Riassunto esame Chimica inorganica, Prof. Palmentieri Stefania, libro consigliato Chimica , Nivaldo

NOMENCLATURA DEGLI OSSIACIDI

Gli ossiacidi contengono idrogeno e uno ossianione (un’unione che contiene un enorme

metallo e l’ossigeno). Il numero di ioni H+ dipende dalla carica degli ossiaioni.

La formula è sempre elettricamente neutra. I nomi degli ossiacidi dipendono dalla parte finale

dei nomi degli ossianioni e hanno la seguente forma:

Finiscono con -ato (acido) (radice del nome dell’ossianione + -ico) ossianioni che

finiscono con -ito (acido) (radice del nome dell’ossianione + -oso)

MASSA FORMULA E CONCETTO DI MOLE PER I COMPOSTI

Si definisce la massa media di una molecola di un composto come la sua massa formula.

(I termini di massa molecolare e peso molecolare sono sinonimi di massa formula).

Per ogni composto, la massa formula e la somma delle masse atomiche di tutti gli atomi nella

formula chimica.

Massa formula: (numero di atomi del primo elemento della formula chimica X massa

atomica del primo elemento) + (numero di atomi del secondo elemento della formula

chimica X massa atomica del secondo elemento) + ….

MASSA MOLARE DI UN COMPOSTO

La massa molare di un composto, cioè la massa in grammi di 1 mol delle sue molecole o

unità formula, e numericamente uguale alla sua massa formula. Ad esempio, se la massa

formula o peso molecolare di CO2 è pari a 44. 01 u, la sua massa molare è:

Massa molare di CO2= 44. 01.p g/mol

COMPOSIZIONE DEI COMPOSTI

Una formula chimica, in combinazione con le masse molari dei suoi elementi costituenti,

indica le quantità relative di ciascun elemento in un composto, un’informazione molto utile.

Scoperta dei clorofluorocarburi (CFC), sono composti chimicamente inerti usati come

refrigeranti e solvente industriali; nel tempo i CFC hanno cominciato ad accumularsi

nell’atmosfera, grazie alla composizione percentuale in massa, si può determinare la massa

di ogni singolo elemento dei CFC. Infatti, un modo per esprimere la quantità di un elemento

presente in un dato composto e quello di usare la composizione percentuale in massa

dell’elemento del composto. La composizione percentuale è massa o massa percentuale

e la percentuale dell’elemento rispetto alla massa totale del composto.

Massa percentuale X= massa dell’elemento X in 1 mol di composto/ massa di 1 mol di

composto X 100

La composizione percentuale è massa di un elemento in un composto è un fattore di

conversione tra la massa dell’elemento e la massa del composto. La formula generale per

risolvere i problemi in cui si deve trovare la massa di un elemento presente in una certa

massa di un composto e:

Massa del composto-> moli del composto -> moli dell’elemento-> massa dell’elemento

CALCOLO DELLA FORMULA MOLECOLARE PER I COMPOSTI

Massa molare= massa molare della formula empirica X n

n= massa molare/ massa molare della formula empirica

ANALISI PER COMBUSTIONE

Un altro modo di ottenere la formula empirica di composti incogniti, in particolare quelle che

contengono idrogeno e carbonio, e l’analisi pre-combustione. Qui il composto viene

sottoposto a combustione in presenza di ossigeno puro. Quando il campione è bruciato, tutto

il carbonio presente e convertito in CO2 e l’idrogeno è convertito in acqua, entrambi CO2 e

acqua sono prodotti pesanti, date queste masse, usando le relazioni numeriche tra moli

espresse dalle formule si possono determinare le quantità di C e H nel campione origine

SCRIVERE E BILANCIARE LE EQUAZIONI CHIMICHE

Una reazione di combustione è un particolare tipo di reazioni chimica in cui una sostanza si

combina con l’ossigeno per formare uno o più composti che contengono l’ossigeno. Le

reazioni di combustione mettono calore. Una reazione chimica è rappresentata da

un’equazione chimica. La combustione del metano è rappresentata dalla seguente

equazione:

CH4+ 02 (reagenti) -> CO2 + H2O (reagenti)

I COMPOSTI ORGANICI

Composti organici e inorganici, sono composti da carbonio e idrogeno e pochi altri elementi,

tra cui azoto, ossigeno e zolfo. L’elemento chiave in chimica organica e il carbonio. Nei suoi

composti il carbonio forma sempre quattro legami. Il composto organico più semplice e il

metano, che ha la formula CH4.

Questa versatilità consente al carbonio di funzionare come scheletro di milioni di diversi

composti chimici, e questo è il motivo per cui lo studio della chimica organica richiede corsi

appositi. GLI IDROCARBURI

Gli idrocarburi sono composti organici che contengono solo carbonio e idrogeno. Gli

idrocarburi compongono i carburanti come la benzina, il gasolio, propano il liquido e il gas

naturale gli idrocarburi che contengono solo legami singoli si chiamano alcani, mentre quelli

che contengono legami doppio o tripli si chiamano alchene e alchini.

NOMENCLATURA

I nomi degli idrocarburi semplici a catena lineare consistono di un nome base, che

determinato dal numero di atomi di carbonio nella catena base o catena principale e un

suffisso diverso a seconda che l’idrocarburo sia un alcano (-ano), un alchene (-ene) o un

alchino (-ino).

