Principi di chimica

TEORIE ATOMICHE

– THOMSON. Ipotesi sulla struttura dell'atomo prima della scoperta del nucleo atomico. Vedeva l'atomo come

una nube di carica positiva, e gli elettroni erano disposti al suo interno in modo quasi casuale come i canditi

del panettone, da ciò modello atomico “a panettone”. Dunque scoprì l'elettrone ma non descrisse la giusta

struttura atomica

– RUTHERFORD. Provò a confutare il modello a panettone, quindi tramite un esperimento giunse alla

conclusione che al centro dell 'atomo c'era un nucleo denso e carico positivamente, che intorno ad esso

ruotassero i leggerissimi elettroni, carichi negativamente, in numero tale da neutralizzare la carica positiva e

che tra il nucleo e gli elettroni ci fosse un enorme spazio vuoto. Quindi scoprì il nucleo (positivo) e che

l'atomo p principalmente vuoto. Ma non arrivò a scoprire come fossero disposti gli elettroni

– BOHR. Fece un esperimento famosissimo “spettro a righe” basandosi sulla teoria di rutherford, definisce che

gli elettroni ruotano attorno al nucleo su orbite quantizzate, che si trovano ad una distanza ben precisa dal

nucleo. Ogni orbita è definita livello energetico e per stare li l'elettrone deve possedere una determinata

energia. Se l'elettrone viene eccitato, passa ad un orbita superiore. Essendo instabile può tornare sulla sua

orbita basale perdendo l'energia acquisita sotto forma di onda luminosa FOTONE

I pro di questo modello atomico sono che fornisce un modello molto più preciso della disposizione elettronica,

successivamente perfezionato dalla teoria degli orbitali

Tutte le sostanze sono costituite da un numero relativamente piccolo di componenti che vengono chiamati elementi

Sono sostanze che non possono essere decomposte in sostanze più semplici. Sono come i “mattoncini” che

formano qualsiasi altra sostanza.

Sono in totale 118, 94 naturali e 24 artificiali (o sintetici)

sopra ogni elemento c'è il numero atomico

numero atomico = indica il numero di protoni di quell'elemento ( = a quello degli elettroni). Questo numero p

caratteristico di ogni elemento, ad esempio tutti gli atomi con un solo protone sono atomi di idrogeno

Se noi uniamo 2 o + elementi, combinati secondo rapporti di massa costanti otterremo i Composti. Quando gli

elementi reagiscono tra loro formando un composto, le proprietà degli elementi singoli lasciano il posto alle

proprietà del composto. Con una reazione chimica è possibile scindere un composto nei suoi elementi costitutivi

Metalli= in genere si trovano quasi sempre combinati con i non metalli; solo alcuni come il rame, l'argento e l'oro

reagiscono scarsamente con altri elementi, e quindi si trovano allo stato libero. In genere sono soidi a temperatura

ambiente, tranne il mercurio. Sono lucenti, duttili e malleabili, ma sopratutto conducono bene calore ed eletricità.

Gli elementi metallici sono circa 90

SEMI METALLI= hanno proprietà intermedie e sono il boro, il silicio, il germanio, l'arsenico, l'antimonio e il

tellurio. A temperatura ambiente sono tutti solidi. Sono semi conduttori, e per questo il germanio e il silicio trovano

ampia applicazione nell'industria elettronica

NON METALLI= si combinano tra loro molto spesso e con i metalli ma alcuni si possono trovare in natura allo stato

libero ad esempio ( carbonio, ossigeno, azoto, gas nobili)a temperatura ambiente sono tutti solidi o gassosi, tranne il

bromo che è liquido. Sono cattivi conduttori di calore ed elettricità. Sono meno di 20

TAVOLA PERIODICA

GRUPPO --> Colonne

PERIODO↓Righe

le proprietà fisiche e chimche degli elementi appartenenti allo stesso periodo variano con gradualità

Gli elementi che hanno proprietà chimiche simili appartengono a una stessa colonna (gruppo)

Lo strato di valenza è l'orbita elettronica più esterna. Gli elettroni che si trovano sull'ultimo strato vengono definiti

elettroni di valenza. Gli elementi di uno stesso gruppo presentano una disposizione simile degli elettroni più esterni

Gli elettroni di valenza determinano le caratteristiche chimiche di un elemento

L'ultimo strato è quello più importante perchè è quello con cui 2 atomi si toccano

Tutti gli elementi del primo gruppo avranno tutti 1 elettrone di valenza

Nel gruppo 7 hanno tutti 7 elettroni di valenza, e così via

Gruppo 1A è chiamata colonna dei metalli alcalini: combinati con h20 formano composti alcalini (cioè basici). Nei

loro composti assumono numero di ossidazione +1

Gruppo 2A Alcalini terrosi. Proprietà simili a gruppo 1A, anche loro combinati con acqua formano composti

alcalini. Nei composti assumono sempre numero di ossidazione +2

Tutto il compartimento di mezzo Gruppi B, detti anche metalli di transizione o metalli del blocco d. sono 40 e sono

tutti metallici. Le loro proprietà chimiche rappresentano una transizione graduale tra gli elementi dei gruppi

principali. La loro configurazione elettronica gli conferisce proprietà uniche, come ad esempio la capacità di formare

composti colorati e la capacità di avere più di uno strato di ossidazione

Nella parte destra della tavola abbiamo i non metalli (tranne l'idrogeno) sono caratterizzati dalla loro bassa

conducibilità elettrica e termica e dalla tendenza a formare anioni quando vengono messi in soluzioni acquose.

