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 tipici 1 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: ossidi EOn/2 per n pari E2On per n dispari In generale EkOm m prefisso mono-ossido di- tri- tetra- penta- esa- 10 deca- k prefisso (mono)-elemento 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

3Ca(OH)2+ 2H3PO4 → Ca3(PO4)2+ 6H2O 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?

3Ca(OH)2+ 2H3PO4 → Ca3(PO4)2+ 6H2O 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?