VALENZA. Elemento Valenze Elemento Valenze

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1 Nomenclatura

2 VALENZA La valenza è un numero che ci indica il rapporto di combinazione dei vari elementi. Indica con quanti atomi di un elemento di valenza unitaria un certo elemento si potrebbe combinare. Esistono elementi che si possono combinare in maniera diversa con i diversi elementi e quindi possiedono più di una valenza. La valenza dipende dalla configurazione elettronica esterna dell elemento.

3 VALENZA Elemento Valenze Elemento Valenze METALLI NON METALLI Litio Li 1 Boro B 3 Sodio Na 1 Carbonio C 2, 4 Potassio K 1 Silicio Si 4 Berillio Be 2 Azoto N 1, 2, 3, 4, 5 Magnesio Mg 2 Fosforo P 3, 5 Calcio Ca 2 Ossigeno O 2 Bario Ba 2 Zolfo S 2, 4, 6 Cromo Cr 2, 3, 6 Fluoro F 1 Manganese Mn 2, 3, 4, 6, 7 Cloro Cl 1, 3, 5, 7 Ferro Fe 2, 3 Bromo Br 1, 3, 5 Rame Cu 1, 2 Iodio I 1, 5, 7 Argento Ag 1 ANFOTERI Alluminio Al 3 Zinco Zn 2 Stagno Sn 2, 4 Mercurio Hg 1, 2 Piombo Pb 2, 4

4 OSSIDO (Elemento + Ossigeno) Ossido basico (Metallo + Ossigeno) Ossido acido o Anidride (Non Metallo + Ossigeno)

5 OSSIDI (Elemento + Ossigeno) In pedice all Elemento la Valenza dell Ossigeno In pedice all Ossigeno la Valenza dell Elemento L 1 non si mette Si semplifica K (I) O (II) K 2 O 1 = K 2 O Ossido di potassio Ba (II) O (II) Ba 2 O 2 = BaO Ossido di bario B (III) O (II) B 2 O 3 Ossido di boro

6 OSSIDI BASICI (IUPAC) o OSSIDI (Metallo + Ossigeno) La valenza più bassa prende la desinenza La valenza più alta prende la desinenza -oso -ico Fe (II) O (II) Fe 2 O 2 = FeO Ossido ferroso Fe (III) O (II) Fe 2 O 3 Ossido ferrico Cu (I) O (II) Cu 2 O 1 = Cu 2 O Ossido rameoso Cu (II) O (II) Cu 2 O 2 = CuO Ossido rameico

7 OSSIDI ACIDI (IUPAC) o ANIDRIDI (Non Metallo + Ossigeno) Prendono più comunemente il nome di anidridi La valenza più bassa prende la desinenza -osa La valenza più alta prende la desinenza -ica C (II) O (II) C 2 O 2 = CO Anidride carboniosa C (IV) O (II) C 2 O 4 = CO 2 Anidride carbonica S (IV) O (II) S 2 O 4 = SO 2 Anidride solforosa S (VI) O (II) S 2 O 6 = SO 3 Anidride solforica

8 PEROSSIDI (Metallo + 2 atomi di Ossigeno) O O K (I) O (I) K 1 O 1 = K 2 O 2 Perossido di potassio Na (I) O (I) Na 1 O 1 = Na 2 O 2 Perossido di sodio Ba (II) O (I) Ba 1 O 2 = BaO 2 Perossido di bario H (I) O (I) H 1 O 1 = H 2 O 2 Perossido di idrogeno o acqua ossigenata

9 Ossido Ossido Basico Ossido Acido Acqua IDROSSIDO

10 FORMULA = Metallo + tanti gruppi OH (parentesi) quant è la valenza del metallo K (I) K(OH) 1 = KOH Idrossido di potassio Ca (II) Ca(OH) 2 Idrossido di calcio Fe (II) Fe(OH) 2 Idrossido ferroso Fe (III) Fe(OH) 3 Idrossido ferrico

