Riassunto esame Fondamenti di chimica generale, Prof. Acocella Angela, libro consigliato Fondamenti di Chimica, R.A. Michelin, A. Munari

Argomenti esame

1. La struttura atomica della materia

• Atomi e molecole
• Le particelle fondamentali della materia ed i primi modelli atomici: il modello di Rutherford
• Numero atomico e numero di massa
• Nuclídi e isotopi
• Pesi atomici relativi e assoluti
• L’unità di massa atomica
• La mole ed il numero di Avogadro

2. La struttura del nucleo atomico

• Nuclídi stabili e radionuclídi
• La radioattività
• Cenni alle famiglie radioattive naturali

3. Le configurazioni elettroniche degli atomi

L'effetto fotoelettrico

• Lo spettro di emissione dell’atomo di idrogeno
• Il principio di indeterminazione di Heisenberg
• Le onde di De Broglie
• L'equazione di Schrödinger e sua applicazione al caso dell'atomo di idrogeno
• Orbitali atomici e numeri quantici
• Gli atomi con più elettroni: lo spin dell'elettrone ed il numero quantico di spin, il principio di esclusione di Pauli e la regola di Hund
• La configurazione elettronica dei principali elementi
• La tavola periodica degli elementi
• Le principali proprietà periodiche e loro andamento lungo i gruppi ed i periodi

4. Il legame chimico

• Il legame ionico
• Valenza ionica
• Il legame covalente
• Legami semplici e legami multipli: legami di tipo sigma e di tipo pigreco
• I legami di coordinazione. La teoria del legame di valenza (VB)
• La valenza degli atomi
• Gli orbitali ibridi e la geometria molecolare
• Gli ibridi sp, sp², sp³
• Cenni ad altri tipi di ibridazione
• Cenni alla teoria VSEPR
• Molecole polari ed apolari
• La teoria degli orbitali molecolari (OM)
• Il legame metallico
• Il modello a bande nei solidi
• Conduttori e isolanti
• I semiconduttori e il loro drogaggio
• I legami deboli

5. Le reazioni chimiche

• L'equazione stechiometrica e il suo significato
• La nomen clatura dei composti inorganici ed organici più comuni
• Le reazioni di ossidoriduzione e loro bilanciamento
• Calcoli stechiometrici

6. Gli stati di aggregazione della materia

• Lo stato gassoso: il modello del gas ideale e l'equazione di stato dei gas
• Le leggi di Dalton
• Il fattore di comprimibilità
• La temperatura critica
• Lo stato liquido: la pressione di vapore e la temperatura di ebollizione
• Le soluzioni
• La solubilità di un solido e di un gas in un liquido
• Lo stato solido: solidi amorfi e solidi cristallini
• Il reticolo cristallino e la cella elementare
• Cenni ai sistemi cristallografici e ai vari tipi di celle elementari
• Le celle cristalline compatte: EC, CCC, CFC
• Le caratteristiche principali dei vari tipi di solidi cristallini (metallici, ionici, molecolari, covalenti, ecc.)
• I principali difetti nei cristalli: difetti di punto, di linea e di superficie

7. I diagrammi di stato

• La regola delle fasi ed i diagrammi di stato di una sostanza pura
• Le proprietà colligative delle soluzioni
• Principali tipi di diagrammi di stato a due componenti relativi agli equilibri liquido-solido e liquido-vapore

8. La cinetica chimica

• La velocità di reazione. L'equazione cinetica
• L'ordine di reazione
• Effetto della temperatura sulla velocità di reazione: l’equazione di Arrhenius
• L’energia di attivazione
• I catalizzatori: proprietà generali
• Catalisi omogenea ed eterogenea

9. Termochimica

• Il primo principio della termodinamica
• L’energia interna e l'entalpia
• Termochimica: le equazioni termochimiche
• L'entalpia standard di formazione
• L’entalpia standard di reazione
• Cenni alla combustione. La legge di Hess

10. L'equilibrio chimico

• L'equilibrio chimico da un punto di vista cinetico
• Espressioni delle costanti di equilibrio per sistemi gassosi ideali: K_P e K_c
• Calcolo della composizione all'equilibrio
• Lo spostamento dell'equilibrio
• L'equazione di Van't Hoff

11. Equilibri ionici in soluzione

• L'autoprotolisi dell'acqua. Soluzioni acide, neutre e basiche: il pH
• Acidi e basi secondo Arrhenius e secondo Brønsted e Lowry
• Gli equilibri di solubilità

12. Elettrochimica

• La pila Daniell
• La forza elettromotrice di una pila
• La serie elettrochimica
• L'equazione di Nernst
• I processi elettrolitici: il potenziale di decomposizione
• Le leggi di Faraday
• La corrosione nei metalli e metodi di protezione

Struttura della materia

Materia 'proprietà ha? Uniforme eterogenea omogenea le separare fasi Può essere separata con metodi fisici Sostanza miscela omogenea (acqua marina, aria), scissa può essere più sostanza in con semplici? Chimici metodi

0 composto) Elemento (cloruro acchia), cloro (oro sodio di, carbonio...

