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La struttura atomico-molecolare della materia e il legame chimico

Valenza e numero di ossidazione

Rammentiamo che la valenza può essere definita come il numero di elettroni che un atomo di un elemento acquista, cede o mette in comune quando si lega con atomi di altri elementi. Nei composti ionici il concetto di valenza coincide con quello di elettrovalenza: a ogni singola carica elettrica positiva o negativa portata da uno ione corrisponde una effettiva possibilità di realizzare un legame ionico. Per esempio, lo ione calcio, Ca2+ è bivalente positivo perché, avendo perso due elettroni, possiede due cariche positive e può formare due legami ionici con altri ioni negativi, per esempio con lo ione ossido, O2−, bivalente negativo, dando luogo all'ossido di calcio, CaO.

Nei composti covalenti, formati da molecole, la valenza di un elemento, detta in questo caso covalenza, è data dal numero di elettroni che può mettere in compartecipazione. Per esempio, l'idrogeno H mette in compartecipazione un elettrone ed è monovalente, l'ossigeno O mette in compartecipazione un elettrone con ciascun atomo di idrogeno ed è bivalente; tuttavia, non possiamo parlare di cariche positive o negative come nel caso dei composti ionici.

Per questo motivo si è trovato più comodo introdurre il concetto di numero di ossidazione (n.o.), che rappresenta la carica formale che si può attribuire a un elemento in un composto, supponendo che tutti i legami siano di tipo ionico, in modo da assegnare gli elettroni di legame all'atomo più elettronegativo . Il numero di ossidazione, che nel caso degli ioni corrisponde alla carica ionica, può assumere, a differenza della valenza, valori positivi e negativi, ma anche il valore zero. 

Alcuni elementi possono presentare due o più numeri di ossidazione e in questi casi la nomenclatura segue opportuni criteri per distinguerli. Per esempio: il ferro può formare gli ioni Fe2+ e Fe3+: Fe2+ è chiamato nella nomenclatura tradizionale ione ferroso, Fe3+ è chiamato ione ferrico (cambia cioè la desinenza finale della radice del nome dell'elemento).

Il numero di ossidazione si esprime anche mediante la notazione di Stock usando numeri romani tra parentesi di seguito al nome dell'elemento; per esempio Fe2+ si indica come ione Fe (II) o ione ferro (II), Fe3+ si indica come ione Fe (III) o ione ferro (III).

Tab. 6.1: Classificazione dei composti chimici inorganici

Tabella 6.1 CLASSIFICAZIONE DEI COMPOSTI CHIMICI INORGANICI
tradizionalerazionale (IUPAC)
gruppi di composti caratteristiche BINARI
    con ossigeno senza ossigeno TERNARI
ossidi basici formati da un metallo e ossigeno (per es., ossido di potassio K2O)      
ossidi acidi o anidridi formati da un non metallo e ossigeno (per es., anidride solforosa SO2)      
idrossidi formati da un metallo legato a un ossidrile OH (per es., idrossido di sodio NaOH)      
acidi — ossiacidi formati da idrogeno, da un non metallo e da ossigeno (per es., acido solforico H2SO4)      
— idracidi formati da idrogeno e un non metallo (per es., acido cloridrico HCl)      
sali — sali degli ossiacidi (neutri) derivati dagli ossiacidi per sostituzione dell'idrogeno con un metallo (per es., solfato di sodio Na2SO4)      
— sali degli ossiacidi (acidi) derivati dagli ossiacidi per sostituzione parziale degli atomi di idrogeno con metalli (per es., bicarbonato di sodio NaHCO3)      
— sali degli idracidi derivati dagli idracidi per sostituzione dell'idrogeno con un metallo (per es., cloruro di sodio NaCl)      

Tab. 6.2: Nomenclatura dei composti binari contenenti ossigeno

Tabella 6.2 NOMENCLATURA DEI COMPOSTI BINARI CONTENENTI OSSIGENO
formula nome IUPAC notazione di Stock nome tradizionale
      ossidi basici
Na2O (mon)ossido di disodio   ossido di sodio
CaO (mon)ossido di calcio   calce viva
FeO (mon)ossido di ferro ossido di ferro (II) ossido ferroso
Fe2O3 triossido di diferro ossido di ferro (III) ossido ferrico
      ossidi acidi o anidridi
CO2 diossido di carbonio   anidride carbonica
SO2 diossido di zolfo ossido di zolfo (IV) anidride solforosa
SO3 triossido di zolfo ossido di zolfo (VI) anidride solforica
N2O (mon)ossido di diazoto ossido di azoto (I) protossido di azoto o ossido nitroso
NO (mon)ossido di azoto ossido di azoto (II) monossido di azoto o ossido nitrico
N2O3 triossido di diazoto ossido di azoto (III) anidride nitrosa
NO2 diossido di azoto ossido di azoto (IV) ipoazotide, biossido di azoto
N2O5 pentaossido di diazoto ossido di azoto (V) anidride nitrica
Cl2O (mon)ossido di dicloro ossido di cloro (I) anidride ipoclorosa
Cl2O3 triossido di dicloro ossido di cloro (III) anidride clorosa
Cl2O5 pentaossido di dicloro ossido di cloro (V) anidride clorica
Cl2O7 eptaossido di dicloro ossido di cloro (VII) anidride perclorica

Tab. 6.3: Nomenclatura dei composti binari senza ossigeno

Tabella 6.3 NOMENCLATURA DEI COMPOSTI BINARI SENZA OSSIGENO
formula nome IUPAC notazione di Stock nome tradizionale
      idracidi
HF fluoruro di idrogeno   acido fluoridrico
HCl cloruro di idrogeno   acido cloridrico
HBr bromuro di idrogeno   acido bromidrico
Hl ioduro di idrogeno   acido iodidrico
H2S solfuro di diidrogeno   acido solfidrico (idrogeno solforato)
      sali degli idracidi
NaCl cloruro di sodio   cloruro di sodio
CaCl2 dicloruro di calcio   cloruro di calcio
AlBr3 tribromuro di alluminio   bromuro di alluminio
FeCl2 dicloruro di ferro cloruro di ferro (II) cloruro ferroso
FeCl3 tricloruro di ferro cloruro di ferro (III) cloruro ferrico
FeS solfuro di ferro solfuro di ferro (II) solfuro ferroso
Fe2S3 trisolfuro di diferro solfuro di ferro (III) solfuro ferrico
      idruri
LiH idruro di litio   idruro di litio
CaH2 diidruro di calcio   idruro di calcio
AlH3 triidruro di alluminio   idruro di alluminio
NH3 (triidruro di azoto)   ammoniaca
PH3 (triidruro di fosforo)   fosfina

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