Chimica Generale e Inorganica

CHIMICA INORGANICA

STORIA della CHIMICA

La chimica si sviluppa nel 800 con Lavoisier. Prima c'erano già alchimisti. La chimica (intesa come tecnica delle trasformazioni) ha origini remotissime. Già i Greci studiavano la natura. Ancora più indietro nel tempo gli Egiziani parlavano di KEMIA. Democrito è il primo a proporre una teoria atomica.

Occasioni per andare incontro ai cristiani brucio i libri di chimica delle biblioteche di Alessandria d'Egitto. Alcuni libri si salvarono e giunsero in Medio Oriente e si iniziò a parlare di ALCHIMIA (con gli studi sugli elisir di lunga vita). In tempo queste teorie vengono accette e studiate tentando di cambiarle. Diventa allora CHIMICA quando si decide di sfruttare per scopi medici.

Viene vista non più come mistero, ma come deduzione. Col passare del tempo arriva Lavoisier, che è il primo ad usare la BILANCIA (che è una grande innovazione) ed elabora il principio di conservazione della massa.

Alcune scoperte chimiche hanno cambiato il corso delle storie. Gli Inglesi sostituivano i portoghesi sul dominio dei mari, la maggior parte degli uomini morivano di scorbuto. Si scoprì che il succo di limone poteva guarire. Era la vitamina C o anche il cetone... sono tutte molecole che hanno cambiato il mondo.

La CHIMICA ORGANICA

e lo studio dei composti del carbonio.

La CHIMICA INORGANICA è lo studio degli elementi e i loro composti.

La CHIMICA FISICA è lo studio dei principi della chimica.

La BIOCHIMICA è lo studio di sostanze e processi biologici.

La CHIMICA ANALITICA studia come riconoscere e dosare le sostanze.

La CHIMICA TEORICA studia le proprietà molecolari su modelli matematici.

L'INGEGNERIA CHIMICA studia i processi chimici industriali.

MATERIA ed ENERGIA

La MATERIA è tutto ciò che ha una massa ed occupa uno spazio.

La SOSTANZA è una forma pura della materia.

La materia può essere divisa in 3 fasi (le FASI):

• FASE SOLIDA: la materia ha volume e forma propria.
• FASE LIQUIDA: volume proprio ma non propria forma.
• FASE GASSOSA: ni volume ni forma propria.

Un ELEMENTO è materia costituita da un solo tipo di atomo.

Un COMPOSTO è materia costituita da un unico tipo di molecola formata da atomi diversi.

Una MISCELA è un composto di più elementi o composti (solidi e liquidi).

L' NUMERO ATOMICO (Z) è il numero di PROTONI di un atomo

X_ZS H ⇒ Z=1 Cu ⇒ Z=29

Il NUMERO di MASSA ATOMICA indica la somma di NEUTRONI + PROTONI

L'IDROGENO si trova in natura in queste forme dette ISOTOPI:

• ¹₁H = P (PROZIO)
• ²₁H = D (DEUTERIO)
• ³₁H = T (TRIZIO)

Nel CARBONIO, gli ISOTOPI più comuni sono:

• ¹²₆C
• ¹³₆C
• ¹⁴₆C

RUTHERFORD

• schemi
• foglietto di oro

Sono i primi a dire che se le particelle α vengono deviate è perché la materia ha carica positiva

• dove α = come definire l'angolo

tan θ α Z_a Z_b / b

Perciò:

• ¹/₂ m V_d² = 1 / K Z₁ Z₂ / R_min

e trova R_min che viene nell'ordine di ^10-12 m

ESEMPIO 1

1g v = 1 m/s

h = 6,63⋅10^-34= ^A2/_kg⋅m²

PRINCIPIO di INDETERMINAZIONE

HEISENBERG afferma che se osserviamo e che fare con auto è impossibile determinare uno posizione.

Se osserviamo e che fare con particelle deve sapere dove sono modificazione trattolino e velocità.

