Chimica generale (teoria) - parte 1/2

Unità Fondamentali S.I.

• Lunghezza - metro - m
• Massa - kilogrammo - kg
• Tempo - secondo - s
• Temperatura - kelvin - K
• Quantità Sostanza - mole - mol
• Quantità Corrente - ampere - A
• Intensità Luminosa - candela - cd

K = °C + 273,15

Alcune derivate:

• Area - metro quadro - m·m = m²
• Velocità - metro al secondo - m/s = l/t
• Forza - newton - N = kg·m/s² = kg·m·s^-2 = f·m/a
• Lavoro - joule - J = kg·m²/s² = N·m = f·m
• Potenza - watt - W = kg·m²/s³ = (J/s)
• Carica Elettrica - coulomb - C = A·s
• Pressione - pascal - Pa = kg·m^-1·s^-2 (N·m^-2) = f/s
• Forza Elettromotrice - volt - V = kg·m²·A^-1·s^-3 (J·C^-1)
• Volume - metro cubo - m·m·m = m³ (1 l = 1 dm³ = 10^-3 m³ = 10³ cm³)
• Densità - chilogrammi al metro cubo - kg/m³
• Peso Specifico - N/m³ oppure kg/m³

Radiazione elettromagnetica: composte da un campo elettrico e un campo magnetico, oscillanti su piani perpendicolari, che si propagano nello spazio.

E oscilla su xy

H oscilla su xz

Frequenza base = onda lunga

Energia radiante = frequenza

• 400 ROSSO
• 650 GIALLO
• 600 VERDE
• 550 AZZURRO
• 500 INDACO
• 450 VIOLA

DIAMETRO NUCLEO = 10^-12 cm

DIMENSIONI ATOMO = 10^-8 cm

nucleo 10.000 volte più piccolo dell'atomo

nel suo complesso

MODELLO RUTHERFORD

1. la carica positiva è concentrata nel nucleo
2. gli elettroni orbitano intorno al nucleo

come rimane stabile

Teoria di Balmer

= R (1/j₂ - 1/n₂)

n = numero intero ≥ 2R = cost. Rydberg

Generalizzazione

= R (1/a₂ - 1/n₂)

Lo spettro assume andamenti diversi al variare di a:

• per a = 1 e n ≥ 2 → Serie di Lyman
• a = 2 n ≥ 3 → Serie di Balmer
• a = 3 n ≥ 4 → Serie di Paschen
• a = 4 n ≥ 5 → Serie di Brackett
• a = 5 n ≥ 6 → Serie di Pfund

Teoria di Bohr (1913)

1. Per il moto dell’e⁻ intorno al nucleo sono previsti solo alcuni definiti stati stazionari ad E definita.
2. Quando l’e⁻ si mantiene in uno stato di questi, nucleo stabile senza perdere né acquistare E. E⁻ perde o acquista E solo se passa da uno stato all'altro.
3. L’e⁻ ruota intorno al nucleo su orbite circolari.
4. Il momento angolare dell’e⁻ è quantizzato - multiplo di h/2 (h = cost. Planck)

Sono 4 postulati (assunti qui fissati sperimentalmente) ma spiegano bene solo l’atomo di H.

EQUAZIONE DIFFERENZIALE

1927 Scoperta la diffrazione degli e

dimostra sperimental.

PROP. ONDULATORE ELETTRONE

h = 6,62 . 10^-27 erg . s = 1,23 . 10^-8 cm = 1,23 Å

p = mv 9,14 . 9,5 . 10¹¹ cm/s

v = (e accelerato da ΔV di 100V)

λ = 1,23 Å viene dimensione legami chimici

non ondulatori nuova svolta meccanica classica.

λ = 6,62 . 10^-27 . = 6,62 . 10¹¹ cm

L'atomo Bohr è un modello

∂²f/∂x² - ∂²f/∂y² - l ∂²f/∂t² EQUAZIONE DIFFERENZIALE

f= f(x,y,ζ,t) = funzione che esprime

∂²f/∂x² = derivata seconda rispetto a X

∂²f/∂y² = derivata seconda rispetto a Y

NUMERI QUANTICI E ORBITALI

n: n. intero positivo (indica il livello energetico in cui si trova l'elettrone)

l: n = 1 (momento angolare) (ℓ)

m: -ℓ ≤ m ≤ ℓ (numero magnetico e orientazione orbitale)

ms: ±1/2 (numero di spin)

