Chimica dell'Edificio- Teoria

CHIMICA

STRUTTURA DELL'ATOMO

protoni - nucleo neutrone elettrone - esterno (molto piccolo rispetto al p⁺)

ISOTOPI: atomi con...

1) MODELLO ATOMICO DI THOMSON

• atomo costituito da sfera uniforme di cariche + in cui sono distribuiti e^-

2) TH DI RUTHERFORD

• sugli a una serie di esperimenti che smontano il modello di Thomson:

1. atome da sorgente alcune particelle mantenuta la traiettoria
2. altre vengono deflesse e altre tornano indietro

NB: Secondo Thomson massa e carica erano uniformi invece la materia non era piena

Conclusioni: atomo formato da nucleo positivo concentrata la massa ed esterni al nucleo in numero tale da bilanciare la carica +

- se particelle collidono con e^- non veniva deviato se collideva con nucleo veniva deviato, deflesso

SCHEMA

Dei n di particelle deviate si stabilisce la distr. in nucleo elettrostatica fra p⁺ e^- la rotazione degli e^- atomo il nucleo viene paragonata alla massa e della frequenza.

OSS: e^- ROTANDO creano CAMPO MAGNETICO facendo diminuire e spirale l'orbita fino a collidere con nucleo → modello inaccettabile

3) ATOMO di BOHR (sist. valido solo x atomi con Z=1-4)

• e^- attorno al nucleo ruotano secondo orbite quantizzate circolari

onda elettromagnetica: lunghezza d'onda (l) dot. minimo lwmx successivi frequenza (v) → numero di onde in un punto in 1sec [Hz] ampiezza → altezza di un'onda

eccetto sostituendosi da luce bianca parte delle radiazioni emesse vengono assorbite e le rimanenti danno spettro di assorbimento

spettri a righe x gli atomi solo e definita

4) ATOMO di SOMMERFELD

• e^- ruotano attorno al nucleo secondo in ellissi x semicirconferenza

CHE CORRELAZIONE ONDULATORIA: e^- visto come se fosse un onda connessione tra atomo-luce

EFFETTO FOTOELETTRICO

5) EINSTEIN

• Consid erare LUCE come onda elettromag. e FOTONI (fascio di particelle)

MASSA e₀ En

E = hν = mc²

• Lu ce da particelle
• Materia sembra continua → MAT. ATOMICA dice che é e corpuscolare
• Peso ondulatorio
• Materia può avere propr. ondulatorie

6) Modello di SCHRÖDINGER

• Modello ondulatorio descrivere l'acquisito
• Mot o dell'e‒ NON H Onda stazionaria
• Determina posiz ione dell'e‒
• Spazio stabiliendo dove ha la max probabilità di in fn della sua En
• Com posto (nucleo)
• Sup. che racchiude il 90% di trovare l'e‒
• ORBITALE Forma sferica caratterizzato dai numeri quantici
• Sup. nodale Sferica
• P_l(differenziale) Sup. nodale lunghezza PIANO nodale
• Come sede dell'e in forma nella N²
• Carcia si sposta loto del nucleo

Livelli energetici

N b numetto dell'e‒ in 3d

• Sod. equzione bindo 2 e con 3 cost numeri quantici (n, l, m)
• Detto che

P₂ persionar neg orbital al

Min. En. seconda dell'e‒

Ricevono disten

Regole

• di esclusione di PAULI
• Fragment orbital con spaziali di segno (occuppanno in mometo)

Reg. di HUND e‒ occupano orbital > En

Numero quantici N (intero) Livello En

• OBBITA (N - 1) FORMA
• M (l, - l)DIREZIONE
• +1 Sp Orb. Pertanto - SPIN 3/2

Ele m. di transizione

3d infl. compiuto strutt e steril.

• Grou ≠ posizionato (4s) propterta instabile
• Ehalteroni di valenza
• er che ritornano (x esterni)
• su orbital con N

OSS 1 questa struttura

Elog (s)=+

1) BeH₂

180°

LINEARE

combinazione lineare p s

• B
• I per. (1 leg)
• I per. (2 leg)
• I per (3 leg)
• metalloide con atomi di I per.
• orbitele p vuoto

Ch4

tetraedrica

107°

NB lo stato end e ibrido

ibrido sp³d

bipiramide trigonale

ang verticali 90° orizzontali 120°

TERMODINAMICA

SISTEMA: parte limitata di UNIVERSO della quale voglio studiare le proprietà costituito da una MATERIA all'interno di un contenitore.