11 Nomenclatura IUPAC Na (I) Na(OH) 1 = NaOH Idrato basico di sodio(i) Mg (II) Mg(OH) 2 Idrato basico di magnesio(ii) Pb (IV) Pb(OH) 4 Idrato basico di piombo(iv) Al (III) Al(OH) 3 Idrato basico di alluminio(iii)

12 Ossido Ossido Basico Ossido Acido Acqua IDROSSIDO CATIONI METALLICI

13 FORMULA = Metallo con tante cariche positive quant è la valenza del metallo KOH K Ione potassio Ca(OH) 2 Ca 2 Ione calcio Fe(OH) 2 Fe 2 Ione ferroso Fe(OH) 3 Fe 3 Ione ferrico NaOH Na Ione sodio Mg(OH) 2 Mg 2 Ione magnesio Pb(OH) 4 Pb 4 Ione piombico IUPAC ione piombo(iv) Al(OH) 3 Al 3 Ione alluminio

14 Ossido Ossido Basico Ossido Acido Acqua OSSIACIDO

15 FORMULA = Sommare all anidride 1 molecola di acqua; scrivere nell ordine H, NMe, O; semplificare CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 Acido carbonico Cl 2 O + H 2 O H 2 Cl 2 O 2 = HClO Acido ipocloroso Cl 2 O 3 + H 2 O H 2 Cl 2 O 4 = HClO 2 Acido cloroso Cl 2 O 5 + H 2 O H 2 Cl 2 O 6 = HClO 3 Acido clorico Cl 2 O 7 + H 2 O H 2 Cl 2 O 8 = HClO 4 Acido perclorico SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 Acido solforoso SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 Acido solforico

16 Ossido Ossido Basico Ossido Acido Acqua OSSIACIDO ANIONI POLIATOMICI

17 FORMULA = Acido senza protoni con tante cariche negative quanti sono i protoni tolti HNO 2 HNO 3 HClO HClO 2 NO 2 NO 3 ClO ClO 2 -oso = -ito -ico = -ato Ione nitrito Ione nitrato Ione ipoclorito Ione clorito HClO 3 ClO 3 Ione clorato HClO 4 ClO 4 Ione perclorato

18 Presenza di protoni = prefisso bi- o suffisso acido H 2 CO 3 HCO 3 Ione bicarbonato o carbonato acido H 2 CO 3 CO 3 2 Ione carbonato H 2 SO 4 HSO 4 Ione bisolfato o solfato acido H 2 SO 4 SO 4 2 Ione solfato H 3 PO 4 H 2 PO 4 Ione fosfato biacido

19 Ossido Ossido Basico Ossido Acido Acqua IDROSSIDO OSSIACIDO Acqua CATIONI METALLICI ANIONI POLIATOMICI

20 COMPOSTI BINARI CON IDROGENO Idracidi (NMe + H)

21 IDRACIDI Solo gli alogeni(i) e lo zolfo(ii) FORMULA = Idrogeno (valenza NMe) NMe (valenza H = 1) H (I) F (I) HF Acido Fluoridrico H (I) Cl (I) HCl Acido Cloridrico H (I) Br (I) HBr Acido Bromidrico H (I) I (I) HI Acido Iodidrico H (I) S (II) H 2 S Acido Solfidrico

22 COMPOSTI BINARI CON IDROGENO Idracidi (NMe + H) Anioni Monoatomici

23 FORMULA = Idracido senza protoni con tante cariche negative quanti sono i protoni tolti -idrico = -uro HF F Ione fluoruro HCl Cl Ione cloruro HBr Br Ione bromuro HI I Ione ioduro 1 idrogeno = prefisso bi- o aggiunta acido H 2 S HS Ione solfuro acido o bisolfuro H 2 S S 2 Ione solfuro

