Appunti completi esame Chimica

Chimica

La materia e' costituita da atomi

• particelle piccolissime, indistruttibili, indivisibili
• Costituita da un nucleo dove si addensano neutroni e protoni
• Attorno al nucleo si muovono gli elettroni
• Massa concentrata nel nucleo
• Spazio intorno al nucleo
• Carica positiva
• Carica negativa
• Dimensione diametro 10^-15

Modelli Atomici

• Legge della conservazione della massa (Lavoisier)

massa reagenti = massa prodotti

• Legge delle proporzioni definite (Proust)

In un composto il rapporo fra le quantita' in peso degli elementi che lo costituiscono e' definito e costante.

• Legge delle proporzioni multiple (Dalton)

Le quantita' in massa di un el. che si combinano con la stessa quantita' di un altro elemento per formare diversi composti, stanno tra loro in rapporti espressi da num. interi

1. Teoria atomica di Dalton
• atomi: piccoli e indivisibili, indistruttibili
• di uno stesso elemento: identici - stesse dimensioni, massa, proprieta' chimiche
• atomi di due el. => atomi di altri el.
• atomi si combinano con numeri s=) composti
• reazione trasferimento atomi
2. Modello atomico di J. Thomson (1904)

• modello a panettone

3. Esperimento di Rutherford

Lastra d'oro

4. Modello atomico di Rutherford

• Protoni
• Neutroni
• Elettroni
• Tubo di Crookes
• Scoperta dell'elettrone

Radioattivita' = materiale radioattivo in presenza di campo magnetico

Raggi {'α (alfa)'} vanno verso il polo sud

Raggi {'β (beta)'} vanno il polo nord

Raggi {'γ (gamma)'} vanno diritto

Prozione {'= 2 protoni + 2 neutroni (carica 2+)}

Elettroni (carica -1)

Bondi radioattivo

• elemento = sostanza costituita da atomi
• molecola = aggregato neutro di atomi uguali per attamenti chimici
• ione = atomo o brasile con carica

Particelle elementari:

• Protone
• Neutrone
• Elettrone

Carica = 1,602 . 10^-19

Massa = 1,675. 10^-27

n. atomico

n. dei protoni contenuti nel nucleo atomico Z

n. dr. massa: n. di neutroni e protoni (nucleoni) presenti nel nucleo A

isotopi

atomi di uno stesso el. con numero di neutroni diverso → diverso A, stesso Z

es: ¹²C, ¹³C

nucleide: → specie atomica caratterizzata da un ben determinato composizione del nucleo

Formula Chimica

• Formula empirica (bruta) → composta dai simboli degli elementi → riporta la proporzione numerica tra gli atomi
• es: CH₂O → glucosio → tutti e molecole di glucosio hanno la stessa formula molecolare
• CH₂O → formaldeide
• Formula di struttura
• si disegna uno schema della molecola nello spazio

UMA, MOLE Peso Atomico e Molecolare

1 uma = 1,6605402.10^-27 kg

MOLE: la quantità di sostanza che contiene tante entità elementari quanti sono gli atomi contenuti in 12g esatti dell'isotopo 12 del Carbonio.

Peso atomico: peso in UMA della miscela isotopica con cui l'elemento e' presente in natura

Peso molecolare: dato dalla somma complessiva degli atomi di ogni elemento presente nella sua formula molecolare

il peso di 1 mole di qualunque elemento e' pari al suo peso atomico in grammi

massa in grammi

massa molare

massa molare

Massa Molare

m(g)

n(mol) = ---

M(g.mol^-1)

Difetto di massa

Massa ¹⁶O = 15,984815 uma

+ 8 neutroni + 8 atomi di idrogeno = 16,138520 uma

differenza = 0,153705 uma = da massa che si trasforma in energia quando si uniscono per formare il nucleo