Comunque non posso conoscere esattamente le posizione di un oggetto e le suo quantità di moto. Formalizziamo:

Δx⋅Δp ≥ ħ/2

dove ħ = h / 2_Π

Δx⋅Δ(m⋅v) ≥ ħ/2

Δx è l’incertezza riguardo la posizione, Δp l’incertezza riguardo lo quantità di moto. L’incertezzi incertezzi, maggiore è l’altre.

BALMER all’orochimento lo spettroscopio (luce attraverso idrogeni) dell’idrogeno. Nota che imprime delle uni sulle costo fotografiche con uno frequento

v ∝ 1/2² - 1/μ²   μ = 3,4,5...

page 16

la radiale dipende solo da r

la angolare dipende dagli angoli (θ, φ)

Le funzioni d’onda di un elettrone nell’atomo ha bisogno di “altri” numeri quantici, non essendo specificata:

l = il NUMERO QUANTICO DEL MOMENTO ANGOLARE

l = 0, 1, 2, ... ... N - 1

(forma dell’orbitale)

-m_l = il NUMERO QUANTICO MAGNETICO

M_l = -l, ... ... ... , l

-l ≤ M_l ≤ +l

(“verso" dell’orbitale)

Poi col tempo verrà aggiunto un 4^o numero oltre ai 3 di Schrödinger:

Il NUMERO DI SPIN

M_s = +¹/₂, -¹/₂

1. Quando l = 0 orzo’ degli orbitali che chiamano di tipo s
2. Quando l = 1 orzo’ degli orbitali che chiamano di tipo p
3. l = 2 orzo’ degli orbitali che chiamano di tipo d
4. l = 3 orzo’ degli orbitali che chiamano di tipo f
5. l = 4 orzo’ degli orbitali che chiamano di tipo g

▶ non esiste un numero, non essendo funzioni matematiche potrebbe esistere.

page 16

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹

Il livello energetico di 4s è più basso di 3d. Ecco perché mi aspetto un 3d¹ prima del 4s¹, ma ciò non avviene.

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁴ 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵

è meno stabile

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰

con gli ioni:

z_Fe=26

• 26 p⁺ e 24 e^-

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶

è il Ferro a cui tolgo 2 elettroni.

1. 3p⁶ 3d⁶ CORRETTA
2. 3p⁶ 4s¹ 3d⁵ ERRATA
3. 3p⁶ 4s² 3d⁴ ERRATA

Avendo sì che con loro si eliminano gli elettroni con numero quantico principale MAGGIORE

NOTAZIONE DI LEWIS

Rappresento solo gli elettroni di valenza

Na · + :Cl: → Na⁺[ :Cl: ^- ]

LEGAMI COVALENTI

I legami ionico non spiegano tutte le molecole. Consideriamo due nuclei e un elettrone esterno

Caso 1

Amici! l'elettrone fa spostare e allontanare i due nuclei, visto che le componenti verdi sono diverse.

Caso 2

L'elettrone "tira" metto di più il nucleo si annietta, se l'elettrone è comune

su caso 2.

H₂ è H : − : H → [H:H]

Così H₂ raggiunge l'ottavo ed è stabile. Si rappresenta con H−H ed è detto LEGAME SINGOLO

Proviamo con Cl₂

Cl : · + : Cl: → : Cl : Cl :

E si indica con : Cl : − : Cl :

Con O₂

: O : + : O : → : O : = : O :

si dice LEGAME DOPPIO

H₂O

AX₂E₂

I₃^-

AX₂E₃

SF₄

S = 6e^- F = 7e^-

6 + 7 x 4 = 32 e^-

AX₄E₁

Lewis "costo" con il suddetto auto-portale.

Ritorniamo a Schrödinger:

Ĥψ = Eψ.

Funzione quindi in coordinazione: H₂⁺. Ovvero:

Voglio trovare la funzione d'onda, come di solito. La en. potenziale V dell'operatore Ĥ è:

V = -^e2/_4πε0R1 - ^e2/_4πε0R2 + ^e2/_4πε0RH-H

Ma se ho H₂ ho un altro elettrone e si complica tutto in termini di repulsione e attrazione.

Se trovo una Ψ valida, soluzioni dell'equazione ĤΨ = EΨ sono a parte, tutte le combinazioni lineari di Ψ sono soluzioni. Ecco qual