Formule di struttura (Lewis)

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1 Formule di struttura (Lewis)
Composti covalenti Contare gli elettroni di valenza (a) di tutti gli atomi = numero Gruppo. Calcolare il numero totale di elettroni (b) necessari per far raggiungere all’atomo la struttura del gas nobile successivo (2 per l’idrogeno, 8 per tutti gli altri). La differenza (b – a)/2 = numero di legami. L’atomo centrale è quello a più bassa elettronegatività. H ed F formano solo legami semplici e sono sempre terminali.

2 H—C≡N HCN H(1) + C(4) + N(5) = 10 elettroni di valenza
H(2) + C(8) + N (8) = 18 elettroni (per struttura gas nobile) (18 – 10)/2 = 4 legami H—C—N atomo centrale carbonio meno elettronegativo H—C≡N

3 Composti ionici Elementi del I e II gruppo formano ioni positivi con elementi del VI e VII gruppo che formano ioni negativi. Na (I gruppo)  Na+ + e O (VI gruppo) + 2e-  O2 - Bilancio cariche: Na2O Mg (II gruppo)  Mg e Br (VII gruppo) + e-  Br- Bilancio cariche: MgBr2

4 F-O-F OF2 OF2 O(6) + 2F(14) = 20 elettroni di valenza
O(8) + F (2x8) = 24(per struttura gas nobile) (24 –20)/2 = 2 legami F-O-F atomo centrale ossigeno meno elettronegativo F-O-F

5 O=S O SO2 SO2 S(6) + O(2x6) = 18 elettroni di valenza
S(8) + O(8x2) = 24(per struttura gas nobile) (24 –18)/2 = 3 legami O—S—O atomo centrale zolfo meno elettronegativo O=S O

6 H-O-N=O O HNO3 HNO3 H(1) + N(5) + O(3x6) = 24 elettroni di valenza
H(2) + N(8) + O(8x3) = 34(per struttura gas nobile) (34 –24)/2 = 5 legami atomo centrale azoto meno elettronegativo H-O-N=O O

7 Ca e O Ca (II gruppo)  Ca++ + 2e- ; O (VI gruppo) + 2e-  O2- Bilancio cariche Ca2+ O2- Ca2+ O2-

8 F F-C-F C ed F C (4) 4F(28) = 32 elettroni di valenza
C(8) + 4F (4x8) = 40(per struttura gas nobile) (40 –32)/2 = 4 legami atomo centrale carbonio meno elettronegativo F F-C-F

9 Ca e F Ca (II gruppo)  Ca++ + 2e- ; 2 F (VII gruppo) + 2e-  2F- Bilancio cariche Ca++ 2F- CaF2 H2O2 H2O2 2H(2) + 2 O(12) = 14 elettroni di valenza 2H(4) + 2 O(2x8) = 20(per struttura gas nobile) (20 –14)/2 = 3 legami H-O-O-H

10 N=O N e O NO N(5) + O(6) = 11 elettroni di valenza
N(8) + O(8) = 16 elettroni (per struttura gas nobile) (16 – 11)/2 = 2,5 legami N=O

11 I O=C—Cl COCl2 COCl2 C(4) + O(6) + 2Cl(14) = 24 elettroni di valenza
C(8) + O(8) + 2Cl(2x8) = 32(per struttura gas nobile) (32 –24)/2 = 4 legami atomo centrale carbonio meno elettronegativo Cl I O=C—Cl

12 Mg(s) + 1/2O2(g) →Mg2+ + O2- (MgO)
Ossidoriduzioni, composti ionici Mg(s) + 1/2O2(g) →Mg2+ + O2- (MgO) Mg → Mg e- ossidazione O + 2e- → O2- riduzione Mg(s) + Cl2(g) → Mg Cl1- (MgCl2) Mg → Mg e- ossidazione Cl2 + 2e- → 2Cl1- riduzione Numero ossidazione (n.o.) = carica dello ione

13 Cu++SO4-- + Zn → Cu + Zn++ SO4--
Cu e- → Cu riduzione Zn → Zn e- ossidazione Cl2 + 2I- → 2Cl- + I2 Cl2 + 2e- → 2Cl- riduzione 2I- → I2 + 2e- ossidazione

14 Ossidoriduzioni, composti covalenti
SO2 + H2S → S + H2O H-S-H S H-O-H O=S→O S(+4) + 4 e- → S(0) riduzione S(-2) → S(0) + 2 e- ossidazione S(+4) +2S(-2) → 3S(0) + H2O SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O n.o. = carica dello ione formato,considerando i δ cariche intere.

