Chimica

Legame ionico e differenza di elettronegatività

(Gallio o Boro è uguale) Dal punto di vista energetico:

As ---> 1e- in più aggiungo orbitali pieni alla banda di conduzione (?)

Ga (gallio) ---> 1e- in meno aggiungo un orbitale vuoto alla banda di conduzione (?)

18-11-2020

Un legame ionico è un legame che permette l'unione di due molecole/atomi; In particolare le specie che andiamo a legare devono avere una forte differenza di elettronegatività ed in particolare, questa differenza deve permettere che l'elemento più elettronegativo strappi un elettrone a quello meno elettropositivo.

Gli ioni per accoppiarsi generano un campo elettrico e successivamente si attraggono (attraverso la forza Coulombiana)

Il campo elettrico che generano è sferico, quindi identico in tutte le direzioni dello spazio;

Ad esempio se considero Na Cl, l'Na attrarrà il Cl indipendentemente dalla direzione di partenza di Cl.

Insieme "Na e Cl" danno vita al NaCl (sale da cucina) questo composto ha una

La forma solida, in particolare la forma si chiama cristallo ionico. Il cristallo ionico è un insieme di molteplici coppie ioniche. Le coppie ioniche, deboli prese singolarmente, si uniscono a formare un cristallo ionico.

I solidi sono strutture ordinate formate da un reticolo cristallino. Dei solidi possiamo individuarne il volume, quindi la sua struttura, la temperatura di fusione, ovvero la temperatura necessaria per rompere i legami.

I liquidi. Infine, vi sono le sostanze aeriformi. All'interno di queste sostanze non vi è interazione tra molecole.

Esistono alcuni solidi non cristallini: i solidi amorfi, ad esempio il vetro o il plexiglass. Amorfo è un solido che non ha una struttura ordinata, i legami non sono tutti uguali. Infatti, alcuni sono più lunghi, altri possono essere più corti. Proprio per questo motivo non esiste una temperatura di fusione per rompere tutti i legami.

I solidi amorfi, sottoposti a certe temperature, diventano liquidi viscosi e nel lungo.

Periodo tendono a dare una struttura ordinata, rompono i legami deboli e formano quelli forti. Un esempio di spazi vuoti all'interno di un solido amorfo sono levenature all'interno dei vetri vecchi queste venature indeboliscono la struttura del vetro rendendolo più fragile. Per quanto riguarda i vetri delle macchine ad esempio la struttura del vetro viene compressa in modo da darle più resistenza.

GASI gas sono sostanze aeriformi, esiste quindi un sistema rarefatto in cui non vi è interazione, le molecole Infatti sono isolate quindi non esistono forze attrattive. Chiudiamo i gas reali perché questi hanno lo stesso comportamento in particolare in condizioni di bassa pressione è alta temperatura. L'idea della bassa pressione ci aiuta a immaginare le molecole isolate. Possiamo affermare inoltre che l'energia cinetica dei gas è proporzionale alla temperatura. I gas reali hanno lo stesso comportamento a pressioni basse e alte temperature. Inoltre

Possiamo dire che un gas perfetto in realtà non esiste, a questo possiamo attribuire alcune proprietà:

• Un gas perfetto è puntiforme. Questo significa che non ha un volume proprio e quindi non occupa spazio all'interno di un recipiente.
• È animato da un moto caotico e perenne, legge del caso.
• Un gas perfetto non ha forze attrattive.
• Infine, gli urti tra le molecole di gas perfetti sono completamente elastici.

Equazione del gas perfetto:

La pressione P si misura in (Pa) pascal; in atm = 101325·Pa, NOI USEREMO (atm); 1 atm = 760 TOR.

Il volume V si misura in m^3; litro / millimetro, 1 litro = 10^-3m^3; 1 litro = 1000^3 cm^3.

La temperatura T si misura in Kelvin (K); 0°C = 273,15 K, 100°C = 373,15 K; Scala Fahrenheit F 0°C = 32°F, 100°C = 212°F.

R rappresenta la costante dei gas e vale: 8,314462618... J mol^-1K^-1; 0,082057338(47) L atm K^-1 mol^-1.

Legge di Avogadro: Volumi uguali di gas diversi nelle

Le stesse condizioni di pressione e temperatura contengono lo stesso numero di moli di gas. PV = (n1 + n2) RT

Se ad esempio ho una miscela di gas a comportamento ideale: A, B, C. Dalton afferma che la miscela si comporta come un unico gas, e le moli sono la somma delle moli dei tre gas. Inoltre, i gas occupano tutto lo spazio e la pressione è rappresentata dalla somma delle pressioni parziali.

