Definizioni Chimica

STATO GASSOSO condensazione STATO LIQUIDO

CRISTALLO= ripetizione ordinata, nello spazio, di un motivo fondamentale.

COMPRIMIBILITA’= caratteristica di un sistema di ridurre il proprio volume all’aumentare della pressione.

SISTEMA= porzione di universo sottoposta ad osservazione (porzione di materia).

SISTEMA OMOGENEO SISTEMA ETEROGENEO

Le sue proprietà sono le stesse in ogni suo punto: Le sue proprietà non sono le stesse in ogni suo punto:

costituito da un’UNICA FASE. costituito da PIU’ FASI.

 Costituito da una singola specie atomica

presente in uno specifico stato di aggregazione

 Costituito da un singolo composto chimico

presente in uno specifico stato di aggregazione

 Soluzione costituite da più specie atomiche e/o

composti chimici

SOSTANZA= sistema omogeneo di composizione definita e costante caratterizzato da proprietà chimiche e fisiche ben

precise.

SOSTANZA ELEMENTARE= costituita da atomi tutti dello stesso tipo: O , N , Fe

2 2

SOSTANZA COMPOSTA= costituita da atomi di natura differente: , , ,

SOSTANZA CHIMICA= costituita da atomi, molecole o ioni di carica opposta.

1

Le sostanze elementari posso presentarsi in diverse forme:

SOTTO FORMA MONOATOMICA I gas nobili (He, Ne, Ar, Kr, Xe)

SOTTO FORMA MOLECOLARE , , , ,

SOTTO FORMA DI INSIEME CONTINUO Cristallo di atomi legati da un legame metallico (Fe, Na,

Au, Ca, U)

NATURA ATOMICA DELLA MATERIA= la stessa sostanza elementare può esistere in diverse forma allotropiche, ad

esempio il carbonio che esiste sottoforma di diamante e carbonio e si presenta in strutture cristalline diverse.

IONE= entità elettricamente carica a causa dell’acquisto o della cessione di elettroni, particelle subatomiche che

portano una carica fondamentale negativa.

ATOMO= un atomo è la più piccole porzione di materia che interviene in una trasformazione chimica.

TEORIA ATOMICA DI DALTON

 Le particelle più piccole che compongono la materia sono chiamate atomi.

 Gli atomi appartenenti ad un elemento sono tutti uguali tra loro.

 Gli atomi sono le particelle unitarie che intervengono in una trasformazione chimica: in una reazione

chimica si può avere solo combinazione, separazione o riarrangiamento degli atomi.

 Gli atomi non possono essere creati, distrutti o divisi in atomi di altro tipo.

LEGGI FONDAMENTALI DELLA CHIMICA

LEGGE DELLA CONSERVAZIONE DELLE MASSE (Lavoisier) In ogni reazione chimica la massa totale dei reagenti è

uguale alla massa totale dei prodotti della reazione

LEGGE DELLE PROPORZIONI DEFINITE (Proust) In un dato composto gli elementi costituenti sono sempre

presenti in rapporti ponderati costanti,

indipendentemente dall’origine o dal modo di

preparazione del composto stesso

LEGGE DELLE PROPORZIONI MULTIPLE (Dalton) Quando due elementi entrano a far parte di diversi

composti, le quantità in peso dell’elemento che si

combina con una quantità costante dell’altro stanno tra

loro in rapporti semplici, definiti da numeri interi piccoli

LEGGE DELLE PROPORZIONI MULTIPLE IN VOLUME (Gay Quando due gas reagiscono tra di loro, il rapporto tra i

Lussac) loro volumi misurati nelle stesse condizioni di

temperatura e pressione è definito da numeri interi

piccoli … se il prodotto della reazione è anch’esso un gas,

il rapporto tra il suo volume e quello di ciascuna delle

specie gassose reagenti è ancora definito da numeri interi

piccoli

LEGGE DI AVOGADRO Volumi uguali di gas diversi, misurati nelle stesse

condizioni di temperatura e pressione, contengono un

uguale numero di particelle (molecole)

Numero di Avogadro=

= , ⋅

,⋅

Gli atomi si contano a blocchi di numero di Avogadro

2

ATOMI:

NUCLEO= carico positivamente, con una quantità di carica elementare esattamente uguale al suo numero atomico

(cioè alla sua posizione nella tavola periodica)

NUBE ELETTRONICA= carica negativamente, che bilancia la carica nucleare e rende l’atomo elettricamente neutro

PARTICELLE SUBATOMICHE= particelle più piccole:

 ELETTRONE= particella con carica elettrica negativa (e)

 PROTONE= particella con carica positiva (-e)

 NEUTRONE= particella priva di carica

NUMERO ATOMICO z= indica il numero di protoni nel nucleo (numero immutabile).

Si scrive in basso a sinistra del simbolo. Il numero di protoni cambia a seconda dello stato della materia.

NUMERO DI MASSA A= somma del numero dei protoni e di quello di neutroni.

Si scrive in alto a sinistra del simbolo.

ISOTOPI= atomi aventi lo stesso numero di protoni (z) ma diverso numeri di neutroni.

DEUTERIO= la massa è quasi doppia rispetto quella dell’idrogeno.

Il deuterio e il trizio sono isotopi dell'idrogeno, l'elemento più abbondante nell'universo. Mentre tutti gli isotopi

dell'idrogeno hanno un protone, il deuterio ha un neutrone e il trizio ha due neutroni; quindi, le loro masse ioniche

sono più pesanti del protio, l'isotopo dell'idrogeno senza neutroni.