Molti di essi sono componenti fondamentali di molecole biologiche

Alogeni Gruppo 7A deriva dal greco halos (sale) ciò riflette il fatto che questi elementi si trovano spesso sotto

forma di sali in natura, come ad esempio il cloruro di sodio. Formano legami con elementi sia metallici che non

Gruppo 8A sono i gas nobili. Gli atomi di questi elementi hanno lo strato esterno di elettroni completamente

riempito, questo comporta una stabilità elettronica così elevata che non tendono a reagire con altri atomi per

formare legami chimici. Sono quindi chiamati cosi perchè hanno tendenza molto bassa a reagire con altri elementi

lantanidi e attinidi: chiamati così per i loro primi elementi rappresentati, lattanio e attinio

– lantanidi. Sono un gruppo di 15 elementi, chiamati anche terre rare, sono utilizzati in molte applicazioni

tecnologiche, come ad esempio nella produzione di magneti permanenti, batterie elettriche, lampade

fluorescenti, display a cristalli liquidi e materiali resistenti all'usura

– attinidi gruppo di 15 elementi. Sono radioattivi e si decompognono spontaneamente emettendo particelle alfa

e beta. A causa della loro instabilità nucleare, gli elementi attinidi sono di interesse principalmente per la loro

chimica e fisica nucleare

Le proprietà degli elementi variano con regolarità lungo la tavola periodica in base alla variazione della

configurazione elettronica.

Sono proprietà periodiche ad esempio: il raggio atomico, l'energia di ionizzazione, l'elettronegatività.

RAGGIO ATOMICO

è la metà della distanza minima di avvicinamento tra 2 atomi dello stesso elemento. Quindi è una misura delle

dimensioni dell' atomo

è una grandezza difficilmente definibile in quanto in un atomo non esiste un confine netto: la probabilità di trovare

un elettrone diminuisce all'aumentare della distanza dal nucleo ma non è mai zero

Il raggio atomico AUMENTA LUNGO UN GRUPPO E DIMINUISCE LUNGO UN PERIODO

Più scendiamo in un gruppo e più ci saranno elettroni maggiori che si andranno a situare su orbite più distanti dal

nucleo e dunque l'atomo sarà più grande

ENERGIA DI IONIZZAZIONE

kJ/mol è lìenergia minima che serve per rimuovere un elettrone da un atomo isolato.

Per rimuovere un atomo quindi per ionizzarlo l'energia di ionizzazione aumenta lungo il periodo e diminuisce lungo

il gruppo. In alto a destra energia ionizzazione più alta

più un atomo è grande ed ha gli elettroni più lontani da se attirandoli di meno e più sarà facile rimuoverli.

ELETTRONEGATIVITA'

è la tendenza di un elemento ad attrarre gli elettroni di legame di un altro elemento

un atomo molto elettronegativo è un atomo che attira molto gli altri elettroni.

In un atomo che attira molto bene gli elettroni sarà anche difficile rimuoverli, motivo per cui l'elettronegatività segue

più o meno un andamento quasi identico all'energia di ionizzazione. Di conseguenza aumenta lungo un periodo e

diminuisce lungo un gruppo.

L'elettronegatività è una misura relativa, non abbiamo un unità di misura, e si è dovuta creare una scala di

elettronegativita di un atomo rispetto ad un altro.

Il fluoro è l'atomo più elettronegativo

L'elettronegatività è determinata da fattori come la carica nucleare (più protoni ha un atomo, più attrarrà gli

elettroni) e il numero e posizione degli altri elettroni presenti nei vari orbitali atomici (più elettroni ha un atomo, più

sono lontani dal nucleo gli elettroni di valenza, che saranno quindi soggetti a una minor attrazione da parte del

nucleo, sia perchè più lontani sia perchè chermati dagli altri elettroni presenti negli orbitali a energia inferiori)

VALENZA di un atomo corrisponde al numero di legami che esso è in grado di formare. Il termine esprime il

“potere” di un atomo di combinarsi con altri atomi. Intorno al nucleo di un atomo gli elettroni si dispongono su

orbite (livelli energetici) diverse secondo la loro configurazione elettronica. Le orbite sono al massimo 7 come i

periodi della tavola periodica. Infatti ad ogni elemento presente in un determinato periodo corrisponde un egual

numero di orbite elettroniche su cui si dispongono i suoi elettroni. Sulla prima orbita ogni atomo può posizionare al

massimo 2 elettroni mentre le restanti orbite, se presenti, possono accoglierne fino a 8

STRATO DI VALENZA è l'orbita elettronica più esterna. Gli elettroni che si trovano su essa vengono definiti

elettroni di valenza

ELETTRONI DI VALENZA sono gli elettroni che si trovano sull'ultima orbita. Essi definiranno il comportamento

chimico di quell'atomo. Sono loro a determinare come quell'atomo interagirà con gli altri atomi e sono loro a

definire quanti e che tipo di legami farà quell'atomo

Determinano le caratteristiche chimiche di un elemento. Se 2 atomi vogliono interagire, interagiranno con lo strato

di valenza

Il numero del gruppo in cui si trova l'elemento mi indica quanti elettroni di valenza ha quell'elemento, cioè quanti

elettroni di quell'atomo si situano sull'orbita più esterna

Gli elementi di uno stesso gruppo presentano una disposizione simile degli elettroni più esterni. Quindi gli elementi

appartenenti allo stesso gruppo (o colonna) hanno caratteristiche simi