Il numero di ossidazioneIl numero di ossidazione

Il numero di ossidazione è una carica positiva o negativa che viene attribuita formalmente a ciascun elemento in un composto.

Esso viene determinato dal numero di elettroni in più o in meno rispetto all’atomo neutro quando gli elettroni di legame sono attribuiti all’elemento più elettronegativo

n.o. +1 n.o. -1

H ClPer definizione il numero di ossidazione di un elemento nelle sostanze elementari è zero.Occorre scrivere la formula di struttura e attribuire i relativi e- all’atomo più elettronegativo

Il numero di ossidazione non dipende dal formalismo con cui la formula di struttura è scritta (cioè non dipende dal numero di legami vedi ione solfato).

SO

O

O ]] 2 -

O

SO

O

O ]] 2 -

O-2

-2

-2

-2 -2

-2

-2

-2

+6+6

Il numero di ossidazione di ioni monoatomici corrisponde alla carica dello ione.

La somma dei numeri di tutti i numeri di ossidazione degli atomi che compongono una specie chimica deve essere pari a zero per molecole neutre o pari alla carica dello ione.

• Il numero di ossidazione dell’idrogeno quando è legato a non metalli è per convenzione +1, indipendentemente dalla loro elettronegatività. (NH3,HCl,SiH4) • Il numero di ossidazione dell’ossigeno più comune è –2.

H2SO4

HSO4-

-2+1-2 x 4 + 1 x 2 + X = 0

X = 6

-2 x 4 + 1+ X = -1

X = 6

+1 -2

riassumendo:- il numero di ox non è correlato alla particolare formula usata, ne al

numero di legami covalenti- ci sono elementi che generalmente mantengono inalterato il loro

numero ox nella maggior parte delle sostanze (H, O, Na, K….) e altre che hanno numeri diversi nei diversi composti (C e N)

- la somma algebrica dei numeri di ox di un composto è uguale a zero o uguale alla carica dello ione

- gli elementi di transizione hanno vari numeri ox positivi che non sono sempre correlabili alla loro posizione nella tavola periodica

• Ogni elemento allo stato elementare ha no. di ossidazione ZERO • Il Fluoro ha sempre no. di ox -1. • L'Ossigeno ha sempre no. di ox -2, tranne che nei perossidi (-1) e nei

superossodi (-1/2)Perossidi: Composti che contengono il gruppo perossido -O-O-Superossidi: Composti che contengono lo ione superossido O2-

• L'Idrogeno ha sempre no. di ox +1, tranne che negli idruri ionici (-1)idruri ionici: Composti binari contenenti H e un metallo

1 2 13 14 15 16 17

H +1,-1

           

Li +1

Be +2

B +3

C +4, +2

N +5, +4, +3,

+2, +1, -2, -3

O -2, -1

F -1

Na +1

Mg +2

Al +3

Si +4

P +5, +3

S +6, +4, -2

Cl +7,+5, +3, +1, -1

K +1

Ca +2

Ga +3

Ge +4

As +5, +3

Se +6, +4, -2

Br +5, +3, +1, -1

Rb +1

Sr +2

In +3

Sn +4, +2

Sb +3, +5

Te +6, +4, -2

I +7,+5,+1, -1

Cs +1

Ba +2

Tl +1, +3

Pb +2, +4

Bi +3, +5

   

Numeri di ossidazione più comuni degli elementi principali della tabella periodica

i numeri di ox seguono un andamento periodico che dipende dalla configurazione elettronica

meno elettronegativi

quando sono legatiad elementi – elettronegativi

più elettronegativi

esempi calcolo numero oxNH3

H2O

H2SO3

Cl2O

CO32-

Cr2O7 2-

NaI

Na2S

HNO3

NaOH

Co(OH)3

PbO2

H2

Li2S CaBr2 CrCl3 Fe2O3

CuO CO SO3

Cl2O7

11 22 1313 1414 1515 1616 1717

LiHLiH BeHBeH22 BB22HH66 CHCH

44 NHNH33 HH22OO HFHF

NaHNaH MgHMgH22 AlHAlH

33 SiHSiH44 PHPH

33 HH22SS HClHCl

KHKH CaHCaH22 GaHGaH

33 GeHGeH44 AsHAsH

33 HH22SeSe HBrHBr

RbHRbH SrHSrH22    SnHSnH

44 SbHSbH33 HH22TeTe HIHI

CsHCsH BaHBaH22    PbHPbH

44 BiHBiH33      

Composti binari con idrogeno: idruri Composti binari con idrogeno: idruri

ionici polimeri molecolari

tutti costituiti da molecole discrete perciò gassosi

Acidi binariContengono 2 diversi elementi (di cui uno è H).