ABBONDANZA ISOTOPICA= indica quanto un dato isotopo è presente in natura su 100 massa atomica.

Carbon 12: 98,9%, 6 protoni, 6 neutroni, 6 elettroni

Carbon 13: 1,1%, 6 protoni, 7 neutroni

VOLUME ATOMICO= è mille miliardi di volte più grande del volume del nucleo, ma contiene quasi tutta la massa

dell’atomo. -24

UNITA’ DI MASSA ATOMICA (uma/dalton) = della massa dell’isotopo 12 del carbonio = 1,6605 x 10 g

, ,

= + = , =

PESO ATOMICO RELATIVO= peso di un atomo espresso in un’unità di massa atomica.

PESO ATOMICO ASSOLUTO= peso di un atomo espresso in grammi.

= 12,011 1,6605 ∗ 10

= 15,999 1,6605 ∗ 10

= 14,01 1,6605 ∗ 10

GRAMMO ATOMO= è una quantità in grammi pari al peso atomico relativo

C=12,011 uma è il peso di 1 atomo di carbonio

GRAMMO MOLECOLA= quantità in grammi pari al peso molecolare

3

1 grammo molecola di H O= 1+1+16=18 g

2

1 grammo molecola di CO =12+16+16=44 g

2

PESO MOLECOLARE= somma dei pesi atomici (PESO FORMULA).

Peso molecolare dell’acqua: 18 uma =18 g (in grammo molecola);

-24

in grammi= 18 x 1,6605*10 g

MOLE (M)= quantità di sostanza che contiene un numero di particelle pari ad un numero di Avogadro N

A

PESO MOLARE= massa in grammi di una mole. ()

() =

( /) = () ⋅

FORMULA MINIMA= indica, con numeri interi più piccoli possibili, i rapporti con cui gli atomi si legano tra loro in un

composto.

H 0 ; C H

2 1 1 1

FORMULA MOLECOLARE= indica l’esatto numero di atomi che si legano tra loro in un composto di natura molecolare.

C H ; C H

2 2 6 6

FORMULA DI STRUTTURA= fornisce informazioni sulla struttura tridimensionale di un composto a natura molecolare.

DENSITA’ ASSOLUTA= rapporto tra la massa di un corpo e il suo volume.

= =

DENSITA’ RELATIVA= = =

, → ()

() =

VOLUME MOLARE= di un gas ideale a 0°C e 1 atmosfera è 22,414

4

MODELLI ATOMICI

MODELLO ATOMICO DI THOMSON (MODELLO A PANETTONE) =

l’elettrone ha una massa pari a quasi tutta la massa atomica è associata alla carica positiva. Egli ipotizzò

9,11 ⋅ 10 ;

un modello: “tutta la massa e la carica positiva sono distribuite uniformemente in una sfera di raggio circa 1 ⋅ 10 .

Gli elettroni sono distribuiti in questa sfera agendo da collante per le cariche positive, e sono in numero tale da rendere

neutro l’atomo.

MODELLO ATOMICO DI RUTHERFORD =

tutta la carica positiva è quasi tutta la massa sono concentrate in un “nucleo” di raggio circa 100.000 volte più piccolo

di quello dell’atomo (atomo vuoto).

Gli elettroni, di massa molto inferiore rispetto a quella del nucleo in numero uguale alla carica nucleare, ruotano

intorno al nucleo descrivendo un volume molto più grande di quello del nucleo.

FOTONI= particelle prive di massa ognune con la sua quantità di moto e con = ℎ

Più è elevata la frequenza maggiore sarà l’energia dei fotoni della luce.

SPETTRO= insieme delle frequenze che compongono la radiazione analizzata con lo spettrometro.

LUNGHEZZA D’ONDA= rappresenta la distanza tra 2 minimi o 2 massimi.

FREQUENZA= rappresenta il numero di vibrazioni di un onda in un secondo.

=

C = velocità della luce nel vuoto.

A ampiezza= rappresenta l’altezza di una cresta.

Perché lo spettro dell’atomo di idrogeno non è continuo?

I LIVELLI ENERGETICI DELL’ATOMO DI IDROGENO NON VARIANO NEL CONTINUO MA SONO QUANTIZZATI (una

grandezza assume ben definiti valori). 5

MODELLO ATOMICO DI BOHR=

1. POSTULATO: l’atomo si trova in uno strato stazionario che non irradia energia.

2. POSTULATO: le orbite permesse all’elettrone di massa m e velocità v, in ogni stato stazionario sono circolari e solo

quelle aventi un raggio r tale da rendere il suo momento angolare mvr pari a un multiplo interi del momento

angolare

=

3. POSTULATO: l’atomo può assorbire o irradiare energia solo quando passa da uno strato stazionario ad un altro.

Raggio quantizzato dipende da n.

n= numero quantico

RAGGIO DEGLI ATOMI=

( )

= =

ENERGIA DELL’ATOMO=

= − = −

ESTENSIONE DEL MODELLO ATOMICO DI BOHR: SOMMERFELD (n. quantico l) =

Le orbite descritte dal moto dell’elettrone intorno al nucleo sono ellittiche, con una eccentricità quantizzata.

= 1,2,3 …

= 0,1 … , − 1

=0

=1

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Fissato l= 0,1, 2,…, n-; m che è il terzo numero quantico può assumere valori:

− ≤ ≤ +

PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE DI HEISENBERG

Il prodotto tra l’incertezza ∆x della misura della posizione x di una particella e l’incertezza ∆(mv) della misura della sua

quantità di moto non può essere inferiore ad una qua