1)+1.(x)+4.(-2)=-1; x= +6
N.O più comuni degli elementi tipici1 2 13 14 15 16
17
Li Be B C N O F
+1 +2 +3 +4,-4 +5,+3,-3 -2,-1 -1
Na Mg Al Si P S Cl
+1 +2 +3 +4(-4) +5,+3,+1,-3 +6,+4,-2 -1,+5,+7,
+1,+3,+4
K Ca Ge As Se Br
+1 +2 +4 +5,+3,-3 +6,+4,-2 -1,+5,+1
Rb Sr Sn Sb Te I
+1 +2 +4,+2 +5,+3,-3 +6,+4,-2 -1,+5,+7
+3,+1
Cs Ba Pb Bi
+1 +2 +2,+4 +3,+5,-5
Altri N.O.
Cr: +2,+3,+6 Mn: +2,+4,+6,+7
Fe: +2,+3 Co: +2
Ni: +2 Cu: +2,+1
Ag: +1 Pt: +2,+4
Au: +1,+3 Hg: +2,+1
Composti binari: ossidiEOn/2 per n pari E2On per n dispari
In generale EkOm
m prefisso
1 mono-ossido
2 di-
3 tri-
4 tetra-
5 penta-
6 esa-
10 deca-
k prefisso
1 (mono)-elemento
2 di-
4 tetra-
Ossidi speciali
CO2: anidride carbonica N2O: protossido di azoto
N2O3: anidride nitrosa N2O5: anidride nitrica
P4O6: anidride fosforosa P4O10: anidride fosforica
As2O3: anidride arseniosa
Alogenuri
Fluoruro
Cloruro EXn dove n è il n.o. di E
Bromuro
Ioduro
I composti con ossigeno sono classificati come ossidi, eccetto il fluoruro
I composti con idrogeno in soluzione danno acidi alogenidrici
Idruri
17 gruppo: HX, alogenuri di idrogeno o acidi alogenidrici
16 gruppo: H2S solfuro di idrogeno o acido solfidrico
15 gruppo: EH3, E= N ammoniaca; E=P fosfina; E= As arsina; E= Sb stibina; E= Bi bismutina
14 gruppo: con carbonio parecchie classi di idrocarburi
Idrossidi
Composti che si formano in teoria dalla reazione di ossidi metallici con acqua
E(OH)n
con n uguale al numero di ossidazione di E. Si scindono in En+ e n OH-
Na(OH), Ca(OH)2 (calce spenta), Al(OH)3
Ossiacidi Gli ossiacidi si ottengono in teoria trattando gli ossidi dei non metalli con acqua
HxEyOz
Gli idrogeni possono essere eliminati come H+ dando luogo ad anioni
Il nome sistematico è: acido z-osso-elementico(n.o.). Esempio H2SO4 acido tetraossosolforico(VI)
Alcuni ossiacidi
Formula Nome Protoni cedibili
H3BO3 borico 3
HBO3 metaborico 1
H2CO3 carbonico 2
HNO2 nitroso 1
HNO3 nitrico 1
H4SiO4 ortosilicico 4
H3PO2 fosfinico 1
H3PO3 fosforoso 2
Ancora ossiacidi Formula Nome Protoni cedibili
H3PO4 ortofosforico 3
HPO3 metafosforico 1
H4P2O7 pirofosforico 4
H2SO3 solforoso 2
H2SO4 solforico 2
H4S2O7 pirosolforico 4
HClO ipocloroso 1
HClO2 cloroso 1
HClO3 clorico 1
HClO4 perclorico 1
Reazioni chimiche
• Ci sono due tipi di reazioni chimiche
• quelle che avvengono senza cambiamento di numero di ossidazione reazioni acido-base
• Quelle che avvengono con cambiamento di numeri di ossidazione reazioni di ossido-riduzione
Alcune reazioni
NaCl+ H2SO4→Na2SO4+ 2HCl
C+ O2 → CO2
3Ca(OH)2+ 2H3PO4 → Ca3(PO4)2+ 6H2O
AgNO3+ KCl→ AgCl+ KNO3
N2+3H2→ 2NH3
Quali sono di ossido-riduzione e quali acido base?
Aspetti quantitativi
NaCl+ H2SO4→Na2SO4+ 2HCl
Quanto cloruro di sodio ci vuole per ottenere una mole di HCl?
Aspetti quantitativi
C+ O2 → CO2
Quanto diossido di carbonio si ottiene bruciando 100 g di carbonio?
Aspetti quantitativi
3Ca(OH)2+ 2H3PO4 → Ca3(PO4)2+ 6H2O
Per far avvenire la reazione si hanno 100 g di idrossido di calcio e 60 g di acido fosforico. Qual’è la quantità massima di fosfato di calcio che si può ottenere?