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La '''chimica inorganica''' è quella branca della [[chimica]] che studia gli elementi, la sintesi e la caratterizzazione dei [[composto inorganico|composti inorganici]].
[[File:Inorganic-montage.png|thumb|'''I composti inorganici possono essere di tipi molto diversi''': 
'''A:''' il [[diborano]] possiede legami molto inusuali 
'''B:''' il [[cloruro di cesio]] è un prototipo di [[Sistema cristallino|struttura cristallina]] 
'''C:''' il [[tetracarbonilbis(ciclopentadienil)diferro|Fp2]] è un complesso [[Chimica metallorganica|organometallico]]
 
'''D:''' il [[silicone]] ha numerose applicazioni, da [[Colla|adesivi]] a [[protesi mammarie]] 
'''E:''' il [[catalizzatore di Grubbs]] ha fatto vincere nel 2005 il [[Premio Nobel per la chimica]] al [[Robert H. Grubbs|suo scopritore]] 
'''F:''' le [[zeoliti]] sono molto usate come [[setacci molecolari]] 
'''G:''' l'[[acetato di rame(II)]] sorprese i [[Chimica teorica|chimici teorici]] per il suo [[diamagnetismo]]]]

==Definizione==
Secondo la definizione storica, la chimica inorganica si occupa delle sostanze non prodotte dalla materia vivente, oggetto di studio della [[chimica organica]], quali sono i composti derivati dal [[minerale|regno minerale]] che non possiede forza vitale, in accordo con la teoria [[vitalismo|vitalista]]. Caratteristica delle sostanze inorganiche era considerata anche la loro possibilità di sintesi in laboratorio.

Dopo la sintesi dell'[[urea]] effettuata da [[Friedrich Wöhler]] nel [[1828]], utilizzando il composto inorganico [[cianato d'ammonio]], i confini tra le due branche della chimica si sono ristretti essendo dimostrato che anche i [[composto organico|composti organici]] sono in realtà sintetizzabili in laboratorio.

Successivamente è stato constatato che gli [[organismo vivente|organismi viventi]] sono anch'essi in grado di sintetizzare composti inorganici e con l'ulteriore affinarsi di conoscenze e tecniche sono addirittura fioriti campi di studio "ibridi" come quelli della [[chimica metallorganica]] e della [[chimica supramolecolare]]. Tuttavia permane una certa differenza fondata sulla diversa e caratteristica reattività della quale godono i composti organici e che si evidenzia in [[meccanismo di reazione|meccanismi di reazione]] del tutto peculiari.

== Concetti chiave ==
[[File:Potassium-oxide-3D-vdW.png|thumb|left|Struttura cristallina dell'[[ossido di potassio]], K2O, un composto ionico]]

Molti [[composti inorganici]] sono [[composti ionici]], sali costituiti da [[cationi]] e [[anioni]] tenuti assieme da [[legame ionico]]. Esempi di sali sono: il [[cloruro di magnesio]] MgCl2, costituito da cationi [[magnesio]] Mg2+ e anioni [[cloruro]] Cl–, e l'[[ossido di sodio]] Na2O, costituito da cationi [[sodio]] Na+ e anioni [[ossido]] O2–. In tutti i sali la carica totale dei cationi è bilanciata da quella degli anioni, in modo che il composto solido è elettricamente neutro. La facilità di formazione di ioni monoatomici può essere valutata dal [[potenziale di ionizzazione]] (per i cationi) o dall'[[affinità elettronica]] (per gli anioni) dell'elemento corrispondente.

[[Ossidi]], [[carbonati]], [[solfati]] e [[alogenuri]] costituiscono importanti famiglie di sali inorganici. Molti composti inorganici hanno [[punto di fusione]] elevato. Allo stato solido i sali inorganici in genere sono cattivi [[Resistività elettrica|conduttori]] di elettricità. Una caratteristica abbastanza comune è la [[solubilità]] in acqua e la facilità di [[cristallizzazione]] (ad es. [[NaCl]]), ma molti sono invece insolubili (ad es. [[SiO2|SiO2]]).