• APERTO scambio En e MATERIA con amb.
• CHIUSO scambio En
• ISOLATO nessuno scambio

Nella descrizione dello STATO del SISTEMA fornisco le VARIABILI di STATO (parametri che lo descrivono):

• ESTENSIVE (additive) dipendono dalle dim. del SIST. (V, m, N, M, Q)
• INTENSIVE (non additive) indipendenti dalle dim. del SIST. (P, T, conc.)

FUNZIONE di STATO: grandezza il cui valore dipende solo dallo STATO iniz. e fin. del SIST. stesso e non da come sia pervenuto (li)f

REAZ. CHIMICHE avvengono sia all'esterno il SIST. riceve En e fornisce leg fino a raggiungere il min. contenuto En a equilibrio

• ESOTERMICA (SPONTANEA) perde En e cede Q (+Q)
• ENDOTERMICA acquisisce En e riceve Q (-Q)

NB Processi avvengono in qualsiasi dir. a seconda delle condizioni = verso il SIST è STABILE

1. N₂ + 3H₂ → 2NH₃

En INTERNAMENTE sommarla di tutte le forme di En di un SIST. ad uno determinato st

1. CO + 1/2 O₂ → CO₂

1º PRINCIPIO della TERMODINAMICA

En INTERNA = somma di tutte le forme di En in un SIST. (estensiva) ad uno determinato [st]

CALORE = forma di En trasmessa in seguito ad una differenza di [calore (Q)]

1 caloria: calore necessario a inalzare da 14.5 a 15.5 °C 1g H₂O

1 cal = 4.184 J

CAPACITÀ TERMICA: dipende dalla capacità di scambio delle particelle del SIST. con quella dell'ambiente che riceve

C₁ - SCAMB. Q non li [differenziale del tempo] degli stati

prin. di CONSERVAZIONE dell'En

→ Entrat. del SIST. ISOLATO resta sempre COST.

= En non può esistere nel creare ne dal l'idultata ma 3 dal t[rasferimento]

ΔG= (cG_c+dG_d) - (aG_a+bG_b) + (cRTln_pc^P) +dRTln_pd^{pd) - aRTlnp_a - bRTlnp_pb}

equ. ΔG= 0

⇒ ΔG= -RTlnK_c ⇒ ΔG reaz= -RTlnK_eq + RTlnC_p

k_'' REAZ molt. x 2()

⇒ k₁(')= (k_eq) ¹/₂

- TEMPERATURA /PRESSIONE NB ΔG°_reaz e

= inK_c= -ΔH°^P/_R (1 1//_T 1//_Ta) equazione di una RETTA : →

intercetta asse/y = -ΔS°/_R

lnk_p= -ΔH°^P/_R (1//_T 1//_T2 )

FORMULE VSEPR

disposizione delle coppie elettroniche attorno all'atomo dello stesso

rende minime le repulsioni e una massima stabilità

determina la geometria delle molecole i

• MOLECOLARE
• posizioni reciproche dei nuclei nello spazio
• repulsione degli e-valenza

• copie elekt
• geom
• 2 - LINEARE - 180°
• 3 - TRIGONALE PLANARE - 120°
• 4 - TETRAEDRICA - 109,5°
• 5 - BIPIRAMIDALE - 90°
• 6 - OTTABEDA - 90°

considerando coppie di leg e solitarie che determinano la disposizione

ESE SO₂

Gm ANG. PLANARE

Gc PLANARE TRIGONALE

S²

NUMERO STERICO (ingorgo spaziale)

* numero di atomi leg. all'atomo centrale riguardo le coppie di leg e solitarie di esso

* promisco indicazioni sull'ibridazione

• SN ibrido
• 2 sp
• 3 sp²
• 4 sp³

TERMOCHIMICA

LEGGE di HESS

ΔH_re = ΔH_f^pr_e...

NB ΔH_f di elem. = 0

EQUILIBRIO VAP

Q_esc = mcΔT

Q_vap = nΔH_vap

NB in una combustione c reag. es.

CH₄ + O₂ —> CO₂ + H₂O

necessario per passare l'acqua via

Per produrre QUANTUM ΔH e ΔS devo avere bilancio del tipo di cia

usi diversi tra i formati durante la reazione

ΔH leg_rea - leg_pro

ΔS n_gas + mol n_gas

NB ci sono e deofonato l'unico solo 3 forma limit.