Paniere Chimica generale e inorganica - Risposte aperte - aggiornato (2026)

Domande aperte chimica generale ed inorganica

23. Descrivere l'atomo

L’atomo è la più piccola frazione di un elemento in grado di conservarne le caratteristiche chimiche e fisiche. È una struttura complessa costituita da più tipi di particelle: protoni (portano carica positiva), neutroni (elettricamente neutri), elettroni (portano carica negativa). In un atomo elettricamente neutro il numero di protoni e neutroni è uguale, gli elettroni però possono essere in parte perduti o acquistati da un atomo nel corso di una reazione chimica; in tal caso si forma, uno ione positivo o catione e uno ione negativo o anione.

1. Calcola la massa di un filo di rame contenente 1,055 per 10 alla 22 atomi di Cu (rame). Lez.3 n.22

Poiché il rame ha massa atomica 63,546 u per calcolare la massa del filo di rame si moltiplica questo numero per il numero di atomi presenti del filo di rame (1,055 x 10²²) per l’unità di massa atomica 1u = 1,662 x 10^-24 g. La massa del filo di rame sarà: (0,67 x 10²⁴) x 1,662 x 10^-24 = 1,11 g

Descrivi il numero atomico ed il numero di massa. Lez.3 n.23

Il numero atomico è il numero di protoni in un elemento e si indica con la lettera Z. Indirettamente indica anche il numero di elettroni perché, poiché un atomo è neutro il numero di elettroni deve essere uguale al numero di protoni. Il numero di massa A è uguale al numero di protoni più il numero di neutroni.

Lez.3 n.24 Descrivi gli isotopi

Gli isotopi sono atomi con lo stesso numero atomico Z ma differente numero di massa A. Ad esempio l'idrogeno ha tre isotopi: il prozio con un solo protone nel nucleo, il deuterio con un protone più un neutrone e il trizio, con un protone più due neutroni.

Lez.4 n.19 Descrivere la tabella periodica

Gli elementi con proprietà chimico-fisiche simili si trovano in gruppi o famiglie (colonne). In 1A-8A sono presenti gli elementi dei gruppi principali, in 1B-8B gli elementi di transizione. Le righe orizzontali sono chiamate periodi e sono numerate a partire da uno. In generale la tavola periodica è divisa in regioni in funzione delle proprietà degli elementi. Gli elementi hanno caratteristiche sempre meno metalliche da sinistra a destra.

Descrivere le principali scoperte ed accennare le leggi che hanno rivoluzionato la chimica nei primi del 900. Lez.5 n.6

Maxwell nel 1864 descrive luce e radiazioni in termini di campi elettrici e magnetici oscillanti nello spazio, come onde. La formula c(m/s) = λ (m) x v(1/s) indica la velocità con cui l'onda si propaga. λ è la distanza che c'è tra due massimi di onda successivi, v indica la frequenza e quindi il numero di onde complete che passano in un dato intervallo di tempo.

Nel 1900 Planck pensò che l'energia associata a una radiazione elettromagnetica fosse trasmessa in pacchetti discreti chiamati appunto quanti e che l'energia emessa da un corpo riscaldato avesse valori discreti, finiti e proporzionali alla frequenza di oscillazione dell'atomo v.

Einstein disse che la luce oltre ad avere proprietà elettromagnetiche avesse proprietà corpuscolari, proprietà tipiche delle particelle e che i fotoni fossero pacchetti di energia, energia proporzionale alla frequenza della radiazione.

Bohr disse che gli elettroni si muovono in orbite specifiche e che se un elettrone si sposta da un livello energetico ad un altro deve essere assorbita energia. Senza energia l'elettrone torna allo stato fondamentale e rilascia energia.

Nel 1925 De Broglie propose che la materia avesse proprietà ondulatorie. Queste proprietà valgono solo per particelle di massa estremamente piccole. Heisenberg introdusse il principio di indeterminazione: non è possibile misurare contemporaneamente le proprietà che definiscono lo stato di una particella elementare.