24 COMPOSTI BINARI CON IDROGENO Idruri (Me + H) Idracidi (NMe + H) Anioni Monoatomici

25 IDRURI Solo alcuni metalli FORMULA = Me (valenza H=1) H (valenza Me) Na (I) H (I) NaH Idruro di sodio Li (I) H (I) LiH Idruro di litio B (III) H (I) BH 3 Idruro di boro Al (III) H (I) AlH 3 Idruro di alluminio FORMULA = Me (valenza H=1) Me (valenza H=1) H (somma valenze Me) Na (I) B (III) H (I) NaBH 4 Idruro di sodio e boro Li (I) Al (III) H (I) LiAlH 4 Idruro di litio e alluminio

26 COMPOSTI BINARI CON IDROGENO Idruri (Me + H) Idracidi (NMe + H) Anfoteri (Vari + H) Anioni Monoatomici

27 Solo alcuni Non metalli FORMULA = NMe (valenza H=1) H (valenza NMe) (tranne l acqua) H (I) O (II) H 2 O Acqua N (III) H (I) NH 3 Ammoniaca P (III) H (I) PH 3 Fosfina Danno sia cationi (sommando protoni) che anioni (perdendo protoni) H 2 O (-H ) OH Ione ossidrile H 2 O (+H ) H 3 O Ione ossonio o idrossonio NH 3 (-H ) NH 2 Ione ammide NH 3 (+H ) NH 4 Ione ammonio PH 3 (+H ) PH 4 Ione fosfonio

28 Ossido Ossido Basico Ossido Acido Acqua IDROSSIDO OSSIACIDO Acqua CATIONI METALLICI ANIONI POLIATOMICI

29 Cationi Anioni SALI

30 Cationi Anioni SALI Ca(OH) 2 Ca 2 Ione calcio HNO 3 NO 3 Ione nitrato Ca 2 NO 3 Ca 1 (NO 3 ) 2 = Ca(NO 3 ) 2 Nitrato di calcio

31 Cationi KOH K Ione potassio Ca(OH) 2 Ca 2 Ione calcio Fe(OH) 2 Fe 2 Ione ferroso Fe(OH) 3 Fe 3 Ione ferrico NaOH Na Ione sodio Mg(OH) 2 Mg 2 Ione magnesio Pb(OH) 4 Pb 4 Ione piombico Al(OH) 3 Al 3 Ione alluminio NH 3 NH 4 Ione ammonio PH 3 PH 4 Ione fosfonio

32 Anioni HNO 2 NO 2 Ione nitrito HNO 3 NO 3 Ione nitrato HClO 3 ClO 3 Ione clorato HClO 4 ClO 4 Ione perclorato H 2 CO 3 HCO 3 Ione bicarbonato H 2 CO 3 CO 2 3 Ione carbonato H 2 SO 4 HSO 4 Ione bisolfato H 2 SO 4 SO 2 4 Ione solfato HF F Ione fluoruro HCl Cl Ione cloruro HBr Br Ione bromuro HI I Ione ioduro H 2 S HS Ione bisolfuro H 2 S S 2 Ione solfuro

33 Esempi (dal nome alla formula) Nitrito Ferroso Fe 2 NO 2 Fe 1 (NO 2 ) 2 = Fe(NO 2 ) 2 Na ClO Ipoclorito di Sodio Na 1 (ClO) 1 = NaClO Solfato Ferrico Fe 3 SO 2 4 Fe 2 (SO 4 ) 3

34 NUMERO DI OSSIDAZIONE Fino a qui abbiamo classificato i tipi più comuni di composti inorganici, abbiamo imparato a scrivere le loro formule ed abbiamo assegnato ad essi un nome sulla base della valenza che essi assumevano in un determinato composto. E possibile però che ci capiti di dover dare il nome ad un composto di cui conosciamo solamente la formula. Per fare questo risulta molto utile introdurre il concetto di numero di ossidazione che in modo analogo alla valenza ci indica come un elemento si lega in un determinato composto. Il numero di ossidazione equivale in valore numerico alla valenza ma può essere negativo o positivo

