Chimica generale e inorganica, parte 2

STATO SOLIDO

Il solido è una sostanza nella quale esiste una disposizione ordinata delle unità costituenti (atomi, molecole, ioni) che si ripetono periodicamente nello spazio (cristallo). I cristalli danno origine allo stato solido. Si dicono incomprimibili perché il loro volume è pressoché costante al variare della temperatura e della pressione.

CRISTALLO: è il corpo solido chimicamente omogeneo anziotropo, cioè che in esso le proprietà in direzioni diverse, queste saranno differenti tra loro. La forma di un solido geometrico delimitato da facce, spigoli e vertici è caratterizzato da una disposizione regolare delle particelle (atomi, molecole, ioni) che lo costituiscono.

RETICOLO CRISTALLINO: è un modello geometrico astratto del cristallo reale. È un modello ideale, come per i modelli molecolari, serve per i vettori c he danno delle strutture precise, ad esempio un reticolo di atomico (reticoli di Bravais). L’esistenza di un reticolo ordinato è responsabile di due proprietà macroscopiche, caratteristiche dei cristalli: anisotropia e geometria. In base alla natura delle forze che tengono insieme il reticolo cristallino potranno avere: solidi ionici (poli), metallici (metalli), molecolari (acidi), covalenti (diamante). Ad esempio nella iodio ci sono forze di Von der Walla, quindi è solido, si allineano facilmente, però a temperatura ambiente è solido.

CELLA ELEMENTARE: è l’unità più semplice che contiene tutte le informazioni necessarie per formare l’intero reticolo. Generalmente rappresenta come un parallelogrammo definito da tre vettori a, b e c, cioè tre angoli tra loro. La loro ripetizione nelle 3 direzioni... parallelo ad a b c, genera tutto il reticolo tridimensionale, esistono 7 modelli geometrici per la costruzione di una cella elementare indentate con il nome di sistema cristallografico, che si differenziano per le relazione tra i lati e gli angoli della cella.

punti corrispondenti ai vertici della cella elementare ripetuta molte volte; si chiamano nodi e costituiscono il reticolo cristallino (di Bravais).

Il reticolo si dice primitivo se i nodi si trovano solo ai vertici della cella.

In certi casi accade che la generatrice di un reticolo primitivo si possa derivare più convenientemente utilizzando una cella che ha nodi anche al centro delle facce e della cella. Si distinguono così reticoli base centrato e corpo centrato e facce centrate. In totale sono possibili 14.

Per ottenere i cristalli di una molecola si utilizza la tecnica del ripetitore. Non per tutte le molecole però si riescono ad ottenere i cristalli. Soltanto quelle le molecole tollerano il raggio X, se vengono scaldati in queste tecniche.

RELAZIONE TRA RETICOLO CRISTALLINO, CELLA ELEMENTARE E STRUTTURA REALE DI UN SOLIDO:

Nei cristalli molecolari, la cella elementare contiene una o più molecole disposte secondo un ordine di nodose non/m o la compatta.

Le strutture dei cristalli ionici costituiti da ioni semplici pur come descritto tramite sovrapposizione di due reticoli identici centrati in cationi e anioni.

La possibilità di uno stesso organo esistere con differenti strutture cristalline è detta isomorfa polimorfi. Il solfure di zinco ha questa proprietà: le sue strutture sono chiamate blenda e wurttzite.

OSSIDI

I composti binari dell’ossigeno, nei quali l’ossigeno ha numero di ossidazione -2, seguendo il tipo di legame si distinguono:

1. Ossidi ionici: (I, II, III° gruppo e in parte i metalli di transizione) nome della base e con l’acqua formano gli idrossidi.
2. Ossidi molecolari: (C, N, P, S) una volta venivano chiamati anidridi si hanno legami covalenti, in quanto si ha una differenza minima di elettronegatività.
3. Ossidi polimerici: (Si) il tipo di legame è omoloro covalente.

