Lezione 4. TP e proprietà periodiche Configurazione elettronica e numero di ossidazione Formula Nomenclatura

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1 Laboratorio di Chimica Generale ed Inorganica Lezione 4 TP e proprietà periodiche Configurazione elettronica e numero di ossidazione Formula Nomenclatura Dott.ssa Lorenza Marvelli Dipartimento di Scienze Chimiche e Farmaceutiche Laboratorio di Chimica Generale ed Inorganica UniFe AA

2 Tavola Periodica

3 aumentano lungo il gruppo diminuiscono lungo il gruppo Tavola Periodica Proprietà periodiche Proprietà metalliche Dimensioni atomiche Energia di ionizzazione Affinità elettronica Elettronegatività diminuiscono lungo un periodo aumentano lungo un periodo E. di I ionizzazione E. di ionizzazione X (g) + E X + (g)+ e - (kj mol -1 ) rappresenta l energia minima necessaria per allontanare da un atomo neutro e isolato un elettrone portandolo all infinito, ad una distanza tale che non vi sia più attrazione elettrostatica tra l elettrone e il nucleo. Affinità elettronica X + (g) + e - X (g) + ΔE (kj mol -1 ) rappresenta l energia scambiata, (rilasciata o assorbita) quando un elettrone è aggiunto ad un atomo neutro isolato in fase gassosa (gas monoatomico) per formare uno ione gassoso con una carica di 1. Elettronegatività tendenza di un atomo ad attirare verso sé gli elettroni di un legame chimico.

4 Tavola Periodica Proprietà periodiche Configurazione elettronica Energia di ionizzazione Affinità elettronica Elettronegatività

5 Tavola Periodica Configurazione elettronica

6 numero di ossidazione Il numero di ossidazione di un elemento in un composto rappresenta la carica reale o formale che assumerebbe l elemento se gli elettroni di legame venissero attribuiti all atomo più elettronegativo Elettronegatività misura la tendenza di un atomo ad attirare verso sé gli elettroni di un legame chimico «individuo» il legame chimico quale elemento è il più elettronegativo? a chi vengono attribuiti gli elettroni di legame? NaCl HCl Na + n.o. +1 Cl - n.o. - 1 H + n.o. +1 Cl - n.o. - 1 cariche reali d+ d- H Cl Na + : - Cl cariche formali Attenzione alla scrittura della carica degli ioni e del n.o.

7 Regole per attribuzione del n.o. Zn, H 2 Na 1+ n.o. +1 Cl 1- n.o. -1 Σ n.o.= 0 per uno ione: SO 4 2- N.O. = (+ 6) + 4x(-2)= - 2 Calcolo del n.o. di un elemento in un composto o ione Calcolare il n.o. dello zolfo nel solfato di sodio Na 2 SO 4 N.O. = 2(+1) + 1(X) + 4(-2) = 0

8 Regole per attribuzione del n.o. Elettronegatività H F O F O

9 Regole per attribuzione del n.o. Elettronegatività B +1-2 Cl 2 O 2(+1) + (-2) = 0 F

10 Riassumendo Il numero di ossidazione di un elemento in un composto rappresenta la carica reale o formale che assumerebbe l elemento se gli elettroni di legame venissero attribuiti all atomo più elettronegativo Proprietà periodiche, in particolare Elettronegatività Configurazione elettronica Elettronegatività misura la tendenza di un atomo ad attirare verso sé gli elettroni di un legame chimico Regole per attribuire il n.o. 1. Ogni elemento nel proprio stato fondamentale ha n.o. = 0 2. La somma dei n.o. di ciascun elemento all interno di una specie chimica è pari alla carica della specie stessa.

11 Nomenclatura chimica Insieme di regole che consentono di attribuire un nome a ogni composto di cui si conosca la formula e viceversa, di ricavare la formula una volta noto il nome del composto. nome composto formula La nomenclatura chimica è regolamentata dalle regole elaborate dalla IUPAC ma spesso utilizzata la nomenclatura tradizionale

12 Nomenclatura chimica Nomenclatura tradizionale basata principalmente sulla divisione degli elementi in metalli e non metalli e tiene conto dello stato di ossidazione degli atomi che formano la molecola. Nomenclatura di Stock, fornisce informazioni più chiare sullo stato di ossidazione degli elementi indicati con cifre romane poste tra parentesi (ufficializzata dalla IUPAC nel 1940) Nomenclatura IUPAC (1919) evidenzia in modo chiaro e immediato, la relazione fra il nome di un composto e la sua formula chimica.