35 NUMERI DI OSSIDAZIONE Elemento N.O. Elemento N.O. METALLI NON METALLI Litio Li +1 Boro B +3 Sodio Na +1 Carbonio C +2, +4 Potassio K +1 Silicio Si +4 Berillio Be +2 Azoto N -3, +1, +2, +3, +4, +5 Magnesio Mg +2 Fosforo P -3, +3, +5 Calcio Ca +2 Ossigeno O -1, -2 Bario Ba +2 Zolfo S -2, +4, +6 Cromo Cr +2, +3, +6 Fluoro F -1, +1 Manganese Mn +2, +4, +6, +7 Cloro Cl -1, +1, +3, +5, +7 Ferro Fe +2, +3 Bromo Br -1, +1, +3, +5, +7 Rame Cu +1, +2 Iodio I -1, +1, +3, +7 Argento Ag +1 Idrogeno H -1, +1 ANFOTERI Alluminio Al +3 Zinco Zn +2 Stagno Sn +2, +4 Mercurio Hg 1, 2 Piombo Pb +2, +4

36 NUMERO DI OSSIDAZIONE Il NUMERO DI OSSIDAZIONE rappresenta la carica limite che un atomo presenterebbe qualora acquistasse o cedesse definitivamente gli elettroni condivisi nei legami. L attribuzione degli elettroni viene fatta assegnando gli elettroni che caratterizzano ogni legame covalente all atomo più elettronegativo o, nel caso che i due atomi legati siano uguali, uno ad ognuno degli atomi.

37 NUMERO DI OSSIDAZIONE H O H C O O H O C O H O H O H C O O Per ogni elettrone che un dato atomo ha in più rispetto allo stato fondamentale si segna un 1, e per ogni elettrone in meno un +1. Nell esempio, gli atomi di ossigeno avranno quindi numero di ossidazione 2, l atomo di carbonio +4 e gli atomi di idrogeno +1.

38 Dalla formula al nome Per fare tutto questo in modo più immediato esistono anche delle regole che ci permettono di assegnare in modo semplice i numeri di ossidazione agli elementi nei composti e che sono utili soprattutto per quegli elementi che possono presentare più di uno stato di ossidazione.

39 Regole Numeri di Ossidazione Le sostanze pure hanno tutte N.O. = 0 Ogni atomo legato solo con se stesso ha numero di ossidazione = 0 L idrogeno ha nei composti sempre N.O. = +1 tranne negli idruri dove ha N.O. = -1 L ossigeno ha nei composti sempre N.O. = -2 tranne nei perossidi dove ha N.O. = -1 Gli ioni monoatomici hanno tutti N.O. = carica I metalli hanno sempre N.O. = valenza con il segno + I metalli alcalini hanno sempre N.O. = +1 I metalli alcalino-terrosi hanno sempre N.O. = +2 La somma dei N.O. in una molecola neutra è sempre = 0 La somma dei N.O. in uno ione è sempre = carica

40 Esempi H 2 SO 4 H = +1 O = -2 2(H) + (S) + 4(O) = 0 2(+1) + (S) + 4(-2) = 0 (S) = -2(+1) -4(-2) (S) = = +6 K 2 Cr 2 O 7 K + e Cr 2 O 7-2 O = -2 2(Cr) + 7(O) = -2 2(Cr) + 7(-2) = -2 Cr = [-2-7(-2)] / 2 Cr = [-2 +14] / 2 = +6 NO 3 O = -2 1(N) + 3(O) = -1 (N) + 3(-2) = -1 N = -1-3(-2) N = = +5

41 Esempi HNO 3 H = +1; O = -2; N = -1 x (+1) 3 x (-2) = +5 acido nitrico FeCl 2 Fe 2+ = +2 e Cl - = -1 cloruro ferroso HCl H = +1; Cl = -1 acido cloridrico NO O = -2; N = +2 ossido di azoto FeCl 3 Fe 3+ = +3 e Cl - = -1 cloruro ferrico H 2 O H = +1; O = -2 acqua KMnO 4 K + = +1 e MnO 4- ; O = -2; Mn = -1-4 x (-2) = +7 permanganato di potassio KBr K + = +1; Br - = -1 bromuro di potassio

