Chimica generale ed inorganica/ Chimica 1

Tipi di composti

Essi possono essere:

• BINARI: contengono solo due elementi. CHIMICA 1 Pagina 20
• BINARI: contengono solo due elementi.
• TERNARI: formati da tre tipi di atomi.

SCRIVERE LE FORME PIÙ SEMPLICI DEI COMPOSTI BINARI

La forma base è: Dove:

• M Xb a
• M: metallo
• X: non metallo
• Scriviamo i simboli con i rispettivi n° ox. nell'ordine corretto: prima l'elemento metallico (n° ox. +a) e poi l'elemento non metallico; (n° ox. -b).
• il n° ox. del metallo diventa l'indice (a pedice!) del non metallo e viceversa
• se i due indici della formula hanno un divisore comune, di solito si semplifica
• Gli indici delle formule vengono identificati attraverso dei prefissi.

COMPOSTI IONICI: SALI

Sono caratterizzati dalla forma: CATIONE - ANIONE

• BINARI: contengono solo due elementi e in particolare uno o più cationi metallici dello stesso elemento e uno o più anioni non-metallici dello stesso elemento.
• NaF

BaBr , CuCl₂ 2•

CONTENENTI IONI POLIATOMICI: contengono uno o più gruppi di atomi legati covalentemente che hanno acquistato una carica attraverso la perdita o l’acquisto di elettroni. NH₄NO₃ , BaSO₄ , Cu (PO₄)₃

A CARICA FISSA: sono costituiti da ioni i cui elementi possono presentare un unico numero di ossidazione. +CATIONI COME: Na•

A CARICA VARIABILE: sono costituiti da ioni in cui uno o più elementi possono presentare più di un numero di ossidazione. cationi costituiti da metalli di transizione come Cu, Fe, ossoanioni di non-metalli N, S

NOMENCLATURA DI IONI METALLICI• A CARICA FISSA: ione + elemento (ione Sodio, ione Magnesio)2+ 3+

A CARICA VARIABILE: Fe : Ione Ferro (II); Fe : Ione Ferro (III).

NOMENCLATURA DEGLI IONI DEI NON-METALLI Si aggiunge il suffisso URO alla radice del nome dell’elemento (Carburo, Nitruro, Solfuro…). L’ossigeno fa eccezione! (Ossido). NOME DI SALI BINARI: METALLO - NON METALLO

indica come:

NOME: X - URO di M•

X: radice del nome dell’elemento più elettronegativo (il non metallo).

M: nome dell’elemento meno elettronegativo (il metallo).

Se presente un solo numero di ossidazione per il metallo:

• LiCl : cloruro di litio
• BaI : ioduro di bario2
• BaI : ioduro di bario2
• Al SO : solfuro di alluminio2
• 3Se sono presenti più numeri di ossidazione per il metallo:
• 2+• Fe : Ferr - oso
• 3+• Fe : Ferr - ico

IDRACIDI

Formato da: Idrogeno - Non Metallo (H X )

b a H Cl

NOMENCLATURA TRADIZIONALE NOMENCLATURA IUPAC

ACIDO X-IDRICO X-URO di IDROGENO

ACIDO FLUORIDRICO HF FLUORURO DI IDROGENO

ACIDO CLORIDRICO HCl CLORURO DI IDROGENO

ACIDO IODIDRICO HI IODURO DI IDROGENO

ACIDO SOLFIDRICO H S SOLFURO DI DI-IDROGENO

OSSIDI: −2

Composti contenenti ossigeno con N° Ox. (X O )b a

Si indica come: OSSIDO di X•

X: nome dell’elemento che si combina con l’ossigeno

N° ox NOMENCLATURA

TRADIZIONALE NOMENCLATURA IUPAC

ANIDRIDE CARBONICA CO2

BIOSSIDO DI CARBONIO

OSSIDO DI CALCIO CaO

OSSIDO DI CALCIO

OSSIDO DI POTASSIO K2O

OSSIDO DI DI-POTASSIO

ANIDRIDE SOLFOROSA SO2

BIOSSIDO DI ZOLFO

ANIDRIDE SOLFORICA SO3

TRIOSSIDO DI ZOLFO

IDROSSIDI

Metallo-ossidrile (OH) : M(OH) aSi indica come: IDROSSIDO di M -−• M: nome del metallo che si combina con il gruppo ossidrile (M OH )

NOMENCLATURA TRADIZIONALE NOMENCLATURA IUPAC

IDROSSIDO RAMEOSO CuOH

IDROSSIDO DI RAME

IDROSSIDO RAMEICO Cu(OH)2

DI-IDROSSIDO DI RAME

OSSIACIDI

Gli ossiacidi sono sostanze con formula HXO che contengono idrogeno, ossigeno e un altro non-metallo

a b c+(X). In acqua essi producono uno o più ioni H e il corrispondente ossianione.

