Il numero di ossidazione

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1 Il numero di ossidazione Il numero di ossidazione è una carica positiva o negativa che viene attribuita formalmente a ciascun elemento in un composto. Esso viene determinato dal numero di elettroni in più o in meno rispetto all atomo neutro quando gli elettroni di legame sono attribuiti all elemento più elettronegativo n.o. +1 n.o O H Cl N +1 H H +1 O C O H H H

2 REGOLE PER IL CALCOLO DEI NUMERI DI OSSIDAZIONE 1) Tutte le sostanze allo stato elementare hanno numero di ossidazione zero. Per esempio O 2, Fe, H 2, O 3 2) Negli ioni monoatomici gli elementi hanno numero di ossidazione uguale alla carica ionica. Per esempio -1 per Cl -, +2 per Ca 2+ 3) Alcuni elementi mantengono costante il loro numero di ossidazione in tutti i composti che formano, mentre altri lo variano da un composto all altro. In particolare: L idrogeno nei composti ha sempre numero di ossidazione +1 (-1 negli idruri) L ossigeno nei composti ha sempre numero di ossidazione -2 (-1 nei perossidi)

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4 Composti binari con idrogeno IONICI (idrogeno ed elementi del I e II gruppo) NaH CaH 2 IDRURO DI COVALENTI (idrogeno ed elementi del VI e VII gruppo HF Fluoruro di idrogeno Acido fluoridrico HCl Cloruro di idrogeno Acido Cloridrico H 2 S Solfuro di idrogeno Acido Solfidrico H 2 O NH 3 ACQUA AMMONIACA

5 OSSIDI: composti binari con ossigeno Quando i due elementi formano più di un composto questi si distinguono usando i seguenti prefissi (IUPAC) Esempi 1 mono- 6 esa- 2 bi- 7 epta- 3 tri- 8 octa- 4 tetra- 9 nona- 5 penta- 10 deca- CO CO 2 NO 2 N 2 O 4 ClO 2 Cl 2 O 7 Monossido di carbonio Biossido di carbonio Biossido di azoto Tetrossido di diazoto Biossido di cloro Eptossido di dicloro

6 OSSIDI (o OSSIDI BASICI) OSSIGENO + METALLO Poiché l ossigeno è molto più elettronegativo dei metalli, tutti gli ossidi sono composti ionici e quindi solidi a temperatura ambiente Nomenclatura tradizionale a) se il metallo ha un solo numero di ossidazione: ossido di + nome metallo es. ossido di sodio Na 2 O b) se il metallo ha due numeri di ossidazione: ossido + nome metallo con desinenza OSO, per il numero di ossidazione minore. ossido + nome metallo con desinenza ICO, per il numero di ossidazione maggiore. es. ossido ferrico FeO (numero di ossidazione +2) es. ossido ferroso Fe 2 O 3 (numero di ossidazione +2); Nomenclatura ufficiale FeO ossido di ferro (II) Fe 2 O 3 triossido di diferro (III)

7 ANIDRIDI (o OSSIDI ACIDI) OSSIGENO + NON METALLO La differenza di elettronegatività tra l ossigeno e non metalli è piccola; le anidridi sono quindi composti covalenti più o meno polari, che a temperatura ambiente possono essere solidi, liquidi o gassosi. Nomenclatura tradizionale a) se il non metallo ha un solo numero di ossidazione: anidride + nome non metallo con desinenza ICA (es. anidride carbonica CO 2 ) b) se il non metallo ha due numeri di ossidazione: anidride + nome non metallo con desinenza OSA, per il numero di ossidazione minore. Ad es. anidride solforosa SO 2 (+4); anidride + nome non metallo con desinenza ICA, per il numero di ossidazione maggiore. Ad es. anidride solforica SO 3 (+6). Nomenclatura ufficiale Anche i composti tra ossigeno e non metalli sono chiamati ossidi; si utilizzano sempre i prefissi relativi al numero di atomi degli elementi. Ad esempio: SO 2 biossido di zolfo (+4); SO 3 triossido di zolfo (+6)