La più semplice [[reazione chimica]] inorganica è il [[doppio scambio]], dove mettendo assieme due sali gli ioni si scambiano senza variazioni del [[numero di ossidazione]]. Nelle reazioni di [[ossidoriduzione]] un reagente, detto ''ossidante'', acquista elettroni e diminuisce il proprio [[stato di ossidazione]], mentre l'altro, detto ''riducente'', cede elettroni e aumenta il proprio stato di ossidazione. Scambi di [[elettroni]] possono avvenire anche indirettamente, ad esempio nelle [[Pila (elettrotecnica)|pile]], che sono dispositivi [[Elettrochimica|elettrochimici]].

Quando uno dei reagenti contiene atomi di idrogeno si può avere una [[reazione acido-base]], dove vengono trasferiti protoni. In una definizione più generale, qualsiasi specie chimica capace di legarsi ad una coppia di elettroni è detta [[acido di Lewis]]; per contro, ogni specie che tende a cedere una coppia di elettroni è detta [[base di Lewis]]. Un trattamento più raffinato delle interazioni acido-base è la [[teoria HSAB]], che tiene conto della [[polarizzabilità]] e della dimensione degli ioni.

I composti inorganici si trovano in natura come [[minerali]]. Il suolo può contenere solfuro di ferro sotto forma di [[pirite]] o solfato di calcio sotto forma di [[Gesso (minerale)|gesso]]. I composti inorganici possono svolgere molte funzioni anche in campo biologico: come elettroliti ([[cloruro di sodio]]), come riserva di energia ([[Adenosina trifosfato|ATP]]), come materiali strutturali (i gruppi fosfato che formano lo scheletro del [[DNA]]).

Il primo composto inorganico importante prodotto artificialmente è stato il [[nitrato d'ammonio]], un [[fertilizzante]] ottenuto con il [[processo Haber-Bosch]]. Alcuni composti inorganici si sintetizzano per utilizzarli come catalizzatori, come [[V2O5|V2O5]] e [[TiCl3|TiCl3]], altri servono come [[reagenti]] in [[chimica organica]], come [[LiAlH4|LiAlH4]].

== Chimica inorganica industriale ==
{{vedi anche|Chimica industriale}}
La chimica inorganica è un ambito scientifico con molte applicazioni industriali. La quantità di [[acido solforico]] prodotto è un parametro utile per valutare l'economia di una nazione. Nel 2005 i primi 20 composti chimici inorganici prodotti in Canada, Cina, Europa, Giappone e Stati Uniti sono stati (in ordine alfabetico):<ref>{{en}}{{cita pubblicazione |cognome= |nome= |data=10 luglio 2006 |titolo=Facts & figures of the chemical industry |rivista= Chem. Eng. News }}</ref> [[acido cloridrico]], [[acido fosforico]], [[acido nitrico]], [[acido solforico]], [[ammoniaca]], [[azoto]], [[carbonato di sodio]], [[clorato di sodio]], [[cloro]], [[diossido di titanio]], [[idrogeno]], [[idrossido di sodio]], [[ossigeno]], [[nero di carbone]], [[nitrato d'ammonio]], [[perossido di idrogeno]], [[silicato di sodio]], [[solfato d'ammonio]], [[solfato di alluminio]], [[solfato di sodio]].

Un'altra applicazione pratica della chimica inorganica industriale è la produzione di [[fertilizzanti]].

== Chimica inorganica descrittiva ==
La chimica inorganica descrittiva si occupa di classificare i composti in base alle loro proprietà. La classificazione è basata in parte sulla posizione occupata nella tavola periodica dall'elemento con il più alto [[numero atomico]] presente nel composto, e in parte raggruppando i composti che presentano somiglianze strutturali. Succede spesso che un certo composto possa essere classificato in più categorie. Ad esempio, un composto organometallico può essere anche un composto di coordinazione, e può avere proprietà interessanti allo stato solido. Una serie di usuali classificazioni è riportata nel seguito.

=== Composti di coordinazione ===
{{vedi anche|Complesso (chimica)}}
[[File:CoEDTA-anion-3D-balls.png|thumb|L'[[EDTA]] [[Chelazione|chela]] uno ione Co3+ formando il complesso ottaedrico [Co(EDTA)]–]]

Nei ''composti di coordinazione'' o ''complessi'' classici un metallo è legato tramite una coppia di elettroni ad un atomo di un [[ligando|legante]] come H2O, NH3, Cl– e CN–. Nella chimica di coordinazione moderna quasi tutti i composti organici e inorganici possono essere usati come leganti. Il "metallo" appartiene in genere ai gruppi 3–13, oppure ai [[lantanoidi]] o [[attinoidi]], ma da un certo punto di vista tutti i composti chimici possono essere descritti come complessi.