Lez.6 n.8 Fornire una descrizione degli orbitali di un atomo

Un orbitale atomico è uno strato intorno al nucleo dove è massima la probabilità che vi sia l'elettrone. Di ogni orbitale possiamo conoscere forma, volume ed energia che sono tutte proprietà quantizzate. L'orbitale è descritto da tre numeri quantici: n è il numero quantico principale (determina l'energia dell'elettrone e definisce la dimensione dell'orbitale), l è il numero quantico del momento angolare (definisce la forma caratteristica dell'orbitale), ml è il numero quantico magnetico (esprime la presenza in un dato sotto livello di orbitali con uguale energia ma orientati diversamente nello spazio) e ms, il numero quantico di spin che distingue i singoli elettroni.

Lez.7 n.12 Descrivere le regole per la definizione della configurazione elettronica di un elemento

La configurazione elettronica è l'elenco di tutti gli orbitali dell'atomo occupati insieme al numero di elettroni presenti in ognuno di essi. Gli orbitali si rappresentano graficamente con dei quadratini nei quali la freccia in alto o in basso indica lo spin dell'elettrone. Un orbitale può contenere al massimo due elettroni, di spin opposto. Due elettroni dello stesso atomo non possono avere la stessa sequenza dei numeri n, l, ml e ms. Si usano i diagrammi a caselle degli orbitali dove gli elettroni sono rappresentati come frecce: ms +½ con la punta in alto e ms –½ con la punta in basso. Per un dato n si hanno: n² orbitali e 2n² elettroni. Gli elettroni vengono disposti occupando prima gli orbitali liberi con energia minore. I livelli si riempiono in ordine di n+l.

Descrivere il concetto di equilibrio in una reazione chimica e la relativa costante di equilibrio Keq. Lez.23 n.13

A temperatura e pressione costanti nelle reazioni chimiche non si ha mai la completa conversione dei reagenti in prodotti. Quando la velocità di formazione dei prodotti uguaglia la velocità di decomposizione dei reagenti, non si osserva più alcuna variazione macroscopica: si dice che il sistema ha raggiunto l’equilibrio chimico. A temperatura e pressione costanti, un sistema chimico chiuso è all’equilibrio se la concentrazione dei reagenti e dei prodotti è costante nel tempo. È possibile definire la costante di equilibrio K con l’espressione riportata dove al numeratore ci sono le concentrazioni dei prodotti elevati ciascuno alla potenza corrispondente al proprio coefficiente stechiometrico e al numeratore la stessa cosa però per i reagenti. K= [C]c[D]d/[A]c[B]d.

Descrivere il concetto di mole, il concetto di concentrazione e la molarità. Lez.23 n.14

Mole: è definita come la quantità di materia (o di sostanza) di un sistema che contiene tante entità elementari quanti sono gli atomi in 12 g di carbonio 12, cioè uguale alla costante di Avogadro 6,022 10 elevato alla 23.

Concentrazione: la concentrazione di una soluzione è il rapporto tra la quantità di soluto e la quantità di solvente in cui esso è disciolto. Il soluto è la quantità minore. La concentrazione è detta anche titolo.

Molarità: la molarità, M, indica il rapporto fra le moli di soluto e il volume in litri della soluzione. M=n (mol)/V (L).

Dare la definizione di acido e base secondo Arrhenius. Lez.25 n.15

Secondo Arrhenius gli acidi sono sostanze che, sciolte in acqua, liberano ioni idrogeno e acido idrossonio. Le basi sono sostanze che, sciolte in acqua, liberano ioni idrossido. Un acido secondo Arrhenius è una sostanza che incrementa la concentrazione di ioni idrossonio in acqua mentre una base è una sostanza che incrementa la concentrazione di ioni idrossido in acqua. Gli acidi si distinguono in acidi monoprotici se sono in grado di liberare un solo idrogeno e acidi poliprotici se liberano più ioni idrogeno. Il limite della sua teoria è che applicabile solo alle soluzioni acquose. Anche le basi sono poliprotiche, accettano più protoni.

Dare la definizione di acido e base secondo Brønsted-Lowry. Lez.25 n.16

Un acido è una qualsiasi molecola o ione in grado di donare protoni ad una base e una base è una qualsiasi molecola o ione che può accettare un protone da un acido. Due specie che differiscono per un protone costituiscono una coppia congiunta acido/base.