8 Composti ionici Un composto ionico prende il nome dagli ioni che contiene scrivendo prima il catione e poi l anione NaCl sodio cloruro È anche usata una variante in cui si inverte l ordine e si fa precedere il nome del catione da di NaCl cloruro di sodio Uno ione monoatomico è uno ione formato da un singolo atomo Uno ione poliatomico è uno ione costituito da due o più atomi legati chimicamente Na + Cl - NH 4 + SO 4 2- ioni monoatomici ioni poliatomici

9 Un catione monoatomico prende il nome dall elemento Na + Ca 2+ Al 3+ ione sodio ione calcio ione alluminio Molti elementi di transizione formano cationi con diverse cariche che sono distinti da un numero romano (fra parentesi) pari alla carica Fe 2+ ione ferro (II) o ione ferroso Fe 3+ ione ferro (III) o ione ferrico In una vecchia nomenclatura si usano i suffissi oso e ico per gli ioni con carica minore e maggiore

10 Sn 4+ Pb 4+ Bi 5+ I metalli formano cationi, per quelli non di transizione (arancioni nella figura) la carica del catione è uguale al numero del gruppo nella nomenclatura non IUPAC.

11 ALCUNI CATIONI formula nome Cr 3+ Cromo(III) o cromico Mn 2+ Manganese(II) o manganoso Fe 2+ Ferro(II) o ferroso Fe 3+ Ferro(III) o ferrico Co 2+ Cobalto(II) o cobaltoso Ni 2+ Nichel(II) o nichel Cu 2+ Rame(II) o rameico Zn 2+ Zinco Ag + Argento Cd 2+ Cadmio Hg 2+ Mercurio(II) o mercurico

12 Un anione monoatomico prende il nome dall elemento seguito dal suffisso -uro Cl - cloruro ma O 2- ossido S 2- solfuro I non metalli formano anioni con carica pari al numero del gruppo meno 8 Cl - VII A 7-8=-1 S 2- VI A 6-8=-2

13 Ioni poliatomici L unico catione poliatomico di rilievo è: NH 4 + ione ammonio La maggior parte degli ioni poliatomici sono ossianioni, contenenti ossigeno più un altro elemento: CO 3 2- SO 4 2- ione carbonato ione solfato

14 Acidi ed Anioni Per il momento definiamo acido un composto che produce ioni H + ed un anione quando viene sciolto in acqua: HNO 3 in acqua dà H + e NO 3 - Un ossiacido è un acido contenente idrogeno, ossigeno ed un altro elemento (un non-metallo). In acqua un ossiacido produce uno o più ioni H + ed un ossianione. Il nome dell acido si ottiene dalla radice del nome dell elemento centrale più il suffisso -ico HNO 3 HClO 3 Acido nitrico Acido clorico

15 Se l elemento forma tre o quattro ossiacidi si usano i prefissi ipo e per- associati con i due suffissi oso e ico HClO Acido ipocloroso HClO 2 HClO 3 Acido Acido cloroso clorico HClO 4 Acido perclorico

16 I nomi degli ossiacidi e quelli degli ossianioni sono strettamente correlati. Per ottenere il nome dall ossianione da quello dell ossiacido si sostituiscono i suffissi oso con ito e ico con ato: HNO 2 Acido nitroso NO 2 - Ione nitrito HNO 3 Acido nitrico NO 3 - Ione nitrato

17 HClO Acido ipocloroso ClO - Ione ipoclorito HClO 2 Acido cloroso ClO 2 - Ione clorito HClO 3 Acido clorico ClO 3 - Ione clorato HClO 4 Acido perclorico ClO 4 - Ione perclorato

18 ALCUNI IONI POLIATOMICI Nome Formula Ammonio NH + 4 Acetato CH 3 COO Carbonato CO 2 3 Ipoclorito Clorito Clorato Perclorato Nitrito Nitrato Fosfato Solfato Solfito Ossido Idrossido ClO ClO 2 ClO 3 ClO 4 NO 2 NO 3 PO 3 4 SO 2 4 SO 2 3 O 2 OH