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thorello-di-stefano
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Legame idrogeno e temperatura di ebollizione
Legami idrogeno nel ghiaccio
Legami covalenti elegami idrogeno nella struttura
dell’acidodeossiribonucleico (DNA)
Gruppo 1 - Metalli alcalini – ns1
• Configurazione elettronica ns1
• Bassa elettronegatività
• Bassa energia di prima ionizzazione, elevata energia di seconda ionizzazione
• Composti ionici, ioni positivi M+1 (n.o. + 1)
• Gli elementi del gruppo 1 hanno proprietà comuni
• Li ha caratteristiche generali di metallo alcalino ma proprietà particolari dovute alla maggiore nergia di ionizzazione e alle minori dimensioni dello ione Li+
– Carattere parzialmente covalente del legame ionico– Analogie con il Mg (relazione diagonale)
Sostanze elementari
• Sono metalli con un reticolo a corpo centrato
• Temperatura di fusione e durezza molto basse che diminuiscono all’aumentare del numero atomico
• Energia reticolare bassa che diminuisce all’aumentare delle dimensioni dell’atomo
• Forti riducenti, molto reattivi
• La velocità di reazione aumenta all’aumentare del numero atomico (minore energia reticolare e minore energia di ionizzazione richiedono una minore energia attivazione)
Reazioni delle sostanze elementari
• Reazione con H2O
• Reazione con O2
• Reazione con alogeni• Reazione con acidi• Reazione con alcoli
• Reazione con NH3
Particella di sodio.
In H2O?
Preparazione delle sostanze elementari
• Riduzione degli ioni alcalini per via elettrochimica da sali fusi
Celle elettrolitica tipo Dows
Miscela NaCl/CaCl2 (2/3): p.f. 580°C (NaCl puro: p.f. 801°C)
•Sul fondo del reattore viene scaldato il CaCO3 che si decompone:
CaCO3 → CaO + CO2
•Dall'alto viene immessa nel reattore una soluzione concentrata di NaCL e NH3; precipita NaHCO3
NaCl + NH3 + CO2 + H2O → NaHCO3 + NH4Cl
•NaHCO3 viene convertito Na2CO3 per riscaldamento:
2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2
•NH3 viene rigenerata per trattamento di NH4Cl con la calce (CaO) residuo della decomposizione di CaCO3
CaO + H2O → Ca(OH)2 Ca(OH)2 + 2 NH4Cl → CaCl2 + 2 NH3 + 2 H2O
•L'ammoniaca viene riciclata e l'unico prodotto di scarto è CaCl2
Processo Solvay
•Gli ioni alcalini hanno scarsa tendenza a formare complessi di coordinazione a causa delle loro dimensioni relativamente grandi e della carica elettrica piccola.
•Complessi con basi di Lewis
•Leganti polidentati ad anello con atomi di ossigeno come donatori (eteri a corona) che intrappolano gli ioni alcalini nella loro cavità
•La stabilità di questi complessi dipende dalle dimensioni delle cavità e dal raggio dello ione alcalino
K+
Na+
Eteri corona e criptandi
•Il primo, e più importante, dei criptandi è 1,10-diaza-4,7,13,16,21,24-esaoxabiciclo[8.8.8]esacosano.
•Si utilizza il nome pratico Criptando[2.2.2], dove i numeri indicano il numero di atomi di ossigenio in ognuna delle tre braccia tra gli atomi di azoto a testa di ponte.
• I criptandi legano sia con gli atomi di azoto che con quelli di ossigeno
•La caratteristica fondamentale di questi composti è quella di possedere una cavità tridimensionale, all’interno della quale possono essere inglobate delle molecole o degli ioni, con conseguente formazione di composti di inclusione. Le reazioni di coordinazione sono guidate dalla natura della cavità, dalla sua forma e dimensione, dal tipo di atomi donatori e dalla loro disposizione relativa.
•Le dimensioni della nicchia danno una selettività dimensionale, permettendo la distinzione tra i cationi dei metalli alcalini.
Usi •I criptandi, nonostante il loro costo e la difficoltà di sintesi, offrono migliore selettività e stabilità di legame rispetto ad altri complessanti per gli ioni alcalini, come gli eteri a corona. •Rendono possibile estrarre sali altrimenti insolubili in solventi organici; •Aumentano la reattività degli anioni dei sali perché riescono a spezzare le coppie ioniche;•Possono essere utilizzati come catalizzatori di trasferimento di fase, trasferendo ioni da una fase all'altra. •I criptandi hanno consentito la sintesi di alcalidi (contenenti gli anioni Na- e K-) e elettridi (in cui l'anione è un elettrone). Sono stati usati per cristallizare ioni cluster come Sn92-. •Capacità di isolare lo ione ospite dal blocco del solvente (tutte le molecole d'acqua al di fuori della sfera di coordinazione) e di impedire la coordinazione diretta di molecole d'acqua,