15 Numeri di ossidazione n.o.
Elementi non combinati Ioni monatomici Xn+ Yn- Carica dello ione +x -y H +1 (-1 idruri) F -1 Cl, Br, I -1 (da +1 a +7 con O e F) O -2 (+2 con F; -1perossidi) Elem. I, II e III gruppo +1, +2, +3 Elem. IV, V e VI gruppo Var. massimo +4, +5, +6 La somma algebrica dei n.o. di: un composto neutro = 0 uno ione poliatomico = carica ione

16 Numero di ossidazione n.o. di Fe in Fe2O3
2 n.o.Fe+ 3(-2) = 0 n.o.Fe = +3 Numero di ossidazione n.o. di S in H2SO4 2(+1) + 4(-2)+Y = 0 n.o. S = +6

17 n.o. di N in NH4NO3= NH4+ NO3- NH4+; n.o.N+4x(+1) = +1 n.o.N = -3
NO3- ; n.o.N + 3x(-2) = -1 n.o.N = + 5

18 Bilanciamento delle ossidoriduzioni
Fe2O3(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g) Fe(+3) + 3 e- → Fe(0) C(+2) → C(+4) + 2e- 2Fe(+3) + 6 e- → 2Fe(0) 3C(+2) → 3C(+4) + 6e- Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

19 CH3OH(l) + H2O2(l) → CO2(g) + H2O(g)
C(-2) → C (+4) + 6e- 2O(-1) + 2 e- → 2O(-2) C(-2) → C (+4) + 6e- 6O(-1) + 6e- → 6O(-2) CH3OH + 3H2O2 → CO2 + 5H2O

20 UF4(g) + Mg(s) → U(s) + MgF2(s)
U(+4) 4e - → U(0) Mg(0) → Mg(+2) + 2e - 2Mg(0) → 2Mg(+2) + 4e - UF4(g) + 2Mg(s) → U(s) + 2 MgF2(s)

21 N2H4(l) + N2O4(l) → N2(g) + H2O(g)
2N(-2) → 2N(0) + 4e - 2N(+4) + 8e - → 2N(0) 4N(-2) → 4N(0) + 8e - 2N(+4) 8e - → 2N(0) 2N2H4(l) + N2O4(l) → 3N2(g) + 4H2O(g)

22 B2O3(s) + Mg(s) → B(s) + MgO(s)
2B(+3) + 6e-→ 2B(0) Mg(0) → Mg(+2) + 2e- 3Mg(0) → 3Mg(+2) + 6e- B2O3(s) + 3Mg(s) → 2B(s) + 3MgO(s)

23 CO(g) + I2O5(s) → CO2(g) + I2(s)
C(+2) → C (+4) + 2e- 2I(+5) + 10e- → 2I(0) 5C(+2) → 5C(+4) + 10e- 5CO(g) + I2O5(s) → 5CO2(g) + I2(s)

24 Cl2(g) + 2NaOH(aq) → NaCl(aq) + NaClO(aq) + H2O(g)
Cl2(g) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + NaClO(aq) + H2O(l) Cl(0) → Cl(+1) + e - Cl(0) + e - → Cl(-1) Cl2(g) + 2NaOH(aq) → NaCl(aq) + NaClO(aq) + H2O(g)

25 Na(0) → Na(+1) + e- 2Al(+3) + 6e- → 2Al(0) 6Na(0) → 6Na(+1) + 6e-
Bilanciare la reazione: Na + Al2O3 → Na2O + Al, stabilire quanto Al si forma per reazione di 10g di Na con 10g di ossido di alluminio. Quanto reagente in eccesso resta alla fine della reazione ? Na(0) → Na(+1) + e- 2Al(+3) + 6e- → 2Al(0) 6Na(0) → 6Na(+1) + 6e- 6Na + Al2O3 → 3Na2O + 2Al

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27 7H2O2(l) + N2 H 4(l) → 2HNO3(l) + 8H2O(g).
Bilanciare la reazione:H2O2(l) + N2H4(l) → HNO3(l) + H2O(g). Calcolare i g di acido nitrico ottenibili per reazione di 100g di idrazina con 800g di acqua ossigenata. 2O(-1) + 2 e- → 2O(-2) 2N(-2) → 2N(+5) + 14e - 14O(-1) e- → 14O(-2) 2N(-2) → 2N(+ 5) + 14e- 7H2O2(l) + N2 H 4(l) → 2HNO3(l) + 8H2O(g).

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29 3NH4ClO4(s) + 5Al(s)  5/2Al2O3(s) + 3/2N2(g) + 3HCl(g) +9/2H2O(g)
Una possibile reazione del propellente solido dei razzi spaziali (SRBs) è : NH4ClO4(s) + Al(s)  Al2O3(s) + N2(g) + HCl(g) + H2O(g); bilanciarla e calcolare: i kg di alluminio necessari teoricamente per 700 kg di perclorato, i kg di acido cloridrico e di ossido di alluminio formatisi. Cl(+7) + 8e-  Cl(-1) ossidante N(-3)  N(0) + 3e- }6e- riducenti Al(0)  Al(+3) +3e- Mcm (8,6) = 24 Cl(+7) + 8e-  Cl(-1) x 3 = 24e- ossidante N(-3)  N(0) + 3e- x3 = 9e- } riducenti Al(0)  Al(+3) +3e- x5 = 15e- _____ 24e- 3NH4ClO4(s) + 5Al(s)  5/2Al2O3(s) + 3/2N2(g) + 3HCl(g) +9/2H2O(g)

30 6NH4ClO4(s) + 10Al(s)  5Al2O3(s) + 3N2(g) + 6HCl(g) + 9H2O(g)