Chimica generale - dall'atomo alla nomenclatura

Chimica: dall'atomo alla nomenclatura

(Appunti per un ripasso veloce)

Gabriele Martis

L'atomo e i suoi legami

1. Atomo

a. Costituito da 3 tipi di particelle:

• Protoni = cariche elementari positive;
• Neutroni = cariche nulle;
• Elettroni = cariche elementari negative.

b. Costituito da un nucleo: formato da Protoni e Neutroni;

c. Costituito da una “nube” che ruota attorno al nucleo: formata da elettroni;

Si parla di nube elettronica e non di carica puntiforme perché le cariche negative sono delocalizzate, cioè, gli elettroni sono in costante movimento rotatorio e vibratorio.

Costituzione dell’atomo: = elettrone (-)= protone (+)= neutrone (nessuna carica)

2. Tipi di legame chimico

a. Legame omeopolare: si ha quando atomi uguali (H-H ; O-O) mettono in comune uno o più elettroni per completare l’orbitale di legame;

b. Legame covalente: si ha quando atomi diversi (H-Cl) mettono in comune uno o più elettroni per completare l’orbitale di legame;

c. Legame dativo o di coordinazione: si ha quando un atomo (chiamato datore) cede (in comproprietà = messa in comune) un doppietto di elettroni ad un atomo (chiamato accettore) in grado di riceverlo;

I legami omeopolari e covalenti possono essere di semplice, doppio e triplo legame (ogni legame si indica con un trattino);

• Legame omeopolare = (ad es.) idrogeno + idrogeno = H-H
• Legame covalente = (ad es.) idrogeno + cloro = H-Cl
• Legame dativo = (ad es.) zolfo + ossigeno = anidride solforica. La freccia indica il legame dativo S → O
• Legame semplice = 1 elettrone in comune = (ad es.) etano H₃C-CH₃
• Legame doppio = 2 elettroni in comune = (ad es.) etene H₂C=CH₂
• Legame triplo = 3 elettroni in comune = (ad es.) etino HC≡CH

La reazione chimica

1. Reazioni chimiche

Quando si mettono a contatto due o più atomi o molecole si ottengono delle reazioni che danno luogo a combinazioni atomiche (o molecolari) più o meno spontanee. Questo significa che non tutte le reazioni chimiche si ottengono semplicemente ponendo nello stesso “recipiente” gli atomi da combinare, ma che in molti casi bisogna “spendere” o “sottrarre” energia, che può essere di tipo meccanica, elettrica o elettromeccanica.

Le reazioni sono sempre di ossidoriduzione, infatti, contemporaneamente una specie si ossida e una specie si riduce.

Si dice che una specie si ossida quando cede elettroni e, quindi, aumenta il proprio numero di ossidazione, mentre, si dice che una specie si riduce quando acquista elettroni diminuendo, quindi, il proprio numero di ossidazione.

Quindi:

• L’elemento che si ossida è detto riducente (perché sottrae elettroni ad un elemento riducendone il numero);
• L’elemento che si riduce è detto ossidante (perché cede elettroni ad un elemento aumentandone il numero).

Si può quindi dedurre che gli elementi riducenti sono i non metalli e quelli ossidanti i metalli.

Esistono anche elementi che possono comportarsi, in base alle condizioni di reazione, sia da metalli che da non metalli. Questi elementi sono chiamati anfoteri.

Ogni reazione chimica dà luogo a dei prodotti. Gli atomi dei prodotti risultanti devono pareggiare gli atomi dei prodotti reagenti, questo perché la materia non si può né creare né distruggere.

Sono chiamati reagenti i prodotti posti in combinazione e risultanti i prodotti ottenuti dalla combinazione.

2. Bilanciamento delle formule chimiche

Quando in una reazione chimica entrano in gioco elementi atomici o molecolari si ottengono sempre dei prodotti di reazione, cioè dei prodotti ottenuti dalla combinazione chimica degli atomi in gioco. Tali reazioni, sotto forma di uguaglianze tra prodotti in combinazione e prodotti ottenuti per reazione, vanno matematicamente bilanciate, cioè si deve fare in modo che gli atomi posti in reazione siano uguali agli atomi dei prodotti risultanti secondo lo schema:

elementi reagenti = elementi risultanti

Quindi, si procede in questo modo:

Esempio 1: anidride solforica.

S + O₂ = SO₃

Normalmente l’ossigeno in natura si trova sotto forma di molecola biatomica (O₂), quindi:

S + O₂ = SO₃

Cioè: zolfo + ossigeno = anidride solforica

Bilanciamo: esistono 2 atomi di ossigeno da una parte e 3 atomi di ossigeno dall’altra, mentre gli atomi di zolfo sono uguali (1 per parte), bilanciamo l’ossigeno moltiplicando per 3 l’ossigeno.