Valenza e numero di ossidazione

Ti sei mai chiesto come fanno i chimici a sapere quanti atomi mettere in una formula? La risposta sta nel numero di ossidazione, che è molto più utile della vecchia valenza.

Il numero di ossidazione rappresenta la carica che ogni atomo avrebbe se gli elettroni andassero tutti all'elemento più elettronegativo. È sempre preceduto da + o -, dove il segno meno va all'elemento più elettronegativo.

Le regole principali sono semplici da ricordare:

• Gli atomi da soli hanno n.o. = 0
• L'ossigeno ha quasi sempre n.o. = -2 $tranne nei perossidi dove è -1$
• L'idrogeno ha di solito n.o. = +1 $ma diventa -1 con i metalli$
• In un composto neutro, la somma di tutti i n.o. deve essere zero

Per scrivere le formule, metti prima l'elemento con n.o. positivo, poi bilancia i numeri in modo che la somma totale sia zero. Se i valori assoluti dei n.o. sono uguali, scrivi semplicemente un atomo per tipo; se sono diversi, il valore di uno diventa l'indice dell'altro.

💡 Trucco: Nei composti binari tra non metalli, segui sempre questo ordine: B-Si-C-As-P-N-H-Se-S-I-Br-Cl-O-F

Classificazione dei composti inorganici

La chimica inorganica è organizzata in modo logico: tutto dipende da come metalli e non metalli si comportano con ossigeno e acqua.

I metalli con l'ossigeno formano ossidi basici, che in acqua diventano idrossidi (liberano ioni OH⁻). I non metalli invece formano ossidi acidi (chiamati anche anidridi), che in acqua diventano acidi.

Ecco i tipi principali di composti:

Composti binari (due elementi):

• Sali binari: metallo + non metallo (MeX) - legame ionico
• Ossidi basici: metallo + ossigeno (MeO) - legame ionico
• Anidridi: non metallo + ossigeno (XO) - legame molecolare
• Idruri: elemento + idrogeno (possono essere ionici o molecolari)

Composti ternari (tre elementi):

• Idrossidi: metallo + ossigeno + idrogeno (MeOH)
• Ossiacidi: idrogeno + non metallo + ossigeno (HXO)
• Sali ternari: metallo + non metallo + ossigeno (MeXO)

💡 Ricorda: La reazione tra un idrossido e un acido produce sempre un sale + acqua!

Nomenclatura IUPAC

La nomenclatura IUPAC è il "linguaggio ufficiale" della chimica moderna. È sistematica e ti permette di capire immediatamente la composizione di un composto.

Per i composti binari, parti dall'elemento di destra nella formula: aggiungi il suffisso -uro alla radice del nome, poi "di" + nome dell'altro elemento. Per l'ossigeno usa direttamente "ossido".

• KCl → Cloruro di potassio
• CaO → Ossido di calcio

Quando ci sono più atomi, usa i prefissi numerici: mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, esa-, epta-, otta-. Il prefisso "mono-" si usa solo per CO (monossido di carbonio) e NO (monossido di azoto).

La nomenclatura di Stock indica il numero di ossidazione con numeri romani tra parentesi:

• FeO → Ossido di ferro(II)
• Fe₂O₃ → Ossido di ferro(III)

Per i composti ternari:

• Idrossidi: "idrossido" + prefisso se necessario + "di" + nome del metallo
• Ossiacidi: "acido" + prefisso per l'ossigeno $tetraosso-, pentaosso-$ + nome del non metallo + desinenza -ico + n.o. tra parentesi
• Sali ternari: elimini "acido", cambi -ico in -ato, aggiungi il nome del metallo

💡 Esempio pratico: H₂SO₄ = acido tetraossosolforico(VI) → FeSO₄ = tetraossosolfato(VI) di ferro(II)

Nomenclatura tradizionale - Parte 1

La nomenclatura tradizionale è ancora molto usata perché è più semplice e intuitiva. Distingue chiaramente tra composti di metalli (basici) e non metalli (acidi).

Ossidi basici $metallo + ossigeno$: usa "ossido di" + nome del metallo. Se il metallo ha più numeri di ossidazione, usa -oso per quello più basso e -ico per quello più alto.

• CaO → Ossido di calcio
• FeO → Ossido ferroso (Fe²⁺)
• Fe₂O₃ → Ossido ferrico (Fe³⁺)

Anidridi $non metallo + ossigeno$: usa "anidride" + nome del non metallo con suffisso -ica (se ha un solo n.o.) o -osa/-ica per due n.o. Con più di due n.o., aggiungi i prefissi ipo- (più basso) e per- (più alto).

• CO₂ → Anidride carbonica
• SO₂ → Anidride solforosa (S⁴⁺)
• SO₃ → Anidride solforica (S⁶⁺)

Idruri: "idruro di" + nome dell'elemento. I metallici sono ionici (H⁻), mentre quelli covalenti sono molecolari. Molti hanno ancora nomi comuni riconosciuti dalla IUPAC.

Idracidi $H + alogeno/zolfo$: "acido" + nome del non metallo + -idrico.

• HCl → Acido cloridrico

💡 Attenzione: Alcuni ossidi sono anfoteri (come Al₂O₃) e si comportano da acidi o basi a seconda dell'ambiente!

Nomenclatura tradizionale - Parte 2

Ora vediamo i composti più complessi, che sono anche i più importanti per la vita quotidiana e l'industria.

Idrossidi: "idrossido" + nome del metallo $con -oso/-ico se necessario$. Contengono sempre il gruppo OH⁻ e in acqua si dissociano liberando ioni idrossido.

• Mg(OH)₂ → Idrossido di magnesio
• Fe(OH)₂ → Idrossido ferroso

Ossiacidi: "acido" + nome del non metallo + -oso (n.o. minore) o -ico (n.o. maggiore). Per più di due n.o., usa i prefissi ipo- e per-.

• H₂SO₃ → Acido solforoso (S⁴⁺)
• H₂SO₄ → Acido solforico (S⁶⁺)

Alcuni elementi come fosforo e boro formano acidi diversi con lo stesso n.o. Si usano i prefissi meta- (1 H₂O), piro- (2 H₂O), orto- (3 H₂O).

Sali binari: radice del non metallo + -uro + "di" + nome del metallo.

• NaCl → Cloruro di sodio
• CuS → Solfuro rameico

Sali ternari: deriva il nome dall'acido di partenza. Togli "acido" e cambia la desinenza: -oso diventa -ito, -ico diventa -ato.

• Da H₂SO₄ (acido solforico) → MgSO₄ (solfato di magnesio)

💡 Trucco per gli esami: Memorizza le coppie -oso/-ito e -ico/-ato. Ti salveranno sempre!