estensione del legame covalente a composti non molecolari : diamante, grafite, silicio inoltre...
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ESTENSIONE DEL LEGAME COVALENTE A COMPOSTI NON MOLECOLARI : diamante, grafite, silicio
Inoltre mentre CH4 = SiH4
CO2 DIVERSA DA SiO2
il silicio può formare solo strutture tetraedriche (sp3)
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SiO2
Molecola biatomica lineare, sostanza gassosa
Solido covalente non molecolare
Il carbonio può formare legami multipli, il silicio può formare solo legami singoli. La geometria non è lecita al silicio per mancanza di sovrapposizione, VEDI POSIZIONE DEL SILICIO SULLA TAVOLA PERIODICA.
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COMPOSTI COVALENTI NON MOLECOLARI
Proprietà
Punti di fusione ed ebollizione
Sono elevati perchè ogni atomo è legato agli altri da forti legami covalenti. Molti legami devono essere rotti nel passaggio di stato e quindi occorre una grande quantità di energia termica.
Conduttività elettrica
Presentano scarsa conducibilità perché gli elettroni non sono mobili. La grafite è un’eccezione.
Durezza Sono duri perché gli atomi sono legati fortemente nel reticolo e non sono facilmente sostituibili.
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METALLI
Proprietà
Punti di fusione ed ebollizione
I metalli hanno alte temperature di fusione e di ebollizione a causa della grande quantità di energia richiesta per rompere il forte legame metallico nel “lattice”
Conduttività elettrica
Conducono a causa della elevata mobilità degli elettroni legata alla teoria delle bande di conduzione e alla presenza di orbitali delocalizzati
Proprietà fisico-
meccaniche
A causa della natura non direzionale del legame metallico gli atomi si possono scambiare senza alterare la struttura. I metalli sono malleabili, duttili e possono ospitare difetti nella struttura cristallina.
Interazione con la luce
Elettroni liberi sono eccitati da fotoni assorbiti e li riemettono creando l’effetto della lucentezza.
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Non sempre le formule di Lewissono sufficienti per spiegare tutte le proprietà:Esempi: biossido di zolfo, o anidride solforosa SO2triossido di zolfo, o anidride solforica SO3benzene, C6H6ione nitrato, NO3-acido nitrico, HNO3ione carbonato, CO3--ione acetato, CH3COO-
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Reazioni di scambio / concetto di coppia
Ossido riduzioni, scambio di elettroni
Ossidazione: da ossigeno, ossigeno principale ossidante prende elettroni, e si riduce. Gli altri ossidanti si comportano come l’ossigeno, si trovano tipicamente nei non metalli. Il partner subisce il processo di ossidazione, tipicamente è un metallo, fa da riducente e si ossida.
Per comodità si assegna un numero di ossidazione agli atomi. Le reazioni redox portano a delle modifiche del numero di ossidazione.
ox1 + ne red1
red2 ox2 + ne _____________
ox1 + red2 red1 +ox2
Le due coppie 1 e 2 si scambiano elettroni, ossidazione e riduzione sono sempre contemporanee.
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L’ossigeno è l’ossidante più comune
reagisce spontaneamente con i metalli e con i non metalli
Ossidi ionici ossidi di ferro ossido d’alluminio molto comuni sulla crosta terrestre altri ossidi con tutti i metalli
Ossidi covalentiCO2, H2O, SO2, SO3
Ossidi composti binari con l’ossigeno
Formazione ossido di ferro
4Fe + 3O2 → 2 Fe2O3
Formazione del biossido di carbonio
C + O2 CO2
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Utilità del numero di ossidazione Assegnazione
Regole base
•Ogni atomo nella sua forma elementare (Na, O2, Mg, Cl2...)
ha numero di ossidazione uguale a zero. •Per ioni monoatomici il numero di ossidazione è uguale alla carica dello ione. •Per ioni poliatomici la somma dei numeri di ossidazione degli atomi costituenti è uguale alla carica dello ione. •Nei legami covalenti si attribuisce a ogni atomo una carica formale calcolata in base alla differenza di elettronegatività con l’atomo o gli atomi con cui è legato.•Per composti neutri la somma dei numeri di ossidazione degli atomi costituenti è uguale a 0.
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Elementi Numeri Eccezioni
Gruppo I +1 nessuna
Gruppo II +2 nessuna
F -1 nessuna
H (con metallie con B)
-1 nessuna
H (con I non-metalli)
+1 nessuna
O -2 -1 nei perossidi e + 2 con F
alogeni -1 Con ossigeno o alogeniseguenti nel gruppo
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valutare il numero di ossidazione di ogni elemento
NaCl MgCl2
Na2O AlCl3
CH4 CH3Cl CO2 H2CO3
SO3 H2SO4 SO2 H2SO3 Na2SO4
H2O
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Reazioni d’ossido-riduzione (REDOX)
Qualunque reazione dove gli elettroni sono trasferiti tra reagenti è detta ossidoriduzione
FeCl2 + CeCl4 -->FeCl3 + CeCl3
Se si pensano i composti ionici nella loro struttura, gli anioni cloro sono spettatori e la vera e propria
reazione è: Fe2+
(aq) + Ce4+(aq) -->Fe3+
(aq) + Ce3+(aq)
Ce4+ prende 1 elettrone da Fe2+. Fe2+ si ossida e Ce4+ si riduce
La carica del ferro passa da +2 a +3, il che significa
che ha perso un elettrone. Ossidazione: perdita di elettroni
D’altra parte la carica del cerio passa da +4 a +3, il
che significa che ha acquistato un elettrone. Riduzione: acquisto di elettroni .
In soluzione acquosa
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H2 + F2 → 2HF
H2 → 2H+ + 2e-
F2 + 2e- → 2F-
Formazione HF
Reazioni di formazione: da elementi a
composto, tutte le formazione sono
redox, non tutte le redox sono
reazioni di formazione
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Ancora sul concetto di coppia e di due reazioni associate a dare il processo ossidoriduttivo completo