Valenza e Numero di Ossidazione

La valenza è semplicemente il numero di legami che un atomo può formare. Per esempio, l'ossigeno ha valenza 2, l'idrogeno 1.

Il numero di ossidazione (n.o.) è la carica che un elemento avrebbe se tutti gli elettroni di legame fossero assegnati all'elemento più elettronegativo. Ogni elemento può avere più numeri di ossidazione diversi a seconda del composto.

Regole fondamentali per calcolare il n.o.:

• Nelle sostanze elementari, il n.o. è sempre 0
• Negli ioni, il n.o. corrisponde alla carica
• La somma dei n.o. in un composto neutro è sempre 0

Ricorda: L'ossigeno ha quasi sempre n.o. -2 $tranne nei perossidi dove è -1$, l'idrogeno +1 $tranne con i metalli dove è -1$.

Regola dell'Incrocio e Nomenclatura

La regola dell'incrocio ti permette di scrivere facilmente le formule dei composti binari. Scrivi l'elemento più elettronegativo a destra, poi incrocia i numeri di ossidazione: quello di un elemento diventa l'indice dell'altro.

Esistono tre tipi di nomenclatura: IUPAC (quella ufficiale internazionale), Stock (versione semplificata) e tradizionale (quella più antica ma ancora usata).

I composti inorganici si classificano in base alle loro proprietà: acidi o basici, binari o ternari (2 o 3 elementi), ionici o molecolari.

Schema di classificazione rapida:

• Con ossigeno: ossidi basici (metalli) o acidi/anidridi (non metalli)
• Con idrogeno: idruri (senza ossigeno) o idracidi/ossiacidi
• Sali: derivano dalla combinazione di acidi e basi

Trucco: Per riconoscere un composto dalla formula, guarda prima quanti elementi ci sono, poi cerca ossigeno e idrogeno per capire la famiglia.

Composti Binari - Ossidi

Gli ossidi basici si formano da metallo + ossigeno. Nella nomenclatura tradizionale usi "ossido di..." seguito dal nome del metallo. Se il metallo ha più numeri di ossidazione, aggiungi i suffissi -oso (n.o. minore) e -ico (n.o. maggiore).

Gli ossidi acidi (anidridi) vengono da non metallo + ossigeno. Si chiamano "anidride..." con gli stessi suffissi degli ossidi basici. Per gli alogeni (cloro, bromo, iodo) hai quattro possibilità: ipo...osa, ...osa, ...ica, per...ica.

Eccezioni importanti: Alcuni elementi come carbonio, azoto, cromo e manganese possono comportarsi sia da metalli che da non metalli a seconda del numero di ossidazione.

Attenzione: I perossidi hanno due atomi di ossigeno legati tra loro, quindi l'ossigeno ha n.o. -1 invece del solito -2!

Idruri e Idracidi

Gli idruri metallici $metallo + idrogeno$ seguono la regola "idruro di..." con i soliti suffissi -oso/-ico. Alcuni hanno nomi comuni come metano (CH₄) e ammoniaca (NH₃).

Gli idracidi si formano da idrogeno + non metalli del VII gruppo (alogeni) più zolfo e cianuro. Il nome è sempre "acido ...idrico" $esempio: HCl = acido cloridrico$.

I sali binari derivano dagli idracidi sostituendo l'idrogeno con un metallo. Il nome finisce sempre in "-uro di..." seguito dal metallo.

Formula magica per i sali binari: prendi l'idracido, togli l'idrogeno e metti il metallo al suo posto, poi bilancia con la regola dell'incrocio.

Memorizza: Gli idracidi più comuni sono HF, HCl, HBr, HI (acidi degli alogeni), H₂S (acido solfidrico) e HCN (acido cianidrico).

Composti Ternari - Idrossidi e Ossiacidi

Gli idrossidi $metallo + gruppo OH$ sono sempre basici. Il nome è "idrossido di..." con i soliti suffissi. Alcuni hanno nomi comuni: NaOH = soda, Ca(OH)₂ = calce spenta.

Gli ossiacidi derivano dalle anidridi che reagiscono con l'acqua. Mantengono gli stessi prefissi e suffissi dell'anidride di partenza, ma si chiamano "acido..." invece di "anidride".