La [[stereochimica]] dei complessi può essere molto ricca, come già osservato da [[Alfred Werner|Werner]] nel 1914 con la separazione dei due [[enantiomeri]] di [[Exolo|[Co{(OH)2Co(NH3)4}3]6+]], che dimostrò per la prima volta che la [[Chiralità (chimica)|chiralità]] non era proprietà esclusiva dei composti organici. Un argomento di attualità all'interno di questa specializzazione è la chimica di coordinazione supramolecolare.<ref>{{en}}{{cita libro|cognome=J.-M. Lehn |nome= |titolo=Supramolecular chemistry: Concepts and perspectives |anno=1995 |editore=Wiley-VCH |città=Weinheim |isbn=978-3-527-29311-7 }}</ref>
*Esempi: [Co([[EDTA]])]–, [[Cloruro di esamminocobalto(III)|[Co(NH3)6]3+]], [[TiCl4|TiCl4]]([[Tetraidrofurano|THF]])2.

=== Composti dei gruppi principali ===
[[File:Tetrasulfur-tetranitride-3D-vdW.png|thumb|Il [[tetranitruro di tetrazolfo]], S4N4, un composto dei gruppi principali che continua a incuriosire i chimici]]

Queste specie contengono elementi dei [[Gruppo della tavola periodica|gruppi]] 1, 2 e 13–18 della tavola periodica, escludendo l'[[idrogeno]]. Spesso si aggiungono anche gli elementi dei gruppi 3 ([[Scandio|Sc]], [[Ittrio|Y]] e [[Lantanio|La]]) e 12 ([[Zinco|Zn]], [[Cadmio|Cd]] e [[Mercurio (elemento chimico)|Hg]]) perché hanno una reattività simile.<ref>{{en}}{{cita libro|cognome= Greenwood |nome=N. N. |coautori= A. Earnshaw |titolo=Chemistry of the elements |ed=2 |anno=1997 |editore=Butterworth-Heinemann |città=Oxford |isbn=0-7506-3365-4 }}</ref>

A questo gruppo si possono aggiungere specie note sin dagli albori della chimica, ad esempio lo [[zolfo]] elementare S8 e il [[fosforo bianco]] P4. [[Antoine Lavoisier|Lavoisier]] e [[Joseph Priestley|Priestley]] con i loro esperimenti sull'ossigeno, [[Ossigeno|O2]], non solo identificarono un importante gas [[Molecola biatomica|diatomico]], ma permisero di descrivere composti e reazioni in base a rapporti [[Stechiometria|stechiometrici]]. All'inizio del 900 [[Carl Bosch]] e [[Fritz Haber]] resero possibile la sintesi dell'[[ammoniaca]] usando catalizzatori a base di ferro, una scoperta che ebbe un enorme impatto sulla storia dell'umanità, dimostrando l'importanza della sintesi di composti inorganici.

Esempi tipici di composti dei gruppi principali sono [[SiO2|SiO2]], [[SnCl4|SnCl4]] e [[N2O|N2O]]. Molti composti dei gruppi principali si possono anche considerare organometallici, dato che contengono gruppi organici, come ad esempio [[Tetrametilsilano|Si(CH3)4]]. Composti dei gruppi principali sono reperibili anche in natura, ad esempio i [[fosfati]] nel [[DNA]] e nelle [[Osso|ossa]], e quindi si possono classificare come bioinorganici. Viceversa possono essere considerati "inorganici" i composti organici senza (molti) idrogeni, come ad esempio i [[Fullerene|fullereni]], i [[nanotubi di carbonio]], e gli ossidi di carbonio [[Composto binario|binari]].
*Esempi: [[tetranitruro di tetrazolfo]] S4N4, [[diborano]] B2H6, [[siliconi]], [[fullerene]] C60.

