Chimica - Appunti

Appunti del corso di Chimica

Prof. G. SotgiuAA 2007/2008

Nota importante: questi appunti sono stati presi da me a lezione, e integrati ove necessario con materiale reperito su siti web, libri, etc.

Questi appunti non sono assolutamente da ritenere come sostituto di materiale didattico “ufficiale” (libri, dispense etc.), ma come supporto allo studio personale; non sono inoltre né visionati né approvati dal Docente del Corso.

Non escludo che siano affetti da errori e/o imprecisioni, e declino ogni responsabilità sull'uso che si farà di questo fascicolo.

Gli elementi

Gli elementi di uno stesso periodo, i cui atomi hanno struttura elettrone esterna che varia con regolarità lungo il periodo, sono caratterizzate

da una regolare e parallela variazione di proprietà.

Unicà → mass

U.M.A

L'U.M.A. è un peso di riferimento per il calcolo dei pesi atomici.

Come u.m.a. è stato scelto il peso atomico dell’isotopo C, del carbo

-nio. Un'unità U.M.A = 1,6605 × 10⁻²⁷ kg

Peso _atomico molecole (peso formul).

La definizione di peso atomico (^P.A) è la seguente:

Il peso atomico di un elemento è il rapporto tra il peso medio dell’ at

omo di quell'elemento e l’u.m.a.

Definizione di peso molecolare (PM)

La definizione di peso molecolare (PM) è: simile ed il rapporto

tra il peso medio di una molecola di quella specie e l'u.m.a.

Tutte e due sono grandezze adimensionali.

Es. PO(O) = 16 PF(H₂O) = 18

PO(H) = 1 PF(CO₂) = 44

Possiamo risalire alla formula chimica esatta.

1. Calcoliamo la formula minima su 100g di sostanza:

• C 46,37g → m(C) = 46,37/12 = 3,1973 moli
• H 1,20g → m(H) = 1,20/1 = 1,20 moli
• Cl 84,49g → m(Cl) = 84,49/35,453 = 2,38 moli

C 3,1973/3,1973 = 1 → 1

H 1,20/1,1973 = 1,006 → 1 → CHCl₂

C1 2,38/1,1973 = 2 → 2

2. La formula chimica esatta si calcola confrontando il PF della formula minima con il PF del composto:

PF (min) = 12 + 1 + 2 * 35,453 = 87,9

PF composto = 167,8

PF composto / PF min = 167,8 / 87,9 = 2

C₁H₁Cl₂ = C₂H₂Cl₄

Reazione chimica

Una reazione chimica è un processo (spontaneo o provocato) che comporta rottura di alcuni legami e formazione di nuovi (quindi trasformazione).

Una reazione è rappresentata da un'equazione chimica costituita da due membri, in quello di sinistra sono indicate le specie chimiche che entrano in reazione (reagenti) e in quello di destra le specie chimiche prodotte dalla reazione (prodotti).

Bilanciamento delle reazioni (massi)

In una reazione chimica tutti gli atomi che costiusconolle specie reagenti devono trovarsi nei prodotti, a ciascuna delle specie quindi è attribuito un coefficiente stechiometrico e i coefficienti stechiometrici, nel loro insieme, definiscono le proporzioni secondo cui le varie specie chimiche scompaiono e si formano.

q ((c1, (50)'), c2) = γ / c0

γ = 39,2

• x + y = 10
• 45,1 / x = 39,2 / c0 y = 28,26
• 55,1 / x

Risolvendo il sistema si ottiene :

• 9x = 8,98 g
• 9y = 1,02 g
• x (se): 8,98 / 10 * 100 = 89,8 %
• y (c): 1,02 / 10 * 100 = 10,2 %