42 Esempi MnO 2 O = -2; Mn = -2 x (-2) = +4 biossido di manganese KBrO 3 K + = +1 e BrO 3- ; O = -2; Br = -1-3 x (-2) = +5 bromato di potassio FeSO 4 Fe 2+ = +2 e SO 2-4 ; O = -2; S = -2-4 x (-2) = +6 solfato ferroso H 2 SO 4 H = +1; O = -2; S = -2 x (+1) -4 x (-2) = +6 acido solforico MnSO 4 Mn +2 = +2 e SO 2-4 ; O = -2; S = -2-4 x (-2) = +6 solfato di manganese (II) Fe 2 (SO 4 ) 3 Fe 3+ = +3 e SO 2-4 ; O = -2; S = -2-4 x (-2) = +6 solfato ferrico

43 Esempi (dalla formula al nome) FeCl 2 Fe Cl 2 Cl HCl Cloruro Fe 2 Ferroso (NH 4 ) 2 S (NH 4 ) 2 S S 2 H 2 S Solfuro di NH 4 Ammonio NaHCO 3 Na HCO 3 HCO 3 H 2 CO 3 Bicarbonato di Na Sodio

44 Esempi (dalla formula al nome) CaSO 4 Ca SO 4 Ca NO!!! Ca 2 SO 2 4 S+2x(O)=-2 S+2x(-2)=-2 S=+6 S(VI) valenza più alta solfato Solfato di Calcio

45 Composti di coordinazione I composti di coordinazione sono quei composti che si possono considerare formati da un atomo o ione centrale Acc intorno al quale si possono disporre una grande varietà di molecole o ioni chiamati leganti (L, L, ) legati con legami dativi o di coordinazione. L L L Acc L L [Acc(L-) n (L) n (L+) n ] carica

46 Composti di coordinazione L = Gruppi donatori (contenenti atomi che possiedono dei doppietti elettronici disponibili o ioni negativi) Acc = Gruppi accettori (contenenti atomi che possiedono delle lacune elettroniche o ioni positivi) Il numero di coordinazione è il numero di legami dativi che forma l accettore nel formare un composto di coordinazione. H F H F H N + B F H N B F H F H F H H [Ag(NH 3 ) 2 ] + H N Ag + :N H H H

47 I composti di coordinazione Donatori (leganti): gli ioni alogenuro: [:X:] l ossigeno (dello ione idrossido, OH - o della molecola dell acqua, H 2 O:) l azoto (dell ammoniaca, :NH 3 e dei suoi derivati) il fosforo e l arsenico (in composti come PF 3 o AsCl 3 ) Accettori: gli ioni dei metalli; gli elementi del III gruppo come boro (B) e alluminio (Al) quando sono presenti in molecole nelle quali non raggiungono gli otto elettroni nel livello più esterno (p.es. BCl 3, AlF 3 )

48 Numero di coordinazione dei metalli Numero di coordinazione pari generalmente 2,4,6 e, più raramente, 8, 10 e 12. Numero di coordinazione dispari 5 (è il più frequente), 7 e 9.

49 Nomenclatura dei composti di coordinazione La formula dei composti di coordinazione viene solitamente scritta tra parentesi quadre, con la carica elettrica scritta come se fosse un esponente, quando si tratta di uno ione. Nelle formule si scrive prima l elemento centrale o accettore (Acc) e poi i leganti con carica negativa, seguiti da quelli neutri e, infine, i leganti con carica positiva. [Acc(L-) n (L) n (L+) n ] carica [CrCl 4 (H 2 O) 2 ] -

50 Nomenclatura dei composti di coordinazione Leganti anionici inorganici o organici Nome dell anione intero o abbreviato F - (fluoro); Cl - (cloro); Br - (bromo); I - (iodo); OH - (idrosso); S 2- (tio); CN - (ciano); H 2 O viene chiamata aquo NH 3 viene chiamata ammino NO è detto nitrosil CO carbonil CS tiocarbonil

51 Nomenclatura dei composti di coordinazione Si leggono prima i leganti preceduti dai prefissi greci di, tri, tetra, che ne indicano il numero. Se sono presenti leganti differenti nello stesso complesso si indicano in ordine alfabetico (non contano gli eventuali prefissi). Il nome del metallo centrale compare per ultimo seguito dalla valenza tra parentesi. Se il complesso è carico positivamente o neutro il nome dell atomo centrale rimane immutato. Se è carico negativamente al nome dell atomo viene assegnato il suffisso -ato.

