Riassunto lezioni con esercizi in preparazione esame, prof.Dondi

CHIMICA

PROFF: DANIELE DONDI

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SITO: sites.google.com/site/daniele www.unipv.it/dondi

LIBRO DI TESTO: CHIMICA, PRINCIPI E APPLICAZIONE [DONDI, VASTA] ED. UNIVERSITAS STUDIORUM

CORSO:

• STRUTTURA DELL'ATOMO
• DECADIMENTI RADIOATTIVI
• REAZIONI CHIMICHE
• STECHIOMETRIA
• EQUILIBRI
• TERMODINAMICA

ESAME:

• 1 SCRITTO TEORIA (30 DOMANDE) 1 ORA
• 2 ES. DI CALCOLO CHIMICO 2 ORE

TIPOLOGIA DI ES. SEMPRE PRESENTI:

• TERMODINAMICA, OSSIDORIDUZIONI, ACIDI E BASI FORTI, SOLUBILITA', NEUTRALIZZAZIONE, REAZIONI TRA ELEMENTI, TEORIA VSEPR

STATI FISICI DELLA MATERIA

VAPORE O GAS → BRINAMENTO → SUBLIMAZIONE → SOLIDO

→ CONDENSAZIONE → LIQUIDO

→ EVAPORAZIONE →

SOLIDIFICAZIONE→ FUSIONE →

- AGISCONO 2 FATTORI: TEMPERATURA E PRESSIONE

ES. GHIACCIO SECCO E NAFTALINA

GRANDEZZE FISICHE

- MASSA [kg] [M]

- LUNGHEZZA [m] [L]

- TEMPO [s] [T]

- TEMPERATURA [K] [Θ]

- QUANTITA’ DI MOLE [Mole] [n]

- CORRENTE ELETTRICA [A] [I]

- INTENSITA’ LUMINOSA [cd] [S]

SISTEMA INTERNAZIONALE [SI]

Es.

E = m . c² = M . _L/ _T²

massa

vel. luce nel vuoto 300 000 Km/s { _L/ _T }

L = FORZA X SPOSTAMENTO

F = m a = M . _L / _T²

[L] = M . _L² / _T²

DEFINIZIONI

ENERGIA = UNITA’ COMPOSTA 1J = 1 kg . m² . s^-2 = 1 N m

Decadimento β⁺

Nei nuclidi che presentano un eccesso di protoni (o un difetto di neutroni) e la cui coppia di valori Z/(A-Z) si pone al di sotto della curva di stabilità si può avere un decadimento β⁺. Il nuclide trasforma un protone in un neutrone emettendo una particella β⁺ (positrone) e emettendo un neutrino (ν). L’elemento che si forma dopo un decadimento β⁺ha un nucleo con un protone in meno, diminuisce di unità il N° atomico ma rimane costante il N° di massa. Il positrone deriva dalla seguente trasformazione p⁺→n+e⁺. Diminuisce di un'unità il N° atomico, ma rimane costante il N° di massa.

• A_ZX→_Z-1Y+β⁺+ν

Cattura Elettronica

Il tipo di decadimento noto come cattura elettronica prevede l’interazione tra l’elettrone dell’orbita più interna e il nucleo. In questo decadimento un protone interagisce con un elettrone formando un neutrone p⁺+e⁻→n. In tale trasformazione, diminuisce di 1 unità il N° atomico, rimane costante il numero di massa.

• A_ZX+e⁻→_Z-1A Y

Radiazioni γ

I processi di decadimento radioattivo α e β possono lasciare il nucleo in uno stato energicamente eccitato. Tale nucleo può quindi raggiungere uno stato energicamente più stabile emettendo un fotone (ΔE=hν) di frequenza ν molto elevata, essendo il salto energetico tra i livelli nucleari molto grande (raggi γ).