=== Composti dei metalli di transizione ===
[[File:Cisplatin-3D-vdW.png|thumb|Il [[cisplatino]] è un complesso dei [[metalli di transizione]] usato nella [[chemioterapia]] di alcuni tumori ]]

I composti che contengono metalli dei [[Gruppo della tavola periodica|gruppi]] 4–11 sono considerati composti dei metalli di transizione. I composti con metalli dei gruppi 3 e 12 sono a volte inclusi in questa categoria, ma spesso sono considerati composti dei gruppi principali.

I composti dei metalli di transizione hanno una chimica di coordinazione ricca, spaziando da composti tetraedrici come [[TiCl4|TiCl4]] a composti planari quadrati come i complessi di platino, e a composti ottaedrici per i complessi del cobalto. Vari metalli di transizione si trovano in composti di importanza biologica, come il ferro nell'[[emoglobina]].
*Esempi: [[tetracloruro di titanio]], [[ferrocianuro di potassio]], [[cisplatino]]

=== Composti organometallici ===
{{vedi anche|Chimica organometallica}}
[[File:N-butyllithium-tetramer-3D-balls.png|thumb|Struttura di [[n-butillitio]]; i composti organometallici del [[litio]] esistono spesso in forma polimerica]]

I composti organometallici sono quelli dove un metallo è legato covalentemente ad uno o più atomi di carbonio di un gruppo organico. Il metallo M di queste specie può appartenere ai gruppi principali o ai metalli di transizione. In pratica è comunemente usata una definizione più ampia di composto organometallico, includendo i [[Metallocarbonile|metallocarbonili]] e anche i metallo [[alcossidi]].

I composti organometallici sono di solito considerati una categoria particolare perché i leganti organici sono spesso sensibili all'idrolisi e all'ossidazione, e quindi la preparazione di composti organometallici richiede tecniche più sofisticate rispetto ai tradizionali complessi di Werner. Le nuove procedure di sintesi, e in particolare la capacità di manipolare i complessi in solventi poco coordinanti, hanno permesso di utilizzare leganti scarsamente coordinanti come gli idrocarburi, H2 e N2. La chimica organometallica ha tratto molti vantaggi dal fatto che questi leganti sono in un certo qual modo prodotti dell'industria petrolifera.
*Esempi: [[ferrocene]] Fe(C5H5)2, [[molibdeno esacarbonile]] Mo(CO)6, [[clorotris(trifenilfosfina)rodio(I)]] RhCl(PPh3)3

=== Composti cluster ===
{{vedi anche|Cluster (chimica)}}
[[File:Decaborane-3D-balls.png|thumb|left|Il [[decaborano]] è un [[Cluster (chimica)|cluster]] del [[boro]] estremamente tossico]]
[[File:Fe4S4-3D-vdW.png|thumb|I [[centri di ferro-zolfo]] sono i componenti centrali di proteine essenziali per il [[metabolismo]] umano]]

Composti cluster si possono trovare in tutte le classi di composti chimici. A rigore, un cluster prevede più centri metallici legati tra loro con legami covalenti, ma si considerano cluster anche quelli formati da non metalli come il [[boro]]. Esistono cluster puramente inorganici, ma anche organometallici o bioinorganici. La distinzione tra cluster molto grandi e solidi estesi è sempre più sfumata. A questo livello di dimensioni si parla di nanoscienza e [[nanotecnologia]], e sono importanti gli studi di effetti quantici. I cluster di grandi dimensioni possono essere considerati come un insieme di atomi legati tra loro, con caratteristiche intermedie tra una molecola e un solido.
*Esempi: [[Triferro dodecacarbonile|Fe3(CO)12]], [[Decaborano|B10H14]], [[Cloruro di molibdeno(II)|[Mo6Cl14]2−]], [[Centri di ferro-zolfo|4Fe-4S]]

=== Composti bioinorganici ===
{{vedi anche|Chimica bioinorganica}}
[[File:Vitamin-B12-Co-centre-3D-balls.png|thumb|Il centro di cobalto ottaedrico della [[Cobalamina|Vitamina B12]]]]