Gli elementi del I° e II° gruppo formano ossidi con formula M₂O e MO. Ciò è il risultato della configurazione elettronica esterna. Infatti gli elementi del I° gruppo hanno legami ionici, formano monovalenti M⁺, quelli del secondo gruppo formano cationi bivalenti (M²⁺).

Gli elementi del III° gruppo hanno 3 elettroni presenti negli orbitali p. Quando in reazione con l’ossigeno formano composti con la formula M₂O₃, onde il composto B₂O₃ non esiste perché il B ha un numero di elettroni sufficiente per donare il legame covalente e si forma un composto polimerico. Inoltre il tallio oltre a formare Tl₂O₃, forma l’ossido di tallio Tl₂O. Gli ossidi di questo gruppo non esistono a temperatura ambiente come quelli del gruppo I°, e II°.

Gli elementi del II° gruppo formano diosidi di formula XO₂, solo il diossido di carbonio CO₂ e gassosa a temperatura ambiente raremeno anche SiC, Ge, Sn o Pb formano anche gli ossidi CO, SnO e PbO. Tutti gli ossidi di questo gruppo formano quelli detto prima, sono solidi a temperatura ambiente.

Gli ossidi del 5 gruppo hanno formula X₂O₃ e X₂O₅, ζo secondo il numero di elettroni dell’anello che compiono meno in combinazioni. L’azoto forma un numero variato di ossidi (N₂O, N₂O₃, N₂O₅).

Gli elementi del 6 gruppo formano ossidi con formula XO₂ e XO₃, ad eccezione ne del Po. Negli ossidi XO₃ l’atomo X ha una coppia di elettroni non condivisa mentre negli XO₂ l’atomo X mette in condivisione tutti gli elettroni.

Gli elementi del 7 gruppo non hanno un comportamento stabile e non hanno ossidi di uguale formula. Il composto del fluoro, essendo quest’ultimo più elettrono-

PUNTO DI EBOLLIZIONE:

(normale): è la temperatura a cui la tensione di vapore è uguale ad un’atmosfera (760 mm Hg). Ogni liquido ha un punto di ebollizione proprio. Con far avvenire l’ebollizione a temperature diverse, come accade con la pentola a pressione. Però la temperatura di ebollizione è la stessa per uno stesso liquido. Quindi la temperatura di ebollizione dell’acqua è 100°C.

Il processo contrario è la liquefazione, in cui si fa scorrere l’acqua ottenuta. Se ad esempio si vuole estrarre l’aroma da un principio attivo, si mette la sostanza attaccata aria s’ottine l’acqua a basse pressioni.

TEMPERATURA CRITICA (T_c)

è la temperatura al di sopra della quale non è possibile l’esistenza dello stato liquido. Ogni liquido pure ha una temperatura critica oltre la quale non è più il liquido (T_H2O = 374°C).

Se prende l’acqua è la scalda a 100°C significa che avrà vapore d’acqua se rimane alla temperatura di 374°C non si avrà più vapore d’acqua ma gas d’acqua. Il gas non si può condensare con semplici compressioni: come avviene per il vapore ben forte deve raffreddarsi e scendere al di sotto della temperatura critica. Se invece rimane al di sopra di questa temperatura, i porci condensano il vapore per dithiol compresione.

SOLIDO VAPORE:

(sublimazione) Temperatura normale di sublimazione e entalpia molare standard di sublimazione (ΔH_sub):

• CO₂ (-78°C) ghiaccio secco
• SF₆ (-63°C) esafluoro di zolfo
• NH₄Cl (340°C) cloruro d’ammonio

Lo CO₂ è una sostanza che può essere solo liquido se la solidifica non passa per lo stato liquido quindi sublimiamo la e metti nell’acetone un po’ di ghiaccio secco, è utilizzato un liquido con basse temperature. L’esafluoro di zolfo è un refrigerante dei trasformatori è una sostanza inquinante.

Il cloruro d’ammonia è un fumo dovuto siamo sublimato a 340°C. Se ci mettono due bottiglie vicina, una di HCl e una di ammoniaca che a due i gas, si incontrano si forma il cloruro d’ammonia. Non tutte le sostanze hanno una temperatura normale di sublimazione.