25-11-2020

ESERCIZI

GAS IDEALI

• Puntiforme - Volume proprio (dipende dalla formula della molecola)
• No interazioni - Forze attrattive (non dipendono da T)

Se il gas è ideale, l'intero recipiente è a disposizione, mentre se un gas reale occupa determinati spazi. Più è bassa la pressione, minore è il numero di moli. Con alte temperature sarà alta anche l'energia cinetica, infatti energia cinetica e temperatura sono direttamente proporzionali.

GAS IDEALE: PV = nRT

GAS REALE (van der Waals): (P + a(n^2/V^2))(V - nb) = nRT

b

Mariotte (o semplicemente legge di Boyle) afferma che in condizioni di temperatura costante la pressione di un gas perfetto è inversamente proporzionale al suo volume, ovvero che il prodotto della pressione del gas per il volume da esso occupato è costante.

Una specie gassosa è una specie aeriforme che non può essere liquefatta per pura compressione; ovvero se ho un pistone e comprimo un gas non otterrò un liquido, mentre se comprimo (T=costante) un vapore otterrò un liquido.

Nel momento in cui si comprime si avvicinano le molecole e rendono attive le forze attrattive. Ad alte temperature ho i gas, a basse temperature ho il vapore.

La temperatura T per la quale un vapore diventa un gas è chiamata temperatura critica. La temperatura critica è quella temperatura al di sopra della quale ho un gas, al di sotto ho vapore.

GAS ---> T > Tc

VAPORE ---> T < Tc

Temperatura critica di "O" = -118,4°C.

30-11-2020

TERMODINAMICA

studia le trasformazioni della materia causate dall'energia. Il sistema termodinamico è un sistema macroscopico, al di fuori del sistema vi è l'ambiente (o esterno). Il sistema termodinamico può essere:

• aperto: se scambia materia ed energia
• chiuso: se scambia energia
• isolato: non scambia nulla

L'energia può essere sia cinetica che potenziale:

• cinetica: legata al moto
• potenziale: legata alla composizione molecolare del sistema

STATO TERMODINAMICO

Uno stato di equilibrio si definisce stato termodinamico se il valore delle variabili rimangono costanti nel tempo. Inoltre, lo stato termodinamico si occupa di studiare le trasformazioni da uno stato di equilibrio ad un altro.

VARIABILI DI STATO

Le variabili di stato sono di due tipi:

• intensive: non dipendono dalla quantità di materia (n moli)
• estensive: dipendono dalla quantità di materia (n moli)

TRASFORMAZIONE TERMODINAMICA

Le trasformazioni termodinamiche sono trasformazioni che portano da uno stato di equilibrio ad un altro. Le trasformazioni possibili sono:

• Isoterma (T=costante)
• Isocora (V=costante)
• Isobara (P=costante)
• Adiabatica (Q=costante)

Inoltre, una trasformazione può essere anche:

• Reversibile
• Irreversibile

Una trasformazione irreversibile è reale, avviene in un tempo finito, non passa attraverso infiniti stati di equilibrio e non può essere invertita ripercorrendo gli stessi stati termodinamici. Una trasformazione reversibile, invece, passa attraverso infiniti stati di equilibrio in un tempo infinito, quindi non avviene in tempi reali ed è possibile invertirla ripercorrendo gli stessi stati di equilibrio.

Esempio: se vi è una pressione sul pistone dovuta ad un "sacco di sabbia", nel momento in cui inizio a togliere un granello di sabbia per volta, questo fa sì che la pressione diminuisca e il volume interno aumenti. Ho una

trasformazione termodinamica reversibile. L'energia è caratterizzata dal lavoro e dal calore; In particolare tutto ciò che porta a diminuire il sistema è negativo, tutto ciò che lo fa aumentare è positivo.

> 0 aumento energia nel sistema

< 0 diminuzione energia nel sistema

Le reazioni dove vi è scambio di calore possono essere di due tipi:

Esotermiche: perde calore, Q<0

Endotermica: acquista calore Q>0 (esempio dare calore per far bollire acqua)

LAVORO:

Se il sistema compie un lavoro allora l'energia del sistema diminuisce ---> L < 0

Se il lavoro è subito dal sistema ad esempio una pressione esterna allora ---> L > 0

PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA

1) L'energia può essere trasformata, non distrutta; In chimica viene espresso così:

ΔU = Q + L

questa è chiamata variazione di energia interna (somma di tutte le energie potenziali del sistema)

Se

passo da uno stato iniziale ad uno finale ---> ΔU = U2-U1 (energia interna finale - energia interna iniziale). U = funzione di stato

Se devo andare da 1 a 2 U non dipende dal percorso.

LAVORO DI ESPANSIONE compiuto verso una pressione esterna.

Pint > Pest ---> L = - PΔVΔU = Q + L ---> Q - PΔVdU = dQ - PdV