Algebra e geometria T

NO TEORIA VSEPR

Geometria molecolare

sp->180°

sp²->120°

sp³->109,5°

la risonanza si verifica quando c'è un doppio legame in una molecola ed é lo spostarsi del

doppia legame nel doppietto più stabile geometricamente. La risonanza è molto evidente

all'interno del benzene C6H6

Polarizzazione dei legami covalente

Gli elettroni stanno vicino all'atomo più elettronegativo, 2 atomi con elettronegatività diversa

avranno un legame covalente polare, il legame si comporta come una piccola calamita.

L'elettrome si sposterà tra i 2 atomi La geometria delle molecole é importante perché serve

per fare la somma vettoriale

30/09/2024

Le forze intermolecolari

Si suddividono in due tipi di legami:

● I legami a idrogeno (ad esempio l’acqua ha questo tipo di legame)

● I legami dipolorari che si suddividono a loro volta in:

•Interazioni ione-dipolo

•Forze di London (che sono le più deboli)

Legami a idrogeno

L’idrogeno è la molecola più piccola, se la lego con un atomo molto elettronegativo (quelli in

alto a dx della tavola periodica) si crea,solo in questi casi, un legame a idrogeno; si possono

creare legami a idrogeno anche dentro alla molecola (intramolecolari) questo fenomeno

accade ad esempio nella molecola che forma il ghiaccio, mentre nell’acqua si forma un

legame a idrogeno intermolecolare. Il ghiaccio galleggia nell’acqua perché nella molecola si

formano delle strutture con legami bene definiti che lasciano dei buchi all’interno del

composto. I legami a idrogeno si creano dentro alla molecola quando quest’ultima è molto

grande (infatti le molecole grandi, che hanno all’interno un legame a idrogeno, sono molto

difficili da separare)

Forze dipolo dipolo

Il dipolo si comporta come una calamita e quello più forte riuscirà a creare più interazioni, un

dipolo permanente può attrarre anche elettroni di atomi non polari.

Interazioni di Van der Waals/London

Sono i legami più deboli presenti nei composti non polari (la maggior parte delle volte si tratta

di liquidi).

01/10/2024

Gli Stati di aggregazione della materia

Lo stato gassoso

Si verifica quando la molecola si distacca completamente dai suoi legami, nello stato gassoso

la materia ha volume e forma indefiniti. Nello stato gassoso le molecole hanno spazio libero

per muoversi, ogni tanto si scontrano e si possono verificare urti elastici e urti anelastici e

questo comporta che alcuni siano gas ideali mentre altri no, questo fenomeno si verifica ad

alte temperature. Ci sono 3 parametri che definiscono lo stato gassoso: pressione, volume e

temperatura. La pressione (P=F/A) nei gas va calcolata tramite il numero di urti che compiono

le particelle e il tipo di urto; la temperatura è legata alla velocità delle molecole, anche il

volume è in qualche modo legato alla pressione infatti sono inversamente proporzionali.

Secondo Avogadro il volume che occupano 2 gas ideali è lo stesso. Nelle nostre condizioni i

gas ideali occupano circa 22,4 litri se fossero solidi occuperebbero 2,7cm^3. Se uniamo dei

gas ideali, quest’ultimi si comportano come se l’altro non ci fosse e continuano a mantenere

le stesse proprietà (legge di Dalton/dell’additivita delle pressioni).

Quando si aumenta la pressione ad un gas dopo poco tempo quest’ultimo inizierà a

condensarsi e diventare liquido; il gas non può diventare liquidò a temperatura costante. Il

punto critico è il punto di massimo in cui temperature, pressione e volume sono massimi.

Lo stato liquido

È uno stato disordinato in cui le molecole sono vicine, ha una densità più bassa rispetto al

solido (tranne rari casi come quello dell’acqua). I liquidi sono isotropi (hanno le stesse

proprietà in tutte le direzioni).Le proprietà dei liquidi sono: pressione di vapore, tensione

superficiale e viscosità. Se prendo un contenitore aperto e ci metto un liquido, l’acqua

tenderà ad evaporare perché alcune molecole avranno una velocità maggiore e riusciranno a

staccarsi. Se chiudo il contenitore invece la quantità del liquidò resterà invariata, all’interno

del contenitore si verrà a creare una determinata pressione come dimostrato dall’esperimento

di Torricelli. Un liquidò con una temperatura maggiore avrà un maggior numero di molecole

evaporate.

02/10/2024

Tensione superficiale

È il fenomeno che dà modo alle barche di galleggiare e si verifica la legge di Archimede. I

liquidi tendono a diminuire la superficie, il pezzo di materiale per affondare deve riuscire ad

espandere la superficie, il pezzo di materiale per affondare deve riuscire ad espandere la

superficie. L’acqua sulla carta si espande perché si creano dei legami polari, se l’acqua

bagnerà il materiale si può verificare tramite l’angolo di contatto, più l’angolo è piccolo più la

superficie è idrofila mentre se l’angolo è grande si dice idrofobica

In alcuni casi (come per le foglie di loto) anche se sono polari l’acqua non si lega con questi

materiali perché hanno una forma complessa. L’acqua non porta via le macchie di unto

perché l’acqua scivola sopra la macchia. Nel diesel bianco c’è un tensioattivo che riesce a far

miscelare diesel e acqua. Più lunghe sono le catene più alta è la viscosità, per rendere un

materiale meno viscoso bisogna aumentare la temperatura.