Secondo questa teoria:

• Acidi e basi possono essere sia sostanze molecolari che ioni
• Possiamo avere solventi diversi dall’acqua
• Alcune sostanze possono agire da acido o da base a seconda della specie con cui reagiscono

Lez.25 n.17 Dare la definizione di acido e base secondo Lewis

Secondo la teoria di Lewis un acido è una sostanza capace di accettare un doppietto elettronico da un'altra specie chimica. Una base è una sostanza capace di donare un doppietto elettronico libero da legami ad un'altra sostanza.

Lez.25 n.18 Dare la definizione di pH

Il pH è la grandezza che misura l'acidità o la basicità di una soluzione acquosa, espressa dal logaritmo decimale dell'inverso della concentrazione degli ioni idrogeno: pH=-log[H⁺]. Nell'acqua pura e nelle soluzioni neutre, in cui la concentrazione degli ioni idrogeno è uguale a quella degli ioni idrossido, dal prodotto ionico dell'acqua [H⁺][OH^-]=10^-14 si ha che [H⁺]=10^-7; di conseguenza il pH è uguale a 7, mentre nelle soluzioni acide, in cui [H⁺]>10^-7, il pH risulta minore di 7 e in quelle basiche maggiore di 7. Il pH di una soluzione si può determinare in modo approssimativo facendo uso di indicatori o, in modo più accurato, utilizzando un tipo di potenziometro con la scala graduata direttamente in valori di pH.

Descrivere l'equazione di Henderson-Hasselbalch. Lez.26 n.14

La utilizzo se voglio determinare il pH di una soluzione tampone. Il pH di una soluzione tampone dipende dal pKa e dal logaritmo del rapporto tra la concentrazione della base coniugata e la concentrazione dell’acido. L’equazione vale se il pH della soluzione è compreso tra 3 e 11.

Spiegare perché i tamponi sono importanti nei sistemi biologici. Lez.27 n.16

Le soluzioni tampone in inglese buffer sono fondamentali soprattutto in biologia. Queste soluzioni contrastano le variazioni di pH, cioè mantengono il valore del pH anche se vengono aggiunti acidi e basi chiaramente in concentrazioni non eccessive. Le reazioni biochimiche sono particolarmente sensibili al pH, infatti le molecole biologiche contengono gruppi di atomi che possono caricarsi o essere neutri in funzione del pH e ciò ha effetto sull'attività biologica della molecola. Negli organismi pluricellulari il fluido all'interno della cellula e i fluidi che circondano le cellule hanno un pH caratteristico e praticamente costante che viene mantenuto da sistemi tampone biologici come il sistema diidrogeno fosfato e il sistema acido carbonico.

Descrivere per grandi linee la periodicità degli elementi. Lez.08 n.06

Le proprietà degli elementi variano con regolarità lungo la tavola periodica in base alla configurazione elettronica del livello di valenza. Le proprietà periodiche sono:

• Il raggio atomico che è la distanza minima di avvicinamento tra due atomi dello stesso elemento, e diminuisce lungo il periodo ed aumenta lungo il gruppo.
• Energia di ionizzazione che è l’energia necessaria per allontanare un elettrone da un atomo neutro ed isolato in fase gassosa. Aumenta lungo il periodo e decresce lungo il gruppo per i blocchi p ed s.
• Affinità elettronica: che è l’energia liberata dall’atomo quando acquista un elettrone, ed è sempre negativa se la reazione è esotermica, e positiva se è endotermica.
• Elettronegatività è la tendenza di un atomo di attirare a sé gli elettroni di legame. Aumenta lungo il periodo e diminuisce lungo il periodo.

Lez.9 n.15 Fornire una descrizione del legame chimico

Il legame chimico si forma quando l’energia del sistema, che vede due atomi legati fra di loro, è inferiore all’energia del sistema che vede i due atomi separati, cioè quando abbiamo un guadagno netto di energia rispetto alla situazione in cui gli atomi non sono legati. Il legame chimico si forma riorganizzando gli elettroni di valenza mettendo in compartecipazione, perdendo ed acquistando gli elettroni. In genere si divide in tre categorie: legame covalente, legame ionico e legame metallico. Il legame covalente si crea grazie alla messa in condivisione degli elettroni di valenza tra gli atomi (esempio: Cl₂). Il legame ionico si forma quando due o più elettroni di valenza si trasferiscono da un atomo all’altro (esempio: NaCl). Il