13 Nomenclatura chimica La nomenclatura IUPAC classifica i composti in binari e ternari, in base al numero di elementi presenti e in classi, a seconda del tipo di elementi presenti.

14 Nomenclatura chimica composti binari - Ossidi 2. La somma dei n.o. di ciascun elemento all interno di una specie chimica è pari alla carica della specie stessa. Metallo Ossidi E 2 O n n.o. +n -2 E O non Metallo Elem. n.o. Formula Nome tradizionale Nome secondo Stock Nome IUPAC Na +1 Na 2 O ossido di sodio ossido di sodio ossido di disodio Ca +2 CaO ossido di calcio ossido di calcio ossido di calcio Fe FeO Fe 2 O 3 ossido ferroso ossido ferrico ossido di ferro(ii) ossido di ferro(iii) ossido di ferro triossido di diferro

15 Nomenclatura chimica composti binari - Ossidi acidi Metallo Ossidi E 2 O n non Metallo B C n.o. +n -2 Elem. n.o. Formula Nome tradizionale Nome IUPAC B +3 B 2 O 3 anidride borica triossido di diboro +4 CO C 2 anidride carbonica diossido di carbonio +2 CO ossido di carbonio monossido di carbonio E O

16 Nomenclatura chimica composti binari - Ossidi acidi Metallo Ossidi E 2 O n non Metallo N Elem. n.o. Formula Nome tradizionale Nome IUPAC N N 2 O NO N 2 O 3 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5 protossido di azoto ossido di azoto anidride nitrosa ipoazotide o diossido di azoto ipoazotide anidride nitrica n.o. +n -2 E O monossido di diazoto monossido di azoto triossido di diazoto diossido di azoto tetrossido di diazoto pentossido di diazoto

17 Nomenclatura chimica composti binari - Ossidi acidi Metallo Ossidi E 2 O n n.o. +n -2 E O non Metallo Elem. n.o. Formula Nome tradizionale Nome IUPAC P S P 2 O 3 P 2 O 5 anidride fosforosa anidride fosforica S 2 O 4 SO 2 anidride solforosa S 2 O 6 SO 3 anidride solforica triossido di difosforo pentossido di difosforo diossido di zolfo triossido di zolfo

18 Nomenclatura chimica composti binari - Ossidi acidi 3p Metallo Ossidi non Metallo Cl [Ne] 3s 2 3p 5 3s E 2 O n Elem. n.o. Formula Nome tradizionale Nome IUPAC -1 Cl Cl 2 O Cl 2 O 3 Cl 2 O 4 = ClO 2 Cl 2 O 5 Cl 2 O 7 anidride ipoclorosa anidride clorosa diossido di cloro anidride clorica anidride perclorica monossido di dicloro triossido di dicloro diossido di cloro pentossido di dicloro eptossido di dicloro

19 Nomenclatura chimica composti binari - Ossidi acidi Metallo Ossidi non Metallo Elem. n.o. Formula Nome tradizionale Nome IUPAC Cr Mn CrO Cr 2 O 3 Cr 2 O 6 = CrO 3 MnO Mn 2 O 3 Mn 2 O 4 = MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7 ossido cromoso ossido cromico anidride cromica ossido manganoso ossido manganico diossido di manganese anidride manganica anidride permanganica E 2 O n monossido di cromo triossido di dicromo triossido di cromo monossido di manganese triossido di dimanganese diossido di manganese triossido di manganese eptossido di dimanganese

20 Nomenclatura chimica composti binari - Idruri n.o. +n -1 E H Metallo idruri EH n non Metallo LiH CaH 2 AlH 3 BH 3 CH 4 SiH 4 NH 3 PH 3 AsH 3 Elettronegatività

21 Nomenclatura chimica composti binari - Idruri EH n Formula Caratteristiche Nome tradizionale Nome IUPAC LiH solido, ionico idruro di litio idruro di litio BaH 2 solido, ionico idruro di bario diidruro di bario AlH 3 solido covalente continuo, parzialmente ionico idruro di alluminio triidruro di alluminio CH 4 gas molecolare, infiammabile metano tetraidruro di carbonio SiH 4 gas molecolare, si incendia all'aria silano tetraidruro di silicio NH 3 gas molecolare, solubile in acqua ammoniaca triidruro di azoto PH 3 gas molecolare, si incendia all'aria fosfina triidruro di fosforo AsH 3 gas molecolare, si incendia all'aria arsina triidruro di arsenico

