Fondamenti di chimica

Equazione di Schrödinger

L'equazione formulata da Schrödinger sulla base della teoria quantomeccanica descrive il moto ondulatorio degli elettroni. L'equazione non ammette soluzione esatta, al massimo ci permette di conoscere in modo probabilità la posizione degli elettroni attorno al nucleo.

Energia di ionizzazione

Si definisce energia di ionizzazione l'energia necessaria ad un atomo nel suo stato gassoso per trasformarsi in uno ione di carione mono positivo. L'atomo che perde l'elettrone mantiene inalterato il numero di protoni, nel nucleo e assume una carica positiva. Si forma uno ione positivo:

Atomo + E_i → Atomo⁺ + elettrone

E_i = Energia di ionizzazione

Andamento energia di ionizzazione:

1. Aumenta dal basso verso l'alto nei gruppi.
2. Spostamento da sinistra verso destra nel periodo.

I numeri quantici:

La funzione d’onda Ψ è caratterizzata da tre numeri interi, chiamati numeri quantici:

• Numero quantico principale "n"
• Numero quantico secondario "l"
• Numero quantico magnetico "m_l"
• Numero quantico spin "m_s"

1. Il numero quantico "n" parte da 1 fino ∞ (1, 2, 3, ...)
2. Il n.q. "l", 0 -> n-1
3. Il n.q. "m_l", -l -> +l, Zero compreso.
4. Il n.q "m_s", -¹/₂ -> +¹/₂

La notazione di Lewis

Lewis ha proposto un modo semplice per mettere in evidenza la configurazione elettronica di un elemento che viene rappresentato dotato o privo simