Concetti Chiave
- La chimica studia la materia, analizzando la sua struttura, composizione e le trasformazioni che essa subisce, insieme all'energia coinvolta.
- Le sostanze pure possono essere elementi o composti, mentre i miscugli sono combinazioni di sostanze diverse che mantengono proprietà fisiche variabili.
- Gli isotopi hanno lo stesso numero atomico ma masse atomiche diverse, conservando la stessa reattività chimica.
- Il principio di indeterminazione di Heisenberg stabilisce che posizione e velocità di una particella non possono essere determinate simultaneamente con precisione.
- Le funzioni d'onda descrivono il moto degli elettroni e sono caratterizzate da numeri quantici che definiscono gli orbitali di un atomo.
L’oggetto di studio della chimica è la materia (tutto ciò che ha una massa e occupa uno spazio). In particolare è una scienza che studia:
- la struttura e la composizione della materia;
- le trasformazioni che la materia subisce;
- l’energia coinvolta in queste trasformazioni.
Indice
Sostanze pure e miscugli
Può essere eterogenea (processi fisici->) omogenea.
Per sostanza si indica un materiale puro e può essere un elemento o un composto. Se è un elemento, tutti i suoi atomi sono dello stesso tipo. Se è un composto è costituito dagli atomi degli elementi specifici legati tra loro in rapporti definiti. (come l'acqua, il cloruro di sodio, o il benzene - un composto di carbonio e idrogeno).
Per eseguire un'analisi chimica bisogna determinare se il campione in esame è una sostanza pura (un elemento o un composto/ stessa composizione) oppure è costituito da un miscuglio o (miscela): un insieme di differenti sostanze.
Proprietà delle sostanze pure
Un miscuglio presenta una combinazione delle proprietà fisiche dei suoi componenti, mentre le proprietà di un composto sono nettamente differenti da quelle dei suoi elementi costitutivi. I componenti di un miscuglio possono essere separati in base alle loro differenti proprietà fisiche.
Sostanza pura: qualità di materia composta da molecole tutte uguali tra loro (esempio: H2O) elemento: sostanza pura composta da molecole contenenti atomi tutti uguali tra loro (es. O2);
Molecola: la più piccola parte di sostanza pura che conserva ancora tutte le proprietà chimiche della sostanza stessa;
fase: porzione di materia con identiche proprietà chimiche e fisiche.
Cariche: + protoni, - elettroni, neutre neutroni.
Numero atomico (Z) = numero di protoni (quindi elettroni).
Numero di massa (A)= numero protoni + neutroni.
Nuclide: specie atomica caratterizzata da una coppia di valori di Z e A.
Isotopi e reattività chimica
Gli isotopi sono atomi che hanno lo stesso numero atomico Z (numero di protoni) ma masse atomiche (A) diverse. Hanno identica reattività chimica.
Descrive il moto dell’elettrone secondo le leggi della Meccanica Classica: l’elettrone viene considerato come una particella che si muove lungo orbite sferiche (con il nucleo nel centro della sfera) e se ne possono sempre determinare esattamente sia la posizione nello spazio (x) che la velocità (v).
L’energia dell’elettrone dipende dall’ orbita in cui si muove la particella e cresce allontanandosi dal nucleo.
- fornita= elettrone si sposta da orbita interna a esterna;
- ceduta= elettrone si sposta verso orbita interna.
Principio di indeterminazione
Secondo il principio di indeterminazione (Heisenberg, 1925) non si possono determinare contemporaneamente e con la stessa precisione sia la posizione (x) che la velocità (v) di una particella delle dimensioni di un elettrone.
Funzioni d’onda (Schrödinger,1926)
La soluzione dell’equazione che descrive il moto dell’elettrone è detta funzione d’onda e viene indicata con la lettera greca psi. (ψ)
E’ possibile risolvere l’equazione e calcolare solo per l’atomo di idrogeno; per gli altri atomi, con un numero maggiore di elettroni, si hanno soluzioni approssimate.
Secondo il principio di indeterminazione non si può conoscere esattamente la posizione dell’elettrone; si può tuttavia determinare la probabilità (anche elevata) che un elettrone si trovi in una certa regione di spazio.
Questa probabilità corrisponde al quadrato della funzione d’onda, 2.
La funzione d’onda è detta anche funzione orbitale o, in forma breve, orbitale.
Ogni orbitale è descritto da una terna di numeri interi detti numeri quantici. (n, l, m)
n: numero quantico principale, definisce strato/livello, 1,2,3…
l: numero quantico secondario definisce sottolivello, 0,1…n-1
m: numero quantico magnetico definisce l’orbitale, -l….0..+l
Domande da interrogazione
- Qual è l'oggetto di studio della chimica?
- Cosa distingue una sostanza pura da un miscuglio?
- Cosa sono gli isotopi e come si differenziano?
- Qual è il principio di indeterminazione di Heisenberg?
- Cosa rappresenta la funzione d'onda in chimica?
L'oggetto di studio della chimica è la materia, che comprende tutto ciò che ha una massa e occupa uno spazio, analizzando la sua struttura, composizione e le trasformazioni che subisce.
Una sostanza pura è un materiale composto da molecole tutte uguali, mentre un miscuglio è un insieme di differenti sostanze che presentano una combinazione delle proprietà fisiche dei loro componenti.
Gli isotopi sono atomi con lo stesso numero atomico (Z) ma masse atomiche (A) diverse; nonostante le differenze di massa, hanno identica reattività chimica.
Il principio di indeterminazione afferma che non è possibile determinare contemporaneamente e con precisione sia la posizione che la velocità di una particella come l'elettrone.
La funzione d'onda, indicata con la lettera greca psi (ψ), descrive il moto dell'elettrone e permette di calcolare la probabilità di trovare un elettrone in una certa regione di spazio, corrispondente al quadrato della funzione d'onda.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