CHIMICA 1 Pagina 2

+(X). In acqua essi producono uno o più ioni H e il corrispondente ossianione.

Gli acidi inorganici si possono riconoscere dal fatto che presentano l'idrogeno come primo elemento nella formula chimica. Es. Sono acidi: HCl, HCN,.. (Idracidi);

HNO₃, H₂SO₄,..(ossoacidi)³₂⁴

Non sono acidi: NH₃, CH₄,…³₄

NOMENCLATURA TRADIZIONALE NOMENCLATURA IUPAC

ANIDRIDE SOLFOROSA SO₂ BIOSSIDO DI ZOLFO₂

ACIDO SOLFOROSO H₂SO₃ ACIDO TRIOSSOSOLFORICO (IV)

ANIDRIDE SOLFORICA SO₃ TRIOSSIDO DI ZOLFO₃

ACIDO SOLFORICO H₂SO₄ ACIDO TETRAOSSIDOSOLFORICO (VI)

COMPOSTI MOLECOLARI: NON METALLO - NON METALLO

I composti molecolari inorganici sono prevalentemente di tipo binario, costituiti cioè solo da due elementi non metallici. Per convenzione, le formule di tali composti presentano, come primo, il simbolo del non metallo meno elettronegativo e, come secondo, quello del non metallo più elettronegativo. Es. PCl₃, SF₆,…

Il nome è formato nel seguente modo:

• 1° PAROLA: Prefisso Numerico-Radice del 2° non metallo + -uro (-ido per l’ossigeno)
• 2° PAROLA: Prefisso Numerico (tranne mono-) - nome del 1° non metallo (per intero).

IONI POLIATOMICI

NH₄⁺: Ione AMMONIO

NO₃^-: Ione

NITRATO2-• NO : Ione NITRITO

CHIMICA 1 Pagina 2342-• SO : Ione SOLFATO32-• SO : Ione SOLFITO43-• PO : Ione SOLFATO2-• CH CO : Ione ACETATO

CHIMICA 1 Pagina 24

CLASSIFICAZIONE COMPOSTI

TIPI DI LEGAMI:

LEGAME IONICO

Il legame ionico è dovuto alle forze di attrazione elettrostatica che si esercitano tra ioni di carica opposta.

Questo tipo di legame è quello che si riscontra nei sali (es. NaCl, KBr, Na2, SO , ecc).

Energia di Coulomb tra cariche z e z : E= z * z / (4 r) , dove r = distanza tra cariche; = costantea b a bdielettrica.

Allo stato solido gli ioni si dispongono in un reticolo cristallino ordinato, che rende massime le interazioniattrattive e minimizza quelle repulsive. Il tipo di disposizione (reticolo) varia al variare degli ioni che+ -costituiscono il sale. Nel cloruro di sodio, ad esempio, ciascun catione Na è circondato da 6 anioni Cl eviceversa. + -Esistono diversi tipi di coordinazioni in base al seguente rapporto: r / r ; e sono:

4:4 , 6:6 , 8:8.

ENERGIA DEL LEGAME IONICO

Energia associata alla formazione di un legame ionico a partire dagli atomi allo stato elementare.

TIPI DI ENERGIA

ENERGIA POTENZIALE: è l'energia che un corpo fermo possiede in virtù della sua posizione.

ENERGIA CINETICA: Energia del moto. CHIMICA 1 Pagina 25

ENERGIA TOTALE: è data da: E = E_cinetica + E_potenziale

Innalzando un oggetto che ha un suo peso si trasforma il lavoro in energia potenziale, si converte il lavoro in energia cinetica quando l'oggetto cade, e lavoro in calore per attrito.

