Di Marie-Luise Blue
Aggiornato il 30 agosto 2022
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La carica di uno ione di un metallo di transizione riflette gli elettroni che ha perso durante una reazione chimica. Determinare tale carica richiede la conoscenza dell’elemento, delle cariche degli atomi circostanti e della carica molecolare complessiva. Tutti i numeri di ossidazione sono numeri interi e la somma delle cariche atomiche è uguale alla carica netta della specie.
Quando un atomo perde elettroni, i chimici chiamano il processo ossidazione. Per i metalli di transizione, lo stato di ossidazione, e quindi la carica ionica, può variare da +1 a +7. Questi elementi possiedono orbitali d parzialmente riempiti che rendono la perdita di elettroni più facile rispetto agli elementi del gruppo principale. Alcuni stati di ossidazione sono intrinsecamente più stabili, quindi compaiono più frequentemente. Ad esempio, il ferro (Fe) può adottare gli stati +2, +3, +4, +5 o +6, ma +2 e +3 dominano nei contesti naturali e industriali. Nelle formule chimiche, lo stato di ossidazione è indicato da un numero romano tra parentesi (ad esempio, ossido di ferro (II), FeO, dove Fe porta una carica +2).
In un composto neutro la carica totale è zero. Conoscere lo stato di ossidazione degli atomi del legante consente di risolvere la carica del metallo. Ad esempio, in MnCl₂ i due ioni cloruro portano ciascuno –1. La carica combinata –2 costringe il manganese a +2 per mantenere la neutralità.
Gli ioni dei metalli di transizione spesso formano ioni complessi con carica positiva o negativa. Prendi lo ione permanganato, MnO₄ ⁻:ogni ossigeno ha uno stato di ossidazione di –2, per un totale di –8 da quattro ossigeni. La carica complessiva di –1 significa che il manganese deve essere +7.
La maggior parte dei sali di metalli di transizione neutri e solubili in acqua hanno stati di ossidazione pari a +3 o inferiori. Stati di ossidazione più elevati solitamente precipitano o idrolizzano per formare complessi contenenti ossigeno. Ad esempio, i sali di vanadio(V) si idrolizzano per produrre lo ione esaaquavanadato(IV), [V(OH)₆]⁺, o lo ione aquavanadato(V), [VO₄]⁻, a seconda dell'ambiente.