52 Nomenclatura dei composti di coordinazione Complessi anionici: [Fe(CN) 6 ] 3- esacianoferrato(iii) (o ferricianuro) [CrCl 4 (H 2 O) 2 ] - diaquotetraclorocromato(iii) [Co(SCN) 6 ] 3- esatiocianocobaltato(iii) [Fe(CN) 6 ] 4- esacianoferrato(ii) (o ferrocianuro)

53 Nomenclatura dei composti di coordinazione Complessi cationici: [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ tetramminorame(ii) [Ag(NH 3 ) 2 ] + diamminoargento(i) [Be(H 2 O) 4 ] 2+ tetraaquoberillio(ii) [CoCl 2 (NH 3 ) 4 ] + tetraamminodiclorocobalto(iii)

54 Nomenclatura dei composti di coordinazione Complessi neutri: [Ni(CO) 4 ] tetracarbonilnichel(0) [PtCl 4 (NH 3 ) 2 ] diamminoteracloroplatino(iv) [PtCl 2 en] dicloroetilendiamminoplatino(ii) ( en indica l etilendiammina, NH 2 CH 2 CH 2 NH 2 )

55 Particolarità di alcuni elementi

56 4 CARBONIO 2 C (II); O (II) C 2 O 2 = CO Ossido di carbonio

57 3, 5 AZOTO 1, 2, 4 SOLO OSSIDI N (I); O (II) N 2 O 1 = N 2 O Protossido di azoto N (II); O (II) N 2 O 2 = NO Ossido di azoto N (IV); O (II) N 2 O 4 = NO 2 Biossido di azoto

58 FOSFORO 3, 5 P (III) O (II) P (V) O (II) P 2 O 3 Anidride o ossido Fosforosa P 2 O 5 Anidride o ossido Fosforica

59 FOSFORO 3 P 2 O 3 + H 2 O H 2 P 2 O 4 = HPO 2 Acido Metafosforoso P 2 O H 2 O H 4 P 2 O 5 Acido Pirofosforoso P 2 O H 2 O H 6 P 2 O 6 = H 3 PO 3 Acido Orto fosforoso

60 FOSFORO 5 P 2 O 5 + H 2 O H 2 P 2 O 6 = HPO 3 Acido Metafosforico P 2 O H 2 O H 4 P 2 O 7 Acido Pirofosforico P 2 O H 2 O H 6 P 2 O 8 = H 3 PO 4 Acido Orto fosforico

61 4,6 ZOLFO 2 SOLO IDRACIDO H (I); S (II) H 2 S Acido Solfidrico

62 MANGANESE M Mn (II) MnO + H 2 O Mn(OH) 2 Idrossido manganoso A Mn (III) Mn 2 O 3 Ossido Manganico o Triossido di dimn NM NM NM Mn (IV) Mn (VI) MnO 2 MnO 3 Mn (VII) Mn 2 O 7 Anidride Manganosa o Biossido di Mn - H + + H 2 O + H 2 O H 2 MnO 4 Acido manganico HMnO 4 Acido permanganico - H + MnO -2 4 Ione Manganato MnO - 4 Ione Permanganato

63 CROMO M Cr (II) CrO + H 2 O Cr(OH) 2 Idrossido cromoso M Cr (III) Cr 2O 3 + H 2 O Cr(OH) 3 Idrossido cromico NM Cr (VI) CrO 3 x 2 + H 2 O H 2 Cr 2 O 7 H 2 CrO 4 Acido dicromico (sol. acida) Acido cromico (sol. basica)