1 uma = 1,4924.10^-10 J

L. di Coulumb

Legge di Coulumb => prevede la repulsione elevata tra cariche dello stesso segno

F = k. q₁. q₂ / V² distanza tra

le cariche

minore di 1 → in realtà particelle di segno opposto si trovavano lontane

RISONANZA

→ lo ione risonotro situazioni estreme (Formule limite)

→ significa che la struttura reale di una molecola è definita da più conformazioni strutturali

VSEPR

→ permette di prevedere la disposizione spaziale degli atomi legati ad un atomo centrale

Le coppie di e' intorno ad un atomo formiamo zone di coicha elenttiva → poiche' sono cariche dallo stesso segno si frastrano tra loro delle repulsioni → percio' si dispongono nello spazio per minimizzare le repulsioni desabilizano il sistema

Esempi CO₂ SO₂

180° 110° (in vetire e' minche) coppia di non legame

TABELLA RIASSUNTIVA

• n. di legami
• n. Coppie solitarie
• n. di sfere elettroniche
• geometria

2 0 2 lineare 180° 3 0 3 planare trigonale 120° 2 1 3 piegata < 120° 4 0 4 tetraedica 109,5° 3 1 4 piramidale trigonale 109,5° 2 2 4 piegata 109,5°

TEORIA VSEPR → per prevedere la geometria molecolare L₂assume che le coppie solitarie si posizionino il + lontano possibile

ORBITALI IBRIDI → gli orbitali si modificano per ondare a fare i legami. L₄hanno parte degli orbitali s e parte orbitali p

LEGAME CHIMICO

• ionico: tra ioni con elettronegativitá molto diversa ←Un atomo strappa all'altro gli elettroni
• covalente: gli elettroni di legami sono in comparte oazione ← b→ possono appartanere a entrambi gli atomi oppure ad 1 solo → puó essere polari apolari e multiplo
• metallico: gli e' sono delocalizzati in tutta la struttura e formano bande energetiche

Riassunto interazioni intermolecolari e intramolecolari

Interagiscono molecole o ioni che inteagiscono:

• No - Sono coinvolte molecole polari?
  • No - Solo forze di dispersione di London (dipoli indotti).
  • Sì - Forze dipolo-dipolo es. H₂S, CH₃Cl.
• Sì - Sono coinvolti ioni?
  • Ci sono atomi di H₂ legati ad atomi di N, O, F?
    • No - Legami ioniici es. NaCl, NH₄NO₃.
    • Sì - Legami idrogeno.
    • Esempio di ioni-dipolo: es. KBr in H₂O.

Forze di van der Waals

Legge di Dalton

Consideriamo solo i gas ideali

Per una miscela di gas, la pressione totale è data dalla somma delle pressioni parziali di ogni gas:

• P = P_A + P_B + P_C

La pressione parziale di un gas è quella pressione che il gas eserciterebbe se occupasse da solo tutto il volume a disposizione.

Miscela di 3 gas A, B, C contenuti in volume V, la pressione parziale di ciascuno è:

• P_i = n_i RT / V dove i = A, B, C

Da cui:

P = (P_A + P_B + P_C) = (n_A + n_B + n_C) RT / V = n RT / V

P_i = ProT n_i / n_tot

Frazione Molare (X_i) P_i = ProT X_i N_i / N_tot

Legge di Henry

La solubilità di un gas in un liquido è proporzionale alla sua pressione parziale - all'aumentare della P la solubilità diminuisce

costante k di Henry la depas nei (liquidi)

P = k * frazione molare pressione parziale del gas

Teoria Cinetica dei Gas

• Consideriamo i gas perfetti
• Assumiamo che la pressione sia il risultato degli urti delle particelle del gas sulle pareti del recipiente.
• Il suo risultato principale è che l'energia cinetica media (E_C) del moto termico di ogni particella è proporzionale alla temperatura assoluta.

Leggi di Boltzmann

Legge 1: E_C = 3kT / 2

Legge 2: E_C = 1/2 mv^2

K = costante di Boltzmann Legge di Boltzmann

Altro modo per esprimere l'energia cinetica