Lo stato solido

Nei solidi c’è un reticolo cristallino formato da legami tutti uguali, se rompo un legame li

rompo tutti e per questo la temperatura di fusione di un materiale è costante. Ci possono

essere passaggi diretti da solido a vapore o viceversa, che non passano dallo stato liquido,

da gassoso a solido c’è un processo esotermico mentre da solido a gassoso è un processo

endotermico. I solidi amorfi hanno una struttura disordinata. Il vetro è un esempio di solido

amorfo, ma è molto fragile (a differenza degli altri) perché l’agitazione termica non fa muovere

le molecole, ed è al di sotto della temperatura di transizione vetrosa. Quando spacco tutti i

legami in un solido diventa liquido, questo si verifica ad una determinata temperatura.

14/10/2024

Solidi cristallini

La struttura ordinata si dice cristallina e serve a creare il maggior numero di legami, sono

strutture molto complesse e compatte. Gli atomi assumeranno una disposizione chiamata

coordinazione 6 che è la forma più efficiente. Successivamente si può suddividere in strati e

sovrapporli, si possono creare al massimo 12 legami (esagonale compatta) e avrà N° di

coordinazione = 12. Si può creare anche lo schema “cubica a corpo centrato” che avrà N° di

coordinazione = 8, in alcun casi è più conveniente creare questo tipo di struttura. L’atomo

centrale sarà equidistante dagli altri. Per decidere la forma vanno tenuti in considerazione i

vari tipi di atomi, la temperatura e la pressione. Nei solidi metallici gli atomi hanno tutta la

stessa dimensione, mentre nei solidi ionici la grandezza varia tra anione e catione. In questo

caso la coordinazione migliore è 8 che in questi casi è anche il massimo. È molto importante

anche verificare che cariche uguali non si tocchino.

Solidi a reticolo covalente

In questi solidi ci sono solo legami covalenti e quindi forti, per questo motivo è molto difficile

deformare questi tipi di materiale. C’è un sottogruppo che sono i solidi molecolari che hanno

legami covalenti solo intramolecolari. La grafite è formata da anelli benzenici suddivisi in più

piani, che sono tenuti insieme da legami deboli chiamati π-π

Cambiamenti di stato

I materiali compositi sono esempi di materiali multifasici, di solito le rotture si creano nelle

zone dove si legano 2 fasi diverse (superfici di divisione). Per avvenire un cambiamento di

fase c’è bisogno di rilasciare o assorbire calore.

Durante la fusione le temperature non aumenta ma utilizza il calore per rompere il legame.

Esiste una regola per verificare quante fasi ci sono in un materiale (regola delle fasi di Gibbs).

Calcolando la varianza si può verificare se pressione e temperatura sono legate tra di loro.

·

temperatura

Il processo di liofilizzazione serve per conservare più a lungo gli alimenti, questo

procedimento ci permette di eliminare l’acqua all’interno del cibo con il minimo

deterioramento possibile.

15/10/2024

Il fluido super-critico ha la densità dei fluidi ma le caratteristiche dei gas, e si può trovare ad

una temperatura di 31°C e 74 atmosfere. Il f.s. si usa nel di decaffeneizzazzione dei chicchi di

caffè. La frazione molare specifica la quantità di un elemento in un particolare materiale.

Diagrammi di stato a 2 componenti

Allo stato liquido i componenti sono completamente miscibili, per i solidi ci sono 3 possibili

risultati: nel primo caso sono completamente miscibili, nel secondo c’è completa immiscibilità,

nel terzo caso c’è una parziale miscibilità in una particolare relazione (non 50% e 50%). I

cristalli che si sono raffreddati velocemente non saranno tutti uguali ma avranno percentuali

diverse di B e di A. Il primo a precipitare è il liquido A e finché non arriva al punto eutettico B

non inizierà a solidificarsi. Il liquido che ha una composizione eutettica avrà sempre lo stesso

rapporto di liquido di A e B. Nel terzo caso c’è una parziale miscibilità, cioè se c’è tanto A e

poco B (o viceversa). Un solido ricco di A si chiama alfa, mentre un solido ricco di B si chiama

beta, nel solido omogeneo non si riesce a distinguere A da B. Iniziando a togliere calore il

materiale comincia a solidificarsi iniziando da alfa fin quando il solido non ha la stessa

composizione del liquido.

Chimica organica

Gli alcani hanno solo legami sigma, sono i composti primari del carbonio. Gli alcani , sono

degli ottimi combustibili, la parte che brucia è il vapore non il liquido. Il petrolio viene distillato

così che nessuna parte venga scartata, questo processo si chiama distillazione frazionaria

continua, aumentando sempre la temperatura fino alla completa distillazione di tutto il

composto.

16/10/2024

Il metano è il gas più utilizzato nella combustione e bolle a -150°C. In 22,4 L c’è una mole di

composto che equivale a 16 grammi. Il GPL (gas petrolio liquefatto) va da 3 a 5 atomi di

carbonio e per renderlo liquido servono 10 atmosfere e non 200 come per il metano. L’unico

p