Legame idrogeno e temperatura di ebollizione

Legami idrogeno nel ghiaccio

Legami covalenti e legami idrogeno nella struttura dell’acido deossiribonucleico (DNA)

Gruppo 1 - Metalli alcalini – ns1

Configurazione elettronica ns1 Bassa elettronegatività Bassa energia di prima ionizzazione, elevata energia di seconda ionizzazione Composti ionici, ioni positivi M+1 (n.o. + 1) Gli elementi del gruppo 1 hanno proprietà comuni Li ha caratteristiche generali di metallo alcalino ma proprietà particolari dovute alla maggiore nergia di ionizzazione e alle minori dimensioni dello ione Li+ Carattere parzialmente covalente del legame ionico Analogie con il Mg (relazione diagonale)

Sostanze elementari Sono metalli con un reticolo a corpo centrato Temperatura di fusione e durezza molto basse che diminuiscono all’aumentare del numero atomico Energia reticolare bassa che diminuisce all’aumentare delle dimensioni dell’atomo Forti riducenti, molto reattivi La velocità di reazione aumenta all’aumentare del numero atomico (minore energia reticolare e minore energia di ionizzazione richiedono una minore energia attivazione)

Reazioni delle sostanze elementari Reazione con H2O Reazione con O2 Reazione con alogeni Reazione con acidi Reazione con alcoli Reazione con NH3

Particella di sodio. In H2O?

Preparazione delle sostanze elementari Riduzione degli ioni alcalini per via elettrochimica da sali fusi Celle elettrolitica tipo Dows Miscela NaCl/CaCl2 (2/3): p.f. 580°C (NaCl puro: p.f. 801°C)

Processo Solvay Sul fondo del reattore viene scaldato il CaCO3 che si decompone: CaCO3 → CaO + CO2 Dall'alto viene immessa nel reattore una soluzione concentrata di NaCL e NH3; precipita NaHCO3 NaCl + NH3 + CO2 + H2O → NaHCO3 + NH4Cl NaHCO3 viene convertito Na2CO3 per riscaldamento: 2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 NH3 viene rigenerata per trattamento di NH4Cl con la calce (CaO) residuo della decomposizione di CaCO3 CaO + H2O → Ca(OH)2 Ca(OH)2 + 2 NH4Cl → CaCl2 + 2 NH3 + 2 H2O L'ammoniaca viene riciclata e l'unico prodotto di scarto è CaCl2

Eteri corona e criptandi Gli ioni alcalini hanno scarsa tendenza a formare complessi di coordinazione a causa delle loro dimensioni relativamente grandi e della carica elettrica piccola. Complessi con basi di Lewis Leganti polidentati ad anello con atomi di ossigeno come donatori (eteri a corona) che intrappolano gli ioni alcalini nella loro cavità K+ Na+ La stabilità di questi complessi dipende dalle dimensioni delle cavità e dal raggio dello ione alcalino

Il primo, e più importante, dei criptandi è 1,10-diaza-4,7,13,16,21,24-esaoxabiciclo[8.8.8]esacosano. Si utilizza il nome pratico Criptando[2.2.2], dove i numeri indicano il numero di atomi di ossigenio in ognuna delle tre braccia tra gli atomi di azoto a testa di ponte. I criptandi legano sia con gli atomi di azoto che con quelli di ossigeno La caratteristica fondamentale di questi composti è quella di possedere una cavità tridimensionale, all’interno della quale possono essere inglobate delle molecole o degli ioni, con conseguente formazione di composti di inclusione. Le reazioni di coordinazione sono guidate dalla natura della cavità, dalla sua forma e dimensione, dal tipo di atomi donatori e dalla loro disposizione relativa.

Le dimensioni della nicchia danno una selettività dimensionale, permettendo la distinzione tra i cationi dei metalli alcalini.

Usi I criptandi, nonostante il loro costo e la difficoltà di sintesi, offrono migliore selettività e stabilità di legame rispetto ad altri complessanti per gli ioni alcalini, come gli eteri a corona. Rendono possibile estrarre sali altrimenti insolubili in solventi organici; Aumentano la reattività degli anioni dei sali perché riescono a spezzare le coppie ioniche; Possono essere utilizzati come catalizzatori di trasferimento di fase, trasferendo ioni da una fase all'altra. I criptandi hanno consentito la sintesi di alcalidi (contenenti gli anioni Na- e K-) e elettridi (in cui l'anione è un elettrone). Sono stati usati per cristallizare ioni cluster come Sn92-. Capacità di isolare lo ione ospite dal blocco del solvente (tutte le molecole d'acqua al di fuori della sfera di coordinazione) e di impedire la coordinazione diretta di molecole d'acqua,