22 Nomenclatura chimica composti binari - Idracidi HX HX n.o. -n +1 X H Elettronegatività Formula Nome IUPAC Nome tradizionale anione HF fluoruro d'idrogeno acido fluoridrico F - fluoruro HCl cloruro d'idrogeno acido cloridrico Cl - cloruro HBr bromuro d'idrogeno acido bromidrico Br - bromuro Hl ioduro d'idrogeno acido iodidrico l - ioduro H 2 S solfuro di diidrogeno acido solfidrico S 2- solfuro HCN cianuro d'idrogeno acido cianidrico CN - cianuro

23 Nomenclatura chimica composti binari - Sali binari M m X n M n+ sale X n M m X n M M n+ + ne - X + ne - X n- sono possibili anche altri ioni oltre a quelli rappresentati

24 Nomenclatura chimica composti binari - Sali binari M m X n ioni Formula Nome tradizionale Nome secondo Stock Nome IUPAC Na + Cl - NaCl cloruro di sodio Fe 2+ Cl - FeCl 2 cloruro ferroso cloruro di ferro(ii) dicloruro di ferro Fe 3+ Cl - FeCl 3 cloruro ferrico cloruro di ferro(iii) tricloruro di ferro Cu + Cl - CuCl cloruro rameoso cloruro di rame(i) monocloruro di rame Cu 2+ Cl - CuCl 2 cloruro rameico cloruro di rame(ii) dicloruro di rame Al 3+ S 2- Al 2 S 3 solfuro di alluminio solfuro di alluminio trisolfuro di dialluminio

25 Nomenclatura chimica composti ternari idrossidi M(OH) n M n+ OH - M(OH) n Formula LiOH Ba(OH) 2 Al(OH) 3 Nome tradizionale Idrossido di litio Idrossido di bario Idrossido di alluminio

26 Nomenclatura chimica composti ternari - ossoacidi H m E x O y Ossoacido H 2 E 2 O n+1 H 2 O Ossidi E 2 O n non Metallo no Nome tradizionale Nome IUPAC S SO 2 SO 3 anidride solfor-osa anidride solfor-ica diossido di zolfo triossido di zolfo SO 2 + H 2 O Formula n.o. Nome tradizionale Nome IUPAC H 2 SO 3 +4 acido solfor-oso acido triossosolforico(iv) SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 +6 acido solfor-ico acido tetraossosolforico(vi)

27 Nomenclatura chimica composti ternari - ossoacidi H m E x O y Formula NO Nome tradizionale Nome IUPAC H 2 SO 3 +4 acido solfor-oso acido triossosolforico(iv) H 2 SO 4 +6 acido solfor-ico acido tetraossosolforico(vi) HNO 2 +3 acido nitr-oso acido diossonitrico(iii) HNO 3 +5 acido nitr-ico acido triossonitrico(v) H 2 CO 3 +4 acido carbon-ico acido triossocarbonico(iv) H 3 PO 3 +3 acido fosfor-oso acido triossofosforico(iii) H 3 PO 4 +5 acido fosfor-ico acido tetraossofosforico(v) HClO +1 acido ipo-clor-oso acido ossoclorico(i) HClO 2 +3 acido clor-oso acido diossoclorico(iii) HClO 3 +5 acido clor-ico acido triossoclorico(v) HClO 4 +7 acido per-clor-ico acido tetraossoclorico(vii)

28 Nomenclatura chimica composti ternari - ossoacidi H m E x O y Rapporto Reazione Nome dell'acido 1 molecola di anidride + 1 molecola d'acqua 1 molecola di anidride + 2 molecole d'acqua 1 molecola di anidride + 3 molecole d'acqua P 2 O 5 + 1H 2 O 2HPO 3 P 2 O 5 + 2H 2 O H 4 P 2 O 7 P 2 O 5 + 3H 2 O 2H 3 PO 4 acido metafosforico acido pirofosforico acido ortofosforico (o fosforico)

29 Nomenclatura chimica composti ternari M m (E x O y ) n M n+ (E x O y ) m- sale M m (E x O y ) n

30 Nomenclatura chimica Sali binari e ternari M M n+ + ne - X + ne - X n (catione) n (anione) m sono possibili anche altri ioni oltre a quelli rappresentati

31 Altri sali Sali semplici Sali acidi Sali basici Sali multipli Sali idrati CaCO 3 NaHCO 3 MgF(OH) KNaCO 3 CaCl 2. 6H 2 O carbonato di calcio carbonato acido di sodio (bicarbonato) idrogeno carbonato di sodio floruro monobasico di magnesio idrossofloruro di magnesio carbonato doppio di potassio e sodio cloruro di calcio esaidrato

32 Altri sali

33 Riassumendo Ossidi E 2 O n EH n HX M m X n M(OH) n H n E m O z M m (E x O y ) n