Struttura dell'atomica materia

Chimica

Che' Proprietà studia la scienza: E dei il comportamento materiali della della legge La conservazione massa creata chimica la In è né una reazione né massa distrutta conserva essa si; HgO HgO + O₂ → stessa massa

Dalton La di indivisibili atomico composta 1808 materia è: Atomi elemento la hanno stesso le massa e Proprietà stesse diversi atomi Elementi masse con identità indistruttibili nelle loro mantengono la Gli atomi sono chimiche reazioni diversi elementi di di atomico combinazione Composto: di (dalle Gay-Lussac scoperte formulato Postulato grado tuo di 1811 Ipotesi: (temperature nelle differenti stesse misurati uguali Volumi di gas Particelle di lo) stesso contengono numero Pressioni e Dalton da proposte "questa le" ipotesi particelle stesse sono dette in così Le, di atoniche molecole esistere elementi potevano gli Avogrado come Secondo Esempio: questi di elementi proporzionali ZnO O₂ coefficienti Nz sono) Prodotti reagenti di E' di grado tuo di atomi il È esatti Il contenuti in 12g numero: numero 10²³ 'Na Mol 6 -02214129 ra

Poter la calcolare per di atomo singolo in g massa un: relativa massa ceto uno [ ]sNa? Na correlare le sviluppato A È masse metodo per serve cosa un degli Prodotti dei il numero con dei reagenti e nella coinvolte molecole delle atomi o reazione

Reazioni cariche di elettriche (il nelle Elettrolisi elettrochimiche quali Faraday Passaggio: modificazioni chimiche produce da Passando elettrica essa carica la elettrolisi dell' ESEMPIO acqua: ossigeno idrogeno ed ecompone in la l'esistenza ipotizzare esperimenti Questi portarono lo a. Con trasferita che elettricità di viene fissa unità di un' che materia tutta la idea Prima Fu la conclusione ci questa che elettrici Possono componenti da costituire sia Prodotti reagenti dai li trasferiti estratti ai e essere, IONI chiamò di sostanza la elettrolitica cella massa legge In Prima La una: catodo ridotta al anodo all' ossidata o quantità alla proporzionale direttamente è cella la attraversa che carica di

(Anodo f) catodo * I Gli Elettroni elettrici mediante studi componenti scoperti sulle: vennero attraverso luminose il scariche TUBO DI CROOKES. Produce elettrica attraverso scarica Si una emessa bassa viene Pressione e gas un a) catodo attraverso luce e leggera una (anodo t anche in persistono luminosi raggi Questi

Che vengono presuppone di assenza gas, questo vennero catodo per da le emessi e chiamati CATODICI RAGGI esperimenti dimostrarono condusse che Thomson costituiti catodici da raggi che erano negativamente oggetti cariche particelle, chiamate ELETTRONI (Thomson Fisico Tedesco Wien l' due esistenza tipi scoprirono di ELETTRONI particelle negli detti: e un caso di PROTONI certo numero Elettroni

Scoperta del Rutherford nucleo: (Fece lamine esperimenti sottili bombardando' molto le MI 600 con con oro di Particelle attraversava La Parte maggior lamina

Ma alcune fasci ma la. Deviate venivano. fosse dell' composta della parte che Arrivò la massa oro alla maggior conclusione NUCLEI chiamò li Piccole estremamente particelle Positive da, Rutherford di Modello atomico) Dove (il PLANETARIO sistema MODELLO detto solare il come così propose. Parte del volume maggior atomico elettroni gli occupino la che prevede. complessiva pari ze carica + a Possiede una Quindi nucleo il. derivano chimico dalla del elemento 2-carica + di proprietà e Inoltre le un di nucleo attorno al elettroni 2-dalla Presenza nucleo e di Numero Numero massa atomico) (nele (atomi Pt di Presenti protoni nucleo il numero indica

