Formule di struttura (Lewis)

Composti covalenti

H ed F formano solo legami semplici e sono sempre terminali.

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.

(18 – 10)/2 = 4 legami

H—C—N atomo centrale carbonio meno elettronegativo

HCN H(1) + C(4) + N(5) = 10 elettroni di valenza

H(2) + C(8) + N (8) = 18 elettroni (per struttura gas nobile)

H—C≡N

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+ + + 2e- Br (VII gruppo) + e- Br-

Bilancio cariche: MgBr2

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

OF2

F-O-F

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

SO2

O=S O

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

HNO3

H-O-N=O

O

Ca e O Ca (II gruppo) Ca++ + 2e- ; O (VI gruppo) + 2e- O2-

Bilancio cariche Ca2+ O2-

Ca2+ O2-

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

C ed F

FF-C-F F

Ca (II gruppo) Ca++ + 2e- ; 2 F (VII gruppo) + 2e- 2F-

Bilancio cariche Ca++ 2F- CaF2

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

H2O2

Ca e F

H-O-O-H

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 e O

N=O

atomo centrale carbonio meno elettronegativo

Cl I O=C—Cl

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

COCl2

Mg(s) + 1/2O2(g) →Mg2+ + O2- (MgO)

Ossidoriduzioni, composti ionici

Mg → Mg 2+ + 2e- ossidazioneO + 2e- → O2- riduzione

Mg(s) + Cl2(g) → Mg 2+ + 2Cl1- (MgCl2)

Mg → Mg 2+ + 2e- ossidazioneCl2 + 2e- → 2Cl1- riduzione

Numero ossidazione (n.o.) = carica dello ione

Cu++SO4-- + Zn → Cu + Zn++ SO4

--

Cu++ + 2 e- → Cu riduzione

Zn → Zn++ + 2 e- ossidazione

Cl2 + 2I- → 2Cl- + I2

Cl2 + 2e- → 2Cl- riduzione 2I- → I2 + 2e- ossidazione

SO2 + H2S → S + H2O

O=S→O H-S-H H-O-HS

S(+4) + 4 e- → S(0) riduzione

S(-2) → S(0) + 2 e- ossidazione

S(+4) +2S(-2) → 3S(0) + H2O

Ossidoriduzioni, composti covalenti

n.o. = carica dello ione formato,considerando i δ cariche intere.

SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O

Numeri di ossidazione n.o.

Elementi non combinati 0

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

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

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

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

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

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)

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)

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)

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)

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)

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 ?

2Al(+3) + 6e- → 2Al(0)

Na(0) → Na(+1) + e-

6Na(0) → 6Na(+1) + 6e-

6Na + Al2O3 → 3Na2O + 2Al

reagitonon OAl g 65,2mol g 102)072,0098,0(

Al g87,3molg 27 mol 0,143

formate; Al 143,03

43,0

idisponibil )(098,0102

10

reagite)(072,06

0,43mol

limitante agente Na 43,023

10

321-

1-

321

32

1

mol

molmol

OAlmolmolg

g

OAlmol

molmolg

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) + 14 e- → 14O(-2)

2N(-2) → 2N(+ 5) + 14e-

7H2O2(l) + N2 H 4(l) → 2HNO3(l) + 8H2O(g).

)(75,39363125,32

idisponibil)(52,2334

800

necessari)(87,21712,3

limitante agente )(12,332

100

31

221

22

421

HNOgmolgmol

OHmolmolg

g

OHmol

HNmolmolg

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.

3NH4ClO4(s) + 5Al(s) 5/2Al2O3(s) + 3/2N2(g) + 3HCl(g) +9/2H2O(g)

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-

Cl(+7) + 8e- Cl(-1) ossidante

N(-3) N(0) + 3e-

}6e- riducenti Al(0) Al(+3) +3e-

Mcm (8,6) = 24

(HCl)101,2175,366

61095,5

)O(Al107,5051026

51095,5

(Al)107,267276

101095,5

)ClONH(1095,55,117

10700

313

32313

313

443

1

3

gmolgmol

gmolgmol

gmolgmol

molmolg

g

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