Appunti di Chimica

Chimica

Prof. Hozzon 2^o semestre 2018 - 2019

Indice

• Struttura atomica della materia 3
• Reazioni chimiche 5
• Struttura elettronica atomi 8
• Orbitali atomici 10
• Tavola periodica 12
• Legami chimici 14
• Orbitali molecolari 16
• Teoria delle bande 18
• Termodinamica chimica 20
• Elettrochimica 24
• Corrosione dei metalli 26

Struttura atomica della materia

Primi modelli atomici:

• 1803: Dalton → La materia è costituita da atomi indivisibili, gli atomi di uno stesso elemento hanno stesso peso e proprietà chimiche. Sfera omogenea indivisibile = atomo (non ha basi scientifiche).
• 1908: Thomson → Modello a pannettone: atomo = sfera omogenea carica positivamente, in cui sono immersi gli elettroni.
• 1911: Rutherford → Determinato sperimentalmente. Bombardare la sottile lamina d'oro con particelle α (m = 4ϭ²⁺; C = 2ϭ; υ = 1/10 ᵒ): quasi tutte attraversano la lamina, mentre alcune venivano deviate o respinte sul indietro (vicino al nucleo), dimostrando che l'atomo è sostanzialmente vuoto, in cui quasi tutta la massa è concentrata nel centro. Determina anche gli angoli di deviazione e il numero di protoni.

Struttura del nucleo atomico

Nuclei: protoni e neutroni

• A = numero di massa = protoni + neutroni
• Z = numero atomico = n° protoni = n° elettroni ⇒ Z implica stesse reazioni chimiche.
• A-Z = n° neutroni

Nuclidi: specie di atomi caratterizzate da definitiva composizione (stabili, non stabili o radioattivi).

• Isobari: ≠Z, = A
• Isotoni: stesso n° neutroni
• Isotopi: = Z, ≠ A = n° o neutroni (stesse proprietà chimiche)

ρ = abbondanza isotopica naturale = % di isotopi su 100 atomi di miscela

• Nome: P
• 16 O: 99,759%
• 1H prozio: 99,984%
• 8 O: 0,037%
• 2H deuterio: 0,016%
• 8 O: 0,204%
• 3H trizio: 10^-16%

● Massa atomica assoluta: determinata con lo spettrometro di massa (in base alla deviazione subita dal passaggio in un campo elettrico o uno magnetico) → peso reale ≃ 10^-23g

1 uma ≡ massa di ₆ ¹²C = 1₁₂⁶ 1,99292·10^-23g = 1,666·10^-24g

→ H_a = m.assoluta 1 uma

● Massa atomica media: media tra le masse atomiche degli isotopi di ogni elemento (=peso atomico)

H_a = ^{∑ _Hi · p_i} / 100

● Massa (o peso) molecolare: sommatoria delle masse degli atomi espresse in uma

n° grande e fisso di particelle, paragonabile a quello che si usa in sperimentazione (quantità di sostanza)

1 mole di sostanza corrisponde alla quantità in g della sua massa molare che contiene tante entità elementari (atomi, ioni, molecole...) quante sono gli atomi contenuti in 12 g di esatti di ¹²C

N_c = massa tot              6,023·10²³ atomi

N_A = numero di Avogadro 6,023·10²³→ mole 1 mole di sostanza

1 atomo ≅ massa di ¹² ₆C ≅ 1,666·10^-24g uma

→ N = N_c/N_A

● Massa molare = massa di 1 mol ⇒ numericamente uguale alla massa molecolare della sostanza

2H₂O: H₂O₂ ≅ 18,015 uma₂ ≯ 18,015 1,666·10^-24 uma^-1 mol

→ In una mole di 2H₂O ci sono 6,023·10²³ molecole