Questi composti sono presenti in natura per definizione, ma questa categoria comprende anche specie antropogeniche come inquinanti (ad es. [[metilmercurio]]) e farmaci (ad es. [[cisplatino]]).<ref>{{en}}{{cita libro|cognome=S. J. Lippard, J. M. Berg |nome= |titolo=Principles of bioinorganic chemistry |anno=1994 |editore=University Science Books |città=Mill Valley, CA |isbn=0-935702-73-3 }}</ref> In questo campo si incontrano molti aspetti della biochimica e molti tipi di composti, ad esempio i fosfati nel [[DNA]], complessi metallici con leganti che spaziano da macromolecole biologiche come i [[peptidi]] a specie poco definite come gli [[acidi umici]], all'[[acqua]] coordinata in complessi di [[gadolinio]] (usati per [[imaging a risonanza magnetica]]). Un campo d'indagine tradizionale della chimica bioinorganica riguarda i processi di [[trasferimento di elettroni]] e di energia nelle proteine che servono nella respirazione. La chimica inorganica in campo medico studia anche quali siano gli [[Sali minerali|elementi essenziali]] costituenti delle biomolecole, con relativa applicazione a diagnosi e terapia.
*Esempi: [[emoglobina]], [[metilmercurio]], [[carbossipeptidasi]], [[ferritina]]

=== Composti allo stato solido ===
{{vedi anche|Chimica dello stato solido e delle superfici}}
[[File:YBa2Cu3O7.png|thumb|YBa2Cu3O7, abbreviato come [[YBCO]], è un [[superconduttore]] capace di [[Effetto Meissner-Ochsenfeld|levitare]] sopra un magnete a temperature inferiori alla sua temperatura critica, circa 90 K (−183 °C)]]

Questa area della chimica inorganica si focalizza su struttura,<ref>{{en}}{{cita libro|cognome= U. Müller |nome= |titolo=Inorganic structural chemistry |ed=2 |anno=2006 |editore=Wiley |città=Chichester |isbn=978-0-470-01865-1 }}</ref> legami e proprietà fisiche dei materiali. In pratica la chimica inorganica dello stato solido usa tecniche come la [[cristallografia]] per comprendere le proprietà che si generano dall'insieme di interazioni tra i componenti presenti nel solido. Questa area si interessa anche di [[metalli]], [[Lega (metallurgia)|leghe]] e derivati intermetallici. Campi di studio correlati sono la [[fisica della materia condensata]], la [[mineralogia]] e la [[scienza dei materiali]].
*Esempi: [[zeoliti]], [[YBCO|YBa2Cu3O7]], [[semiconduttori]]

== Chimica inorganica teorica ==
Un altro modo di avvicinarsi alla chimica inorganica è partire dal [[modello atomico di Bohr]], e usare gli strumenti e i modelli della [[chimica teorica]] e della [[chimica computazionale]] per spiegare i legami in molecole semplici, per poi passare a specie più complesse. I composti inorganici contengono molti elettroni, ed è quindi arduo descriverli accuratamente con i metodi della meccanica quantistica. Per affrontare queste difficoltà sono stati inventati molti approcci semiquantitativi o semiempirici, tra i quali la [[teoria degli orbitali molecolari]] e la [[teoria del campo dei leganti]]. Oltre a queste descrizioni teoriche si usano anche metodi approssimati, come la [[teoria del funzionale della densità]].

I composti che si comportano in modo inspiegabile per le teorie, sia in senso qualitativo che quantitativo, sono molto importanti per l'avanzamento delle conoscenze. Ad esempio,
[[Acetato di rame(II)|CuII2(OAc)4(H2O)2]] è quasi [[diamagnetico]] al di sotto della temperatura ambiente, mentre la [[teoria del campo cristallino]] predice che la molecola abbia due elettroni spaiati. Il disaccordo tra teoria (paramagnetico) e osservazione sperimentale (diamagnetico) ha portato allo sviluppo di modelli di "accoppiamento magnetico", che a loro volta hanno generato nuove tecnologie e nuovi materiali magnetici.

=== Teorie qualitative ===
[[File:Ferricyanide-3D.png|thumb|La [[teoria del campo cristallino]] spiega perché [[Ferricianuro di potassio|[FeIII(CN)6]3−]] ha un solo elettrone spaiato]]
La chimica inorganica ha tratto grandi vantaggi dalle teorie qualitative, che sono più facili da comprendere perché richiedono poche conoscenze di chimica quantistica. La [[teoria VSEPR]] è in grado di razionalizzare e predire le strutture di molti composti dei gruppi principali; ad esempio spiega perché [[NH3|NH3]] è piramidale mentre [[ClF3|ClF3]] ha forma a T. Nei metalli di transizione la [[teoria del campo cristallino]] permette di interpretare le proprietà magnetiche di molti complessi; ad esempio [[Ferricianuro di potassio|[FeIII(CN)6]3−]] ha un solo elettrone spaiato, mentre [FeIII(H2O)6]3+ ne ha cinque.

