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)

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.

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.

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.

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-

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.

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

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.

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

valutare il numero di ossidazione di ogni elemento

NaCl MgCl2

Na2O AlCl3

CH4 CH3Cl CO2 H2CO3

SO3 H2SO4 SO2 H2SO3 Na2SO4

H2O

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

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

Ancora sul concetto di coppia e di due reazioni associate a dare il processo ossidoriduttivo completo