Esempio: bilanciamento redox

2K₂Cr₂O₇ + 8H₂SO₄ → 2Cr₂(SO₄)₃ + 3CO₂ + 2K₂SO₄ + 8H₂O

2 Cr⁶⁺ + 6e^- →

→ 2 Cr¹⁶⁺ + 3C⁶⁺ + 4e^-

3C^o + 2Cr³⁺ → 6 C⁴⁺ + 2Cr³⁺

3As₂S₃ + 14HClO₃ + 9H₂O → 6H₃AsO₄ + 9H₂SO₄ + 14HCl

(As² + 6e^- → 2As³⁺

S² + 6e^- → 3S⁴⁺) x3

Cr⁶⁺ + 6e^- → Cr³⁺) x14

14CL + 3As₂S₃ → 6As₂ + 9S + 14CL

3S0₂ + NaIO₃ + 3H₂O → NaI + 3H₂SO₄

S⁴⁺ → S⁶⁺ + 2e^- x3

I²⁺ + 6e^- → I^-1 x1

3S⁴⁺ + I³⁺ → 3S⁴⁺ + I⁶⁺

H₂S + 8HNO₃ → H₂SO₄ + 8NO₂ + 4H₂O

N³⁺ + 1e^- → N⁴⁺x8

S²⁺ → S⁶⁺ + 8e^- x1

8N⁴⁵ + S¹²⁺ → 8N⁴⁺ + S⁶⁺

Ernest Rutherford

Descrizione atomica che prevede un nucleo massivo che restante parte occupata da particelle (elettrone da Rutherford rimane nel nucleo in maniera circolare. Studio di comportamento degli atomi di oro bombardati da particelle ⁴He, come se i positivi distribuiscono su particelle. Si disposero serve nuclei più pesato (avvelenamento da particelle, colpisce lo stato solido e cuore dell'imbosco fisica, carica di nuclei e ⁴He con positivi in maniere equivalenti per bilanciare fuori d'linea e metodo fosse in positivo ma degli elettroni negativi.

Il moto degli elettroni compoterebba una perdita dell'energia, quindi il moto non può abbastanza ma a solo retribuire la collossale del nucleo, quindi il metodo era incorretto.

La sua grande titolazione fu quella di proporre un modello atomologico a elettroni mosse e cariche.

Niels Bohr

La sua interpretazione era più organica (atomo più semplice) I > tre linee fondamentali di Bohr fu quella di particelle (particolari orbite circolari; non disponibili L'ottica orbite hanno l'equil stesso restare interno al nucleo in energia costante (non c'è in consumo)

Esiste numero finito di raggi fanno permesso a_n sono solo alcuni a questo impiego con solamenti valori di raggi fanno permessi (quanti secondo delle orbite)

Le quantità di moto assume valori limitati

"mvr_n = n ^h/ ₂^π" il valore delle quantità di moto di e^- intorno al nucleo.

" ^h/ ₂^π ( è 6.1*10^-34 costante di Planck )^h è il numero di ^- è un numero intero positivo; numero quantico principale, che risulta una costante.

"mvr assume valori uguali e multipli a ^h/ ₂^π"

"r_n" è legge delle orbita ( _co 0.053nm; raggio di Bohr). L'energia dell'e^- che si move secondo una certa orbita è limitata "E_n = -E₀/ _n² dove E₀ è costante e n è il numero quantica principale (E₀ = ^{2 π2} K² e) /[ ^h2] *me= 2.2 (2*10^-18J)"

Le vaglie orbite possible peri e^- sono quantizzate con energie quantizzate, universe non potrea assumare tutti i valore ma solo dei valori che soddisfano la relazione precedente

Al crescere di n, rⁿ mange a crescere

r >inf (avere la distanza alla quale considero e^- sempre più grande) n > inf E———O (energia di E^-, verso il sistemo protone– elettrone non possono più form tipo 1 (riescoione) Non interagiscono più tra di loro divere abbiamo strappato l'e^-

n=2 l=1 m=-1,0,1

und delle possibili direzioni

due lobi tridimensionali, contrapposti alle

rappresentano quel particolare spazio tridimensionale che contiene il 90%

orbitali con l=1 sono orbitali di tipo p. Allo stesso di

n, abbiamo la possibilità di avere tre orientamenti (orbitali

perpendicolari lungo gli assi cartesiani: doppio lobo)

crescendono di crescere di n

• l=2 orbitali d
• l=3 orbitali f
• l=4 orbitali g
• e via discorrendo

Posiamoo avere una serie di distribuzioni di probabilità dei vari e

livelli orbitali sono rappresentati dal numero totale n. e la diversa

espressione P(n di totale) (orbitale)

²S (n=2 l=0)

⁶P (n=2 l=1)

n^o orbitale

• n=1; → l=Ø m=Ø 1
• m=Ø

• n=2; → l=Ø m=Ø 1
• l=1 m=-1,0,1 3
• n=3; → 1; 9 m=-1, 0,1
• l=2 m=-2,-1,0,1,2
• n=3 e=2 m=-1, 1, 2, 0

numero orbitale n²

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