=== Simmetria molecolare e teoria dei gruppi ===
[[File:Nitrogen-dioxide-3D-vdW.png|thumb|Il [[diossido di azoto]], NO2, ha [[simmetria molecolare|simmetria]] C2v]]
Un concetto molto utile in chimica inorganica è quello di [[simmetria molecolare]].<ref>{{en}}{{cita libro|cognome= F. A. Cotton|nome= |titolo=Chemical applications of group theory |url= https://archive.org/details/isbn_9780471510949|anno=1990 |editore=John Wiley & Sons |città=New York|isbn=0-471-51094-7}}</ref> In matematica, la [[teoria dei gruppi]] fornisce il formalismo adatto a descrivere la forma delle molecole a seconda del gruppo puntuale cui appartengono. La teoria dei gruppi permette anche di semplificare i calcoli teorici.

In spettroscopia, le applicazioni più comuni della teoria dei gruppi riguardano spettri vibrazionali ed elettronici, perché conoscendo le proprietà di simmetria dello stato fondamentale e degli stati eccitati di una specie chimica si può prevedere numero e intensità delle bande di assorbimento. Una applicazione comune della teoria dei gruppi è la previsione del numero di vibrazioni C–O in complessi [[Metallocarbonile|metallocarbonilici]] sostituiti.

La teoria dei gruppi è anche uno strumento didattico per evidenziare somiglianze e differenze nelle proprietà di legame di specie diversissime come [[Esafluoruro di tungsteno|WF6]] e [[Molibdeno esacarbonile|Mo(CO)6]], o [[Diossido di carbonio|CO2]] e [[Diossido di azoto|NO2]].

== Termodinamica e chimica inorganica ==
Un differente approccio quantitativo alla chimica inorganica considera l'energia scambiata durante le reazioni. Questo approccio è molto tradizionale ed [[Ricerca empirica|empirico]], ma di grande utilità. [[Potenziale standard di riduzione|Potenziale redox]], [[acido|acidità]] e [[Fase (chimica)|transizioni di fase]] sono alcuni dei concetti che si possono esprimere in termini termodinamici. Un altro concetto classico della termodinamica inorganica è il [[ciclo di Born-Haber]], usato per determinare l'energia di processi elementari che non possono essere misurati direttamente, come l'[[affinità elettronica]].

== Meccanismi in chimica inorganica ==
Un altro aspetto della chimica inorganica è lo studio dei meccanismi di reazione, che vengono in genere discussi in base alle differenti categorie di composti.

=== Elementi dei gruppi principali e lantanoidi ===
Nel discutere i meccanismi di composti dei gruppi principali (soprattutto 13-18) si utilizzano in genere gli approcci della chimica organica, dato che in fin dei conti anche i composti organici fanno parte dei gruppi principali. Gli elementi più pesanti di [[Carbonio|C]], [[Azoto|N]], [[Ossigeno|O]] e [[Fluoro|F]] possono formare composti con più elettroni di quanti previsti dalla [[regola dell'ottetto]], e per questo motivo possono avere meccanismi di reazione diversi da quelli dei composti organici. Elementi più leggeri del [[carbonio]] ([[Boro|B]], [[Berillio|Be]], [[Litio|Li]]) nonché [[Alluminio|Al]] e [[Magnesio|Mg]] formano spesso strutture elettron deficienti in qualche modo simili ai [[carbocationi]], che tendono a reagire con meccanismi associativi. La chimica dei [[lantanoidi]] rispecchia per molti aspetti quella dell'[[alluminio]].

=== Complessi dei metalli di transizione ===
I meccanismi di reazione coinvolgenti [[metalli di transizione]] sono discussi in modi diversi da quelli degli elementi dei gruppi principali, perché la presenza degli orbitali d influenza notevolmente la loro reattività. Alcuni tipi di reazione osservabili nei complessi sono i seguenti.