HFHClHBrHI

H2OH2SH2SeH2Te

secondo modello di Bronsted- acido: cede H+

-base: accetta H+

il carattere acido aumenta lungo un periodo da sin verso dx; aumenta scendendo verso il basso

Acidi binariL’ordine della forza acida è inverso all’ordine

della forza di legame:

H2O << H2S < H2Se < H2Te Forza acida

1 2 13 14 15 16 17

Li2O BeO B2O3 CO2, CON2O5, NO2,

N2O3, NO,

N2O

   

Na2O MgO Al2O3 SiO2 P4O10

P4O6

SO2, SO3 Cl2O7, ClO2

Cl2O

K2O CaO Ga2O3 GeO2 As4O6

As2O5

SeO2 Br2O

Rb2O SrO In2O3 SnO2

(SnO)Sb2O5 Sb2O3

TeO2 I2O5

Cs2O BaO  Tl2O PbO2

(PbO)Bi2O3    

ionici polimeri molecolari

Composti binari con ossigeno (numero ox -2): ossidi Composti binari con ossigeno (numero ox -2): ossidi

ossidi ionici:contengono ione O2-

tutti composti solidi con temperature di fusione elevate

ossidi molecolari: gassosi e quelli solidi hanno T di fusione molto basse; hanno tipiche

proprietà acide nei confronti dell’acqua

ossidi polimerici:temperature alte di fusione a causa dei legami covalenti, proprietà

chimiche intermedie

riassumendo:spostandosi da sin verso dx in un periodo, aumentando

l’elettronegatività dell’atomo legato all’O, diminuisce il carattere ionico del legame fino ad avere molecole discrete.

Contemporaneamente si passa da ossidi basici prima, anfoteri e acidi poi

Perossidi e superossidi Perossidi e superossidi

H2O2 perossido di idrogeno.Struttura non planare

O2- superossido: l’ossigeno ha

numero di ossidazione -1/2

Composti di formula H2X2 sono formati sia dall’ossigeno sia dallo zolfo e contengono il gruppo –X-X- con un legame fra atomi dello stesso elemento.Nel caso dell’ossigeno questo gruppo è il gruppo perossidico. L’ossigeno possiede numero di ossidazione -1.

O O O O

Idrossidi acidi e idrossidi basici: metallo o non metallo + idrogeno Idrossidi acidi e idrossidi basici: metallo o non metallo + idrogeno + ossigeno + ossigeno

1 2 13 14 15 16 17

LiOH Be(OH)2 H3BO3 H3CO3 HNO3

HNO2

   

NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 H4SiO4

H3PO4

H3PO3

H3PO2

H2SO4

H2SO3

HClO4

HClO3

HClO2

HClO

KOH Ca(OH)2 Ga(OH)3 H4GeO4 H3AsO4

H3AsO3

H2SeO4

H2SeO3

HBrO4

HBrO3

HBrO

RbOH Sr(OH)2 In(OH)3 Sn(OH)2 Sb(OH)3 H6TeO6

H2TeO3

H5IO6

HIO3

HIOCsOH Ba(OH)2  Tl(OH)3

TlOH

Pb(OH)2 Bi(OH)3    

ionici polimeri molecolari

Il carattere basico di questi composti diminuisce spostandosi lungo ciascun periodo da sinistra verso destra, mentre aumenta il carattere acido. Il carattere basico aumenta invece scendendo lungo un gruppo ed al diminuire del numero di ossidazione dell'elemento nel composto.

Idrossidi basiciComposti ossidrilici dei metalli = idrossidiIn acqua danno soluzioni basiche

Acidi ternari

Contengono 3 diversi elementi (di cui uno è H).

La maggior parte degli acidi ternari sono composti ossidrilici di non metalli (ossiacidi).

In queste sostanze H è legato ad uno degli atomi di O.

HNO3 HONO2 acido nitrico

HNO2 HONO acido nitroso

H2SO4 (HO)2SO2 acido solforico

H2SO3 (HO)2SO acido solforoso

Acidi ternariI protoni acidi degli idrossidi acidi (o ossoacidi) sono quelli legati ad O.

H2SO4

SO

O

O

O

H H

Acidi ternariLa forza acida della maggior parte degli acidi ternari

contenenti lo stesso elemento centrale aumenta all’aumentare del numero di ossidazione dell’atomo centrale e all’aumentare del numero di atomi di O.

HNO2 < HNO3

H2SO3 < H2SO4

HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4

Acidi ternariPer la maggior parte degli acidi ternari contenenti

elementi diversi nello stesso stato di ossidazione ed appartenenti allo stesso gruppo la forza acida aumenta all’aumentare dell’elettronegatività dell’atomo centrale.

H2SeO4 < H2SO4

H2SeO3 < H2SO3

HBrO4 < HClO4

HBrO3 < HClO3

Composti binari con alogeni: alogenuri Composti binari con alogeni: alogenuri

ionici polimeri molecolari

1 2 13 14 15 16

LiXLiX BeXBeX22 BXBX

33 CXCX44 NXNX

33 OFOF22

XXxxOOvv

NaXNaX MgXMgX22 AlFAlF

33

AlClAlCl33

AlAl22BrBr66

AlAl22II66

SiFSiF22

SiClSiCl22

SiXSiX44 PXPX

33

PFPF55

SXSX44

SFSF66

KXKX CaXCaX22 GaFGaF

33

GaClGaCl33

GaGa22BrBr66

GaGa22II66

GeXGeX22 GeXGeX

44 AsXAsX33

AsFAsF55

SeXSeX22

SeXSeX44

RbXRbX SrXSrX22 InFInF

33

InClInCl33

InIn22BrBr66

InIn22II66

SnXSnX22

SnFSnF44

SnFSnF22

SnXSnX44

SbFSbF55

SbFSbF33

SbXSbX33

SbClSbCl55

TeXTeX22

TeXTeX44

CsXCsX BaXBaX22 TlXTlX TlXTlX

33 PbXPbX22 PbFPbF

44

PbClPbCl44

BiFBiF55

BiFBiF33

BiXBiX33 PoXPoX

22