Numero atomico Il numero) di Pt numero lo stesso elemento hanno dello stesso. degli il anche numero direttamente indica pt cinetico neutro invece numero atomo artu un numericamente uguali Poiché elettroni sono. nucleo Presenti nel neutronic orrisponde alla protoni di di e Il somma numero massa

Protoni Possiedono che lo "stesso" speciali numero atomi Isotopi Gli sono di neutroni diverso numero) hanno elemento un. massa stesso determinare (A) il di numero Può) massa (si il Conoscendo numero il atomico z e numero (neutroni dei n° 2-no A -= di Numero massa "simbolo chimico atomico

La mole conviene Piccole talmente molecole sono di atomi, ele masse di siccome ruoli il NA numero di Per misurare degli insiemi. raggrupparli in dunque atomi Avogrado di di certo numero, che contiene quantità una di è mole sostanza Una a. molecole ecc -, ._ NA "atomi C" C di contiene

ESEMPIO Mole 1: H₂O atomi NA di H₂O mole contiene 1 di) la è massa Peso atomico (atomica elemento o di massa molare un formula massa secondo seguente La la determina: grammi si in elemento dell' mole. una relativa Massa elemento dell' [vuoi 12 =• relativa Massa] di [2 C' 128 lobo di determinare bilancia Mentre moli di utilizza la Per si il numero

Retorico: 8,232 di Fe grammi di Fe 8,2328 -55,82=947 "Campione ' di moli Fe "ooo molare- massa Fe NO₂ molecole il di di Calcolare di moli numero Esempio e esercizio numero: di campione g 4.000 in un NO₂ 000 "4. moli vuol di Numero 0,08695== a. NOZ" molecole 5.236 NA N 10 Molidi molecole =. Numero = a. di atomica

L'unità massa occupato il volume rapporto tra è di densità massa e massa la massa densità volume utilizza il Comunemente g si il kg nel della SI di è unità massa L' misura. molare volume Può il calcolare sostanza della si molare densità la Nota la massa - ea. occupato spazio mole da una della sostanza vuoi [molare 9 massa] [noi V_m E cm]

SI appartiene al Non composto del molecola esame in. dodicesima Parte alla corrisponde dell' è definizione Uma: Una carbonio atomo di di ovvero della un' massa -27 kg-66 IO1, -2" g66 lo I.

Massa Relativa Assoluta atomica - 08 kg assoluta è ed estremamente di è in la atomica atomo espressa massa un massa La. piccolo numero come g assoluta kg in massa la calcolare: o poter per atomica 1 Massa una.

Massa una = Timex sulla trova si Periodica tavola data dal relativa di due rapporto grandezza atomica è relativa masse una massa La. (adimensionale

: (assoluta ma massa Pa = una 1 del nucleo struttura atomico Nuclidi stabili radionuclidi e Nuclei radioattivi Tendono emettendo disintegrarsi radiazioni chiamati spontaneamente vengono: a, artificiali Questi nuclidi finora scoperti RADIONUCLIDI i RADIOISOTOPI sono o .. quelli di

Protoni il di dipende stabilità rapporto di Z tra nuclide e La numero di neutroni hanno generalmente sino 20 stabili a (neutroni un) nuclidi =I A Z - .) quello pari dei Protonia

Radioattività DECADIMENTO nucleide i DISINTEGRAZIONE o Radionuclidi la intendiamo dei Parliamo Quando stabile struttura ottenere Questo una RADIOATTIVO sino a.. da indipendente decadimento è che il: da È notare

Legame di aggregazione stato temperatura Pressione magnetici/elettrici campi nuclide determinato generale elemento ad in riferirsi non una un e Per necessario cui è.

Radioattive famiglie naturali Le stabile può necessariamente infatti Esso è decadimento forma che non nuclide Il in si un radioattivo così via Può nuclide e che essere ad luogo dare nuovo. radioattiva un Famiglia ce della ne capostipite Può il essere generato radionuclide, Un Principalmente 3: sono Decadimenti P dell'Uranio -: del Torio Famiglia

Configurazione elettronica degli atomi e Generalità sulle onde elettromagnetiche

Le onde elettromagnetiche sono radiazioni luminose costituite da un campo elettrico e un campo magnetico che variano sinusoidalmente. I parametri caratteristici sono:

• Valore massimo dell'ampiezza oscillante E_max
• Valore massimo del campo B
• Punti consecutivi di fase dell'onda