• 0 ℓ 0 O 1s
• 1 ℓ 0, ±1 O, 0, ±1 2s, 2p
• 2 ℓ 0, ±1, ±2 O, 0, ±1, ±2 2s, 3p
• 3 ℓ 0, ±1, ±2, ±3 O, 0, ±1, ±2, ±3

Per m quantici e si potrebbe arrivare a g e h una logica, nessun elemento fin

PRINC. PAULI

In un atomo non ci sono due n. quantici uguali, gli elettroni in un orbitale si possono tenere più di e altre si differenziano per lo spin

PRINC. AUFBAU: gli e si riempiono gli orbitali con ordine dai E crescenti

PRINC. HUND

gli e si dispongono negli orbitali prima singolarmente e solo dopo insieme

• ORBITALE
• ↑↑ ↑ ms: +1/2
• ↓ ms: −1/2

• ORBITALES f(n)— 2e (al massimo)
• 3 ORBITALI p ↑↓N↑↓N↑↓ 6e
• 5 ORBITALI d ↑↓N↑↓N↑↓N↑↓N↑↓ 10e
• 7 ORBITALI f ↑↓N↑↓N↑↓N↑↓N↑↓N↑↓N↑↓ 14e

5^o periodo

Rb [Kr] 5s¹Sr [Kr] 5s²Y [Kr] 5s² 4d¹Zr [Kr] 5s² 4d²Nb [Kr] 5s² 4d³Mo [Kr] 5s¹ 4d⁵Tc [Kr] 5s² 4d⁵Ru [Kr] 5s¹ 4d⁷Rh [Kr] 5s¹ 4d⁸Pd [Kr] 4d¹⁰Ag [Kr] 5s¹ 4d¹⁰Cd [Kr] 5s² 4d¹⁰In [Kr] 5s² 4d¹⁰ 5p¹Sn [Kr] 5s² 4d¹⁰ 5p²Sb [Kr] 5s² 4d¹⁰ 5p³Te [Kr] 5s² 4d¹⁰ 5p⁴I [Kr] 5s² 4d¹⁰ 5p⁵Xe [Kr] 5s² 4d¹⁰ 5p⁶

6^o periodo

Cs [Xe] 6s¹Ba [Xe] 6s²La [Xe] 6s² 5d¹(...)Hf [Xe] 6s² 5d²Ta [Xe] 6s² 5d³W [Xe] 6s² 5d⁴Re [Xe] 6s² 5d⁵Os [Xe] 6s² 5d⁶Ir [Xe] 6s² 5d⁷Pt [Xe] 6s¹ 5d⁹Au [Xe] 6s¹ 5d¹⁰Hg [Xe] 6s² 5d¹⁰Tl [Xe] 6s² 5d¹⁰ 6p¹Pb [Xe] 6s² 5d¹⁰ 6p²Bi [Xe] 6s² 5d¹⁰ 6p³Po [Xe] 6s² 5d¹⁰ 6p⁴At [Xe] 6s² 5d¹⁰ 6p⁵Rn [Xe] 6s² 5d¹⁰ 6p⁶

7^o periodo

Fr [Rn] 7s¹Ra [Rn] 7s²Ac [Rn] 7s² 6d¹(...)

Ce [Xe] 6s² 4f¹ 5d¹(...)Lu [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d¹

Th [Rn] 7s² 6d² 5f⁰(...)Lr [Rn] 7s² 6d¹ 5f¹⁴

Ossidi di Azoto

• N₂O Protossido di Azoto → Ossido di Azoto
• NO (Mono)ossido di Azoto → Ossido di Azoto
• N₂O₃ Anidride Nitrosa → Triossido di Diazoto
• NO₂ Ipoazotite → Diossido di Azoto
• N₂O₅ Anid. Nitrica → Pentossido di Diazoto

Composti Manganese

• MnO Ossido Ranganese
• Mn₂O₃ Sesquiossido di Manganese
• MnO₂ Diossido di Manganese
• Mn₂O₇ non è noto
• HMnO₄ Anid. Permanganica
• H₂MnO₄ Acido Manganico K₂MnO₄ Manganato di K
• H₂MnO₄ Acido Permanganico K₂MnO₄ Permanganato di K

Cromo

• Cr₂O₃ Ossido di Cromo
• CrO₃ Anidr. Cromica
• H₂CrO₄ Acido Cromico
• K₂CrO₄ Cromato di K
• 2H₂CrO₄ → H₂Cr₂O₇ + H₂O K₂Cr₂O₇ → Bicromato di K