STATI FISICI ED ENERGIE

• SOLIDO: stato fisico in cui l'energia potenziale prevale sull'energia cinetica
• LIQUIDO: stato fisico in cui l'energia potenziale e l'energia cinetica sono confrontabili
• GAS: stato fisico in cui l'energia cinetica prevale sull'energia potenziale

LIQUIDI

Nei liquidi l'energia potenziale e l'energia cinetica delle molecole che li costituiscono, sono

raggio. Questi solidi hanno una struttura cristallina ben definita e possono formare reticoli tridimensionali, come nel caso dei cristalli di sale o di diamante. • SOLIDI AMORFI: le unità costituenti non sono disposte in modo regolare e non presentano un ordine a lungo raggio. Questi solidi hanno una struttura disordinata e possono essere flessibili o fragili, come nel caso del vetro o della plastica. CARATTERISTICHE MECCANICHE I solidi sono rigidi e incomprimibili, il che significa che mantengono la loro forma e il loro volume anche quando vengono sottoposti a pressione o a deformazioni. Questa caratteristica è dovuta alle forze attrattive tra le unità costituenti, che impediscono loro di muoversi liberamente. Inoltre, i solidi possono essere duri o morbidi, a seconda della forza delle forze attrattive. I solidi duri, come il metallo, sono difficili da deformare, mentre i solidi morbidi, come la cera, sono più facili da deformare. CARATTERISTICHE TERMICHE I solidi hanno un punto di fusione ben definito, che è la temperatura alla quale passano dallo stato solido a quello liquido. Durante la fusione, le forze attrattive tra le unità costituenti vengono superate e le molecole si muovono liberamente. Inoltre, i solidi possono avere una conducibilità termica elevata o bassa, a seconda della loro struttura. I solidi con una struttura cristallina possono avere una buona conducibilità termica, mentre i solidi amorfi possono avere una conducibilità termica più bassa. CARATTERISTICHE ELETTRICHE I solidi possono essere conduttori o isolanti elettrici, a seconda della loro capacità di condurre l'elettricità. I solidi metallici, come il rame, sono buoni conduttori elettrici perché hanno elettroni liberi che possono muoversi liberamente. Al contrario, i solidi covalenti o ionici possono essere isolanti elettrici perché gli elettroni sono fortemente legati alle loro unità costituenti. In conclusione, i solidi hanno caratteristiche uniche che dipendono dalla loro struttura e dalle forze che tengono assieme le unità costituenti. Queste caratteristiche determinano le proprietà meccaniche, termiche ed elettriche dei solidi.RETICOLARI I solidi amorfi sono caratterizzati da un ordine a corto raggio, ma non a lungo raggio. Un esempio di solido amorfo è il vetro. I solidi ionici sono composti da una sequenza infinita di ioni di segno opposto tenuti insieme da forze prevalentemente elettrostatiche. Queste forze includono l'attrazione tra ioni di segno opposto e la repulsione tra ioni dello stesso segno di tipo coulombiano. Inoltre, ci sono anche repulsioni tra nuvole di carica di ioni adiacenti e altri termini di minore entità come le forze di Van der Waals o di London. Le interazioni ioniche sono forze rilevanti nei solidi ionici. Di conseguenza, i sali hanno temperature di fusione elevate che dipendono dalla carica degli ioni. Questi solidi sono generalmente non-conduttori perché gli ioni non hanno mobilità e sono fragili perché lo spostamento degli strati causa forti repulsioni. I solidi covalenti o reticolari sono costituiti da legami covalenti che si estendono su tutto il reticolo. Questi solidi hanno proprietà fisiche specifiche.

RETICOLARI• DUREZZA ELEVATA• ALTA TEMPERATURA DI FUSIONE• ISOLANTE

Non è possibile individuare singole molecole, tutti gli atomi sono tenuti assieme da legami chimici molto forti.

Sono difficili da deformare a causa della direzionalità dei legami covalenti (si può avere la rottura).

CHIMICA 1 Pagina 26

Sono difficili da deformare a causa della direzionalità dei legami covalenti (si può avere la rottura).

I punti di fusione sono elevati perché devono essere rotti dei legami forti.

SOLIDI METALLICI

Le caratteristiche fisiche, gli alti n° coordinazione in elementi con pochi elettroni di valenza sono spiegati col modello a "mare di elettroni".

PROPRIETÀ DEI METALLI• ALTA CONDUCIBILITÀ elettrica e termica• DUTTILI (lavorabili in fili) e MALLEABILI (lavorabili in fogli)• POCHI ELETTRONI NEL GUSCIO DI VALENZA• BASSA ELETTRONEGATIVITÀ.

SOLIDI MOLECOLARI

Sono formati da molecole o atomi tenuti

assieme da forze INTERmolecolari deboli. (es. H O, CO ; I ).2 2 2Questi solidi hanno temperature di fusione o sublimazione piuttosto basse (l’acqua fa eccezione per lapresenza del legame idrogeno) e possono essere deformati con facilità.

FORZE INTERMOLECOLARI O SECONDARIE

Le Teorie di Legame descrivono le forze che tengono uniti gli ato