==== Reazioni di sostituzione dei leganti ====
{{vedi anche|Reazione di sostituzione dei leganti}}
La presenza degli orbitali d è determinante nell'influenzare velocità e meccanismo delle reazioni di sostituzione e di dissociazione dei leganti.  Queste reazioni possono avvenire con meccanismi associativi o dissociativi.

Un aspetto generale della chimica dei metalli di transizione è la labilità cinetica degli ioni metallici, come si osserva nei tipici complessi [M(H2O)6]n+ che scambiano l'acqua coordinata con quella del solvente:
:[M(H2O)6]n+ + 6H2O* → [M(H2O*)6]n+ + 6H2O
: dove H2O* denota acqua [[isotopo|isotopicamente]] arricchita, cioè H217O

Le velocità di scambio dell'acqua variano di 20 ordini di grandezza nella tavola periodica; i lantanoidi sono i più veloci e i composti di Ir(III) sono i più lenti.

==== Reazioni redox ====
Le reazioni redox sono comuni per i metalli di transizione. Si possono suddividere in due classi: le reazioni di trasferimento di atomi, come le reazioni di [[addizione ossidativa]]/[[eliminazione riduttiva]], e le reazioni di [[trasferimento di elettroni]]. Una reazione fondamentale è la ''reazione di scambio'', dove i reagenti sono uguali ai prodotti. Ad esempio gli ioni [[permanganato]] e [[manganato]] reagiscono scambiandosi un elettrone:
:[MnO4]− + [Mn*O4]2− ⇄ [MnO4]2− + [Mn*O4]−

==== Reazioni sui leganti ====
I leganti coordinati reagiscono in modo diverso dai leganti liberi. Ad esempio, l'acidità dei leganti ammoniaca in [[Cloruro di esamminocobalto(III)|[Co(NH3)6]3+]] è maggiore rispetto a NH3 non coordinata. Gli alcheni legati a cationi metallici reagiscono con nucleofili, mentre gli alcheni liberi di solito non lo fanno. La [[Catalizzatore|catalisi]] è un'area importante per l'industria, e si basa sulla capacità dei metalli di modificare la reattività di leganti organici. La [[catalisi omogenea]] è condotta in soluzione, e la [[catalisi eterogenea]] si ha quando substrati gassosi o disciolti reagiscono con superfici solide. Tradizionalmente, la catalisi omogenea è considerata parte della [[chimica organometallica]] mentre la catalisi eterogenea è parte della [[scienza delle superfici]], un settore della chimica dello stato solido, ma i principi basilari di chimica inorganica sono gli stessi. Alcuni composti dei metalli di transizione hanno la peculiarità di reagire con piccole molecole come [[Monossido di carbonio|CO]], [[Idrogeno|H2]], [[Ossigeno|O2]] ed [[Etilene|C2H4]]. L'importanza industriale di queste materie prime traina lo sviluppo della catalisi.

== Caratterizzazione dei composti inorganici ==
I composti chimici inorganici possono contenere praticamente tutti gli elementi della tavola periodica e avere proprietà diversissime, quindi la loro caratterizzazione può richiedere i metodi di analisi più disparati. I metodi più vecchi tendevano ad esaminare proprietà generali come [[punto di fusione]], [[solubilità]], [[acidità]] e [[conducibilità elettrica]] in soluzione. Successivamente, l'avvento della [[meccanica quantistica]] e il perfezionamento delle apparecchiature elettroniche hanno reso disponibili nuovi strumenti per studiare le proprietà elettroniche di molecole e solidi inorganici. I dati così ottenuti hanno spesso permesso di perfezionare i modelli teorici. Ad esempio, la determinazione dello [[Spettroscopia fotoelettronica ultravioletta|spettro di fotoelettroni]] del [[metano]] ha dimostrato non del tutto appropriata la descrizione della molecola in base alla [[teoria del legame di valenza]], che prevede legami a due centri e due elettroni tra carbonio e idrogeno. Risultati come questo hanno favorito la diffusione della [[teoria degli orbitali molecolari]], basta su orbitali totalmente delocalizzati, che permettono di descrivere più accuratamente cosa succede rimuovendo un elettrone.