Ossiacidi da memorizzare assolutamente:

• Alogeni: acido ipocloroso, cloroso, clorico, perclorico (anche per bromo e iodo)
• Altri importanti: H₂SO₄ (solforico), HNO₃ (nitrico), H₃PO₄ (fosforico), H₂CO₃ (carbonico)

Caso speciale: Gli acidi poliprotici (con più idrogeni) si dissociano a tappe, formando diversi ioni con cariche diverse.

Trucco: Dal nome dell'anidride all'ossiacido basta sostituire "anidride" con "acido" e mantenere tutto il resto uguale.

Ossiacidi Speciali e Ossoanioni

Alcuni elementi come boro, silicio e fosforo formano ossiacidi particolari con prefissi meta-, piro- e orto- a seconda di quante molecole d'acqua reagiscono con l'anidride.

Da sapere a memoria:

• H₃PO₄ = acido fosforico $orto-$
• H₄P₂O₇ = acido pirofosforico
• H₃BO₃ = acido borico

Quando gli ossiacidi si dissociano in acqua, formano ioni H⁺ e ossoanioni (ioni negativi poliatomici). Il nome dell'ossoanione deriva dall'acido: se l'acido finisce in -oso, lo ione finisce in -ito; se finisce in -ico, lo ione finisce in -ato.

I poliacidi si formano quando più molecole di anidride reagiscono con acqua, creando acidi complessi come il dicromico (H₂Cr₂O₇).

Regola d'oro: Dall'acido allo ione cambia solo il suffisso: -oso diventa -ito, -ico diventa -ato.

Sali Ternari

I sali ternari si formano quando un metallo prende il posto dell'idrogeno in un ossiacido. È come se l'idrossido "mangiasse" l'ossiacido liberando acqua.

Per il nome: prendi l'ossiacido, togli "acido", cambia i suffissi $-oso→-ito, -ico→-ato$ e aggiungi "di..." seguito dal metallo con i suoi suffissi.

Esempi: H₂SO₄ + Ba → BaSO₄ = solfato di bario

Sostituzione parziale (sali acidi): Se rimangono alcuni idrogeni, il sale si chiama "acido" o si usa il prefisso "idrogeno-". Esempio: NaHSO₄ = solfato acido di sodio.

Per la formula: parti dal nome dell'acido, scrivi l'ossoanione, bilancia le cariche con la regola dell'incrocio.

Metodo infallibile: Conosci l'acido → conosci lo ione → aggiungi il metallo → bilancia le cariche.

Sali Speciali

I sali basici contengono gruppi ossidrili (OH⁻) oltre all'anione principale. Si chiamano con il prefisso "mono-" o "di-basico". Esempio: Bi(OH)₂Cl = cloruro di-basico di bismuto.

I sali di ammonio hanno lo ione ammonio (NH₄⁺) al posto del metallo. Esempio: (NH₄)₂SO₄ = solfato di ammonio.

I sali doppi hanno due cationi metallici diversi, tipici di minerali e rocce. Esempio: CaMg(CO₃)₂ = carbonato doppio di calcio e magnesio.

I sali idrati includono molecole d'acqua nella loro struttura cristallina. Esempio: CuSO₄·5H₂O = solfato rameico pentaidrato.

Curiosità: I sali idrati spesso cambiano colore quando perdono l'acqua, per questo il solfato di rame passa da blu (idrato) a bianco (anidro).

Schema Riassuntivo Completo

NOMENCLATURA TRADIZIONALE:

• Ossidi basici: ossido + metallo $-oso/-ico$
• Anidridi: anidride + non metallo (ipo...osa, ...osa, ...ica, per...ica)
• Idruri: idruro di + metallo
• Idracidi: acido + elemento + idrico
• Idrossidi: idrossido di + metallo
• Ossiacidi: acido + non metallo $-oso/-ico$
• Sali: nome anione + di + metallo

NOMENCLATURA STOCK: Tutti i composti binari: nome elemento + (numero romano) + "...uro di" + altro elemento

NOMENCLATURA IUPAC: Composti binari: prefisso + elemento + "uro di" + prefisso + altro elemento

Nomi comuni da ricordare: soda (NaOH), potassa (KOH), calce spenta Ca(OH)₂, metano (CH₄), ammoniaca (NH₃)

Consiglio finale: Impara prima la nomenclatura tradizionale perché è quella più usata, poi passa alle altre. La pratica costante è la chiave del successo!