Meccanica Quantistica

13/03/2017

1) L'atomo di idrogeno è costituito da 1 protone ed 1 elettrone. Le proprietà di quest'atomo vengono descritte con una eq. d'onda & eq. di Shroedinger.

E = h ν; E = h c / λ

2) L'eq. di Shroedinger porta ad infinite soluzioni. Le soluzioni sono analoghe a quelle delle armoniche sferiche e quindi con 3 numeri interi rappresentativi delle armoniche. Questi numeri vengono chiamati numeri assi quantici.

• H Ψ = E Ψ
• Ψ = probabilità di trovare e^-

3) Numeri interi → numeri quantici

• in particolare:
• n 1, 2, 3, ..., +∞ ; n = proporzionale energia
• ℓ 0, ..., n-1
• m +ℓ, ..., -ℓ
• m = 1
  • ℓ = 0
    • m = 0
    • Ψ_1,0,0
• m = 2
  • ℓ = 1
    • 0, +1, 0, -1
    • Ψ_2,0,0
• m = 3
  • ℓ = 2
    • +1, 0, -1
    • Ψ_2,1,1
  • Ψ_2,1,0
  • Ψ_2,1,-2

N

O [He] 2s² 2p⁴

F [He] 2s² 2p⁵

doppietti di un legame

F   F₁   F₂

Dalle vibrazioni degli atomi possiamo capire attraverso gli infrarossi dove emette la sua composizione nel nucleo.

O → O ⇌ primo legame di tipo δ

O₂ secondo legame di tipo π

Un altro possibile legame tra ossigeno potrebbe essere:

P · O ≡ O · H

N : N → N : N

Es.

1. H₂ + O₂ → H → O → H

1. C + H₂ = CH₄
2. C [He] = 2s² 2p² 1C : H → H

• H
•   → C   → H
• H

Composto: l'insieme di 2 o più elementi legati tra loro da legami chimici.

• Binari (es. HCl) se costituiti da 2 specie atomiche.
• Ternari (es. H₂SO₄) se costituiti da 3 specie atomiche.

Essi possono essere formati da:

1. Metallo + un non metallo (prendono il nome del non metallo, modificato al suffisso -uro, seguito del nome del metallo)
2. 2 non metalli

Es.

• NaCl cloruro di sodio
• KI ioduro di potassio
• NaF fluoruro di sodio ecc...
• CaO ossido di calcio

Il n° di atomi è precisato da prefissi: mono, di, tri, tetra, penta, esa, epta

Es.

• Na₂O ossido di disodio
• Al₂O₃ triossido di dialluminio
• Cr₂O₃ ossido di cromo

La nomenclatura è simile a quella precedente, ma va individuato l'elemento a cui dare il suffisso -oso

Per ciò scrivo l'elemento che compare più a sinistra dal seguente elenco e per secondo va l'elemento che compare a destra:

• B, Si, C, S6, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F

Es.

• SiC carburo di silicio
• CS₂ disolfuro di carbonio
• NiBrO₂

Sali

I sali sono composti in cui uno o più atomi di idrogeno dell’acido sono stati sostituiti da altri cationi, generalmente metalli. Essi sono composti elettricamente neutri, formati dalla combinazione tra ioni positivi e negativi (catione⁺ + anione^- = sale).Es. (acido cloridrico)

Per sostituzione dell’idrogeno con un atomo disodio, si otterrà il cloruro di sodio (HCl→NaCl).Na → Cl₂ → NaCl

Na⁺ + Cl^- → NaCl

In modo analogo Na₂S e NaS si ottengono con le seguenti reazioni:

1. Na⁺ S^2- → Na₂S
2. Na⁺ S^2- → Na₂S
3. Na⁺ S^2- → Na₂S

Per scrivere la formula del sale occorre:

1. Considerare lo ione derivato dalla dissociazione dell’acido e la corrispondente carica negativa (pari al n° di atomi di idrogeno che l’acido ha perso);
2. Considerare la carica positiva del catione;
3. Bilanciare le cariche.