valenza stechiometrica ed elettronica


valenza stechiometrica:
numero che indica la capacità di un atomo di un elemento
di unirsi ad atomi di idrogeno o sostituirlo nei suoi composti
(idrogeno sempre monovalente H,ossigeno sempre bivalente O)
monovalente 1,bivalente 2,trivalente 3,tetravalente 4,pentavalente 5,
esavalente 6,eptavalente 7
(qualche elemento può presentare sempre solo una valenza;altri
 possono presentare varie valenze in composti diversi con gli
 stessi elementi costituenti)

dall'analisi dei composti con H si ricava la valenza degli elementi(H=1)
HCl         cloro     Cl monovalente   lega 1 H
NaH         sodio     Na monovalente   lega 1 H
CaH2	    calcio    Ca bivalente     lega 2 H
H2O	    ossigeno  O  bivalente     lega 2 H
AlH3        alluminio Al trivalente    lega 3 H
SnH2	    stagno    Sn bivalente     lega 2 H
SnH4        stagno    Sn tetravalente  lega 4 H
FeH2        ferro     Fe bivalente     lega 2 H
FeH3        ferro     Fe trivalente    lega 3 H

dall'analisi dei composti con O si ricava la valenza degli elementi(O=2)
K2O	    potassio  K  monovalente   
FeO	    ferro     Fe bivalente
Fe2O3       ferro     Fe trivalente
Al2O3       alluminio Al trivalente
PbO2	    piombo    Pb tetravalente
N2O3        azoto     N  trivalente
N2O5        azoto     N  pentavalente
SO2         zolfo     S  tetravalente
SO3         zolfo     S  esavalente
Cl2O5       cloro     Cl pentavalente
Cl2O7       cloro     Cl eptavalente

conoscendo le valenze si possono scrivere le formule dei composti binari
indicando i simboli degli elementi e il numero di atomi presenti
nel composto (indici numerici):praticamente si scrivono come indici
le valenze degli elementi scambiandole di posto(da numeri romani a 
numeri arabici)

alluminio e ossigeno	Al(III) O(II) ----> Al2O3
cloro e ossigeno        Cl(V) O(II)   ----> Cl2O5
sodio e ossigeno        Na(I) O(II)   ----> Na2OI...Na2O
zolfo e ossigeno        S(VI) O(II)   ----> S2O6 ...SO3  (semplificando)
azoto e ossigeno        N(V)  O(II)   ----> N2O5

le formule di composti ternari vengono ottenute con altre regole(cfr.)

 


la valenza elettronica indica il numero di elettroni che un
atomo cede,acquista,condivide quando si unisce ad altri atomi
nella formazione delle molecole:in pratica assume gli stessi
valori della valenza stechiometrica interpretandoli alla luce
della formazione dei legami chimici che coinvolgono sempre gli
elettroni dell'ultimo livello(elettroni di valenza)

numero di ossidazione:valore numerico formale(approssimazione
pratica) che indica il numero di cariche (+,-) associate ad
un atomo nello stato elementare,ionico,in un composto
(in pratica corrisponde alla valenza elettronica preceduta dai
 segni + o - per indicare se gli elettroni sono stati formalmente
 ceduti o acquistati:per convenzione anche nel legame covalente
 polare si assume che gli elettroni vengano ceduti dall'elemento
 meno elettronegativo e acquistati da quello più elettronegativo)

regole pratiche per assegnare N.O numero o stato di ossidazione:
elemento allo stato elementare H2...Cl2...O2...Na..Ca..=0
elemento in composti con legame covalente polare:
fluoro      F	=-1
ossigeno    O   =-2....(-1 H2O2....+2  F2O)
idrogeno    H   =+1....(-1 NaH....KH...AlH3..)
cloro       Cl  =-1....(+1,+3,+5+7 con O)
iodio       I   =-1....(+ con O)
bromo       Br  =-1....(+ con O)
metalli     X   =+1,+2,+3,+4

la somma algebrica degli elementi presenti in una molecola = 0
(tale regola permette di determinare N.O.di elementi presenti)

legame tipo covalente omopolare

 


legame tipo ionico

 


legame tipo covalente polare

 


assegnazione pratica dei numeri di ossidazione

applicando le regole indicate si può assegnare il N.O.
per ogni elemento presente in una formula assegnata

H2	stato elementare	H = 0
Cl2     stato elementare        Cl= 0

HCl	H +1(1)	     Cl-1      		      (+1-1=0)
H2SO3   H +1(2)		O -2(3)	  -6+2=-4	S  +4 (-6+2+4=0)
H2SO4   H +1(2)         O -2(4)   -8+2=-6       S  +6 (-8+2+6=0)
NNO3    H +1(1)		O -2(3)   -6+1=-5	N  +5 (-6+1+5=0)
NaNO2   Na+1(1)	        O -2(2)   -4+1=-3	N  +3 (-4+1+3=0)
Al(OH)3 H +1(3)		O -2(3)   -6+3=-3       Al +3 (-6+3+3=0)

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