Nomenclatura

PREMESSA

Per meglio comprendere quanto di seguito riportato è utile avere a portata di mano una tavola periodica che riporti i numeri di ossidazione degli elementi.

Dovendo far riferimento ad un generico elemento si farà uso del simbolo E.

NUMERI DI OSSIDAZIONE DEGLI ELEMENTI NEI LORO COMPOSTI

Cominciamo dalla definizione, ma non fatevi spaventare!

Il numero di ossidazione di un atomo di un elemento presente in una molecola indica il numero di elettroni che quell’atomo mette in gioco nel legarsi con gli altri atomi (legami ionici, covalenti o dativi). Il segno (positivo o negativo) dipende dal valore dell’elettronegatività dell’atomo in questione rispetto a quello degli atomi direttamente legati ad esso……

Fermiamoci qui. Quanto detto basta per capire che per una completa comprensione del significato del numero di ossidazione è necessario aver già studiato il legame chimico fra gli atomi nelle molecole e bisogna conoscere il concetto di elettronegatività. Scegliamo dunque una via meno rigorosa, ma sufficiente dal punto di vista pratico.

Nomenclature

 

I numeri di ossidazione più comuni che i vari elementi possono avere nei loro composti sono riportati nella tavola periodica (N.B. i più comuni, non tutti i possibili!) Guardando la tavola periodica è facile riconoscere che non esiste sempre una correlazione stretta e rigorosa fra il numero di ossidazione di un elemento e la sua posizione nella tavola periodica. Del resto il numero di ossidazione determina le proprietà chimiche di un elemento. Da ciò deriva l’impossibilità di definire poche e semplici regole largamente applicabili per la nomenclatura dei composti inorganici. Tuttavia alcune regolarità esistono ed è bene ricordarle:

a) Il numero di ossidazione di un elemento in una molecola può essere positivo, negativo o nullo, sia intero che frazionario.

b) Il numero di ossidazione di un singolo atomo di qualsiasi elemento è zero (in un atomo il numero di protoni è uguale al numero di elettroni, pertanto la sua carica è nulla).

c) Premesso che se ad un atomo togliamo (aggiungiamo) uno o più elettroni (N.B. gli elettroni sono particelle aventi carica negativa) questo acquisirà una carica positiva (negativa) pari al numero di elettroni tolti (aggiunti) trasformandosi in un catione (anione), è facile ricordare che il numero di ossidazione di uno ione (catione o anione) monoatomico è pari alla sua carica, compreso il segno.

Poiché gli elementi del primo, secondo e terzo gruppo cedono “facilmente” uno, due e tre elettroni, rispettivamente, va da sé che il loro numero di ossidazione coincide con il numero del gruppo:

  • il numero di ossidazione dei cationi del primo gruppo è sempre 1+ (es. Li+, Na+, Cs+), ma non per H e Tl.
  • il numero di ossidazione dei cationi del secondo gruppo è sempre 2+ (es. Be2+, Ca2+, Ba2+)
  • il numero di ossidazione dei cationi del terzo gruppo è sempre 3+ (es. B3+, Al3+, In3+)

Analogamente, poiché gli elementi del settimo, sesto e del quinto gruppo acquistano “facilmente” uno, due e tre elettroni, rispettivamente, è facile ricordare che il loro numero di ossidazione vale il numero del gruppo meno 8:

  • il numero di ossidazione degli anioni monoatomici del quinto gruppo è sempre 5-8 = 3- (es. N3-, P3-, As3-)
  • il numero di ossidazione degli anioni monoatomici del sesto gruppo è sempre 6-8 = 2- (es. O2-, S2-, Se2-)
  • il numero di ossidazione degli anioni monoatomici del settimo gruppo è sempre 7-8 = 1- (es. F-, Cl-, Br-, I-)

d) Il numero di ossidazione di atomi uguali uniti a formare una molecola è zero (es. H2, N2, O2, Cl2)

e) La somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi in una molecola deve sempre essere uguale a zero (infatti, per definizione, la carica totale una molecola deve sempre essere uguale a zero).

f) La somma algebrica dei numeri di ossidazione di tutti gli atomi in uno ione poliatomico deve sempre essere uguale alla carica totale dello stesso ione.

g) Il numero di ossidazione del fluoro nei suoi composti con altri elementi è sempre 1- (è l’atomo più elettronegativo).

h) Il numero di ossidazione dell’idrogeno nei suoi composti con altri elementi è sempre 1+, tranne il caso dei composti binari con i metalli, nei quali è 1- (tali composti si chiamano idruri, es. NaH, AlH3, CaH2, CuH, ecc).

i) Il numero di ossidazione dell’ossigeno nei suoi composti con altri elementi è sempre 2-, tranne i casi (rari) dei perossidi (1-), dei superossidi (1/2-) e del caso particolarissimo del fluoruro di ossigeno OF2 (2+).

j) In generale nei gruppi IV, V, VI e VII i diversi numeri di ossidazione di un elemento differiscono di almeno due unità.

k) Di norma il massimo numero di ossidazione di un elemento coincide con il numero del gruppo al quale appartiene.

l) Di norma il minimo numero di ossidazione di un elemento coincide con il numero del gruppo al quale appartiene meno 8.

m) Se in una molecola o in uno ione poliatomico sono noti i numeri di ossidazione di tutti gli elementi tranne uno, il numero di ossidazione di quest’ultimo si ricava per differenza sulla base di quanto affermato nei punti e) e f).

Qualche esempio dimostrerà che, con un po’ di esercizio, determinare i numeri di ossidazione degli elementi è più difficile a dirsi che a farsi.

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