Nome base determinato dal numero di atomi di carbonio + suffisso determinato dalla

presenza di legami multipli

I nomi base per i primi 10 idrocarburi sono elencati qui sotto, secondo il numero di atomi di

carbonio crescente:

Met=1

➢ Et=2

➢ Prop=3

➢ But =4

➢ Pent =5

➢ Es=6

➢ Ept =7

➢ Ott=8

➢ Non=9

➢ Dec=10

➢ GLI IDROCARBURI FUNZIONALIZZATI

Sono idrocarburi in cui un gruppo funzionale, cioè un atomo caratteristico gruppo di atomi, è

incorporato nella molecola. Per esempio, gli alcoli sono composti organici che hanno un

gruppo funzionale -OH. La porzione idrocarburi della molecola è indicata con R, pertanto la

formula generale per un alcol può essere scritta come R-OH.

Il termine gruppo funzionale deriva dalla funzionalità caratteristica chimica che uno specifico

atomo gruppo di atomi impartisce ad un composto organico. Anche un doppio legame

carbonio-carbonio può essere considerato un gruppo funzionale.

I composti organici con lo stesso gruppo funzionale formano una famiglia.

IL LEGAME METALLICO

Il legame metallico: parte della carica elettrica è distribuita uniformemente in tutto lo spazio

attorno ai nuclei e risente dell’attrazione di molti di essi

Nel legame metallico, molti atomi metallici mettono in comune i loro elettroni di valenza

per formare un mare di elettroni del localizzato che tiene uniti gli ioni metallici, ovvero i nuclei

più gli elettroni interni

Il legame metallico: metalli, elementi con energia di ionizzazione relativamente bassa. Il

passaggio dai metalli in Italia avviene con gradualità lungo ciascun gruppo e periodo.

Proprietà comuni: conducibilità termica ed elettrica, strutture cristalline compatti,

malleabilità e duttilità. IL LEGAME CHIMICO NEI METALLI

Il legame chimico nei metalli:

Per spiegare il legame chimico nei metalli, utilizziamo la teoria degli orbitali

➢ molecolari

Si considerano tutti gli atomi che compongono, un dato campione

➢ Il Litio

ESEMPIO:

1 mole di litio contiene 6x10^23 atomi e quindi lo stesso numero di orbitali molecolari

➢ Gli elettroni di Valencia riempiono gli OM a energia più bassa, formando bande di

➢ energia continue nei solidi

DALLA STRUTTURA DISCRETA ALLE BANDE

Aumentando il numero di atomi, i livelli energetici discreti diventano bande continue

➢ Gli orbitali molecolari si diffondono una banda di valenza e una banda di conduzione

➢ TEORIA DELLE BANDE NEI METALLI

Gli orbitali molecolari sono dei localizzati su tutti gli atomi

➢ Sono metà degli orbitali molecolari e occupata dalla banda di valenza parzialmente

➢ riempita

A 0 Kelvin , il livello più alto occupato si chiama livello di fermi

➢ LIVELLO DI FERMI E CONDUCIBILITÀ

Alla temperatura maggiore di 0 K, alcuni elettroni vengono prodotti a orbitali di energia

➢ superiore

Si crea elettroni liberi e buche positive che sono responsabili della conducibilità

➢ Dei metalli, la differenza di energia tra livelli è piccolissima, assorbono luce di

➢ qualsiasi lunghezza d’onda chiamata lucentezza

DEFORMABILITÀ DEI METALLI

Il legame metallico è delocalizzare senza rompere reticolo

➢ Ciò spiega la malleabilità e duttilità

➢ BANDA DI VALENZA E DI CONDUZIONE

Nei metalli: sovrapposte (nessuna banda proibita)

➢ Nei semiconduttori: piccola banda proibita

➢ Negli isolanti: grande banda proibita, che ha una difficile promozione di elettroni

➢ RIASSUNTO LEGAME METALLICO

Legame descritto con la teoria degli orbitali molecolari

➢ Nei semiconduttori, la banda di valenza è separata da quella di conduzione da una

➢ banda proibita

Negli isolanti, la banda proibita è molto ampia

➢ I SEMICONDUTTORI

Base di tutti i dispositivi elettronici

➢ Non conducono facilmente, ma possono farlo con energie esterne

➢ Possono trovarsi in stato on/off

➢ Conducono a temperatura elevate

➢ LEGAMI NEI SEMICONDUTTORI

Nei metalli non c’è nessuna barriera

➢ Nei semiconduttori/ isolanti c’è la banda proibita tra valenza e conduzione (10-240

➢ kJ/mol)

Energia termica può promuovere alcuni elettroni con una piccola conducibilità

➢ SEMICONDUTTORI ISTRINSECI

Numero di elettroni della banda di conduzione dipende dalla temperatura e

➢ dall’ampiezza della banda proibita

All’aumentare della temperatura ci sono più elettroni promossi e maggiore sarà la

➢ conducibilità SEMICONDUTTORI ESTRINSECI

Dopaggio con piccole quantità di elementi:

• Tipo P: meno elettroni più buche positive

• Tipo N: più elettroni più elettroni, donatori

SCHEMA DEL DROPAGGIO

L’aggiunta di piccole quantità controllate di imprese nei semiconduttori cambia la struttura

elettronica del materiale.

È puro, la banda di valenza è piena e la banda di conduzione è vuota

➢ Tipo N si aggiungono elettroni portatori di carica sono elettroni liberi

➢ Tipo B si creano buche e i portatori di carica sono buche positive

➢ STRUTTURA DEL DIAMANTE

Le strutture di Silico e germano sono simili poiché ogni atomo è legato secondo una

geometria tetraedrica ad altri quattro

Gli orbitali S e P formano orbitali molecolari di legame (banda di valenza) e di anti-

➢ legame (banda di conduzione)

Separati dalla banda di conduzione e mediante il gap di banda

➢ RELAZIONE DISTANZA-GAP

Distanza corta (es. C-C) (relativamente piccola) c’è una forte sovrapposizione e una

➢ grande banda di valenza e di conduzione

Distanza lunga es. Si-Si) (è maggiore) c’è una minore sovrappos