Tecniche comunemente utilizzate:
* [[Cristallografia|Cristallografia a raggi X]], per determinare la struttura tridimensionale delle [[molecole]].
* [[Interferometria a doppia polarizzazione]], per determinare [[conformazione]] e variazioni di conformazione nelle molecole
* [[Spettroscopia|Metodi spettroscopici]] di vario tipo:
** [[Spettroscopia ultravioletta/visibile]] (UV/Vis), storicamente importante, dato che molti composti inorganici sono fortemente colorati
** [[Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare]] (NMR); oltre a 1[[idrogeno|H]] e 13[[Carbonio|C]], molti altri nuclidi sono adatti per la spettroscopia NMR (ad es. 11[[Boro|B]], 19[[Fluoro|F]], 31[[Fosforo|P]] e 195[[Platino|Pt]]) e forniscono informazioni sulla struttura dei composti. Anche la spettroscopia NMR di sostanze paramagnetiche può fornire informazioni strutturali. L'analisi NMR 1[[idrogeno|H]] è importante anche perché il nucleo dell'idrogeno è molto leggero ed è difficile da localizzare con la cristallografia a raggi X
** [[Spettroscopia infrarossa]] (IR), usata soprattutto per i [[Metallocarbonile|complessi metallocarbonilici]]
** [[Spettroscopia ENDOR]]
** [[Spettroscopia Mössbauer]]
** Spettroscopia di [[risonanza paramagnetica elettronica]] (EPR), permette di osservare l'intorno di centri metallici [[Paramagnetismo|paramagnetici]]
* Metodi [[Elettrochimica|elettrochimici]] come la [[ciclovoltammetria]] e tecniche simili forniscono informazioni sulle proprietà redox dei composti.

== Chimica inorganica sintetica ==
Le specie inorganiche che si possono trovare pure in natura sono poche; tutte le altre devono essere sintetizzate in impianti e laboratori chimici.

I metodi di sintesi della chimica inorganica si possono classificare grossolanamente a seconda della volatilità o della solubilità dei reagenti utilizzati.<ref>{{en}}{{cita libro|cognome=G. S. Girolami, T. B. Rauchfuss, R. J. Angelici|nome= |titolo=Synthesis and technique in inorganic chemistry |url=https://archive.org/details/synthesistechniq0000giro|anno=1999 |editore=University Science Books |città=Mill Valley, CA|isbn=0-935702-48-2}}</ref> I composti inorganici solubili si preparano con metodi analoghi a quelli della [[sintesi organica]]. Composti che reagiscono con l'aria richiedono tecniche tipo [[linea Schlenk]] e [[glove box]]. Composti volatili e gas sono manipolati in linee da vuoto, costituite da tubi di vetro connessi tramite valvole, entro cui si può fare un [[Vuoto (fisica)|vuoto]] di 0,1 [[Pascal (unità di misura)|Pa]] o meno; i composti vengono condensati usando [[azoto liquido]], che ha [[punto di ebollizione]] 77 K, o altri [[Liquido criogeno|liquidi criogeni]]. I solidi sono in genere preparati usando forni tubolari: i reagenti sono chiusi in contenitori, spesso fatti di silice fusa (SiO2 amorfo), ma a volte sono necessari materiali speciali come tubi saldati di tantalio e "navicelle" di platino.

==Aree==
Principali aree di interesse della chimica inorganica sono:
{{Div col|cols=2|small=no}}
* Chimica degli [[elemento (chimico)|elementi]]
* [[Chimica nucleare]]
* [[Chimica di coordinazione]]
* [[Metallorganica]]
* [[Chimica dello stato solido]]
* [[Elettrochimica]]
* [[Diffrazione dei raggi X]]
* [[Cristallografia]]
* [[Chimica bioinorganica]]
* [[Chimica supramolecolare]]
* [[Geochimica]]
* [[Mineralogia]]
* [[Astrochimica]]
* [[Spettroscopia molecolare]]
* [[Chimica teorica]]
* [[Metallurgia]]
* [[Chimica ambientale]]
* [[Strutturistica chimica]]
* [[Sintesi e tecniche speciali inorganiche]]

{{Div col end}}

== Note ==
<references/>

== Voci correlate ==
* [[Nomenclatura chimica]]
* [[Nomenclatura chimica inorganica]]
* [[Nomenclatura IUPAC dei composti organici]]

==Altri progetti==
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== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}

{{Controllo di autorità}}
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[[Categoria:Chimica inorganica|*]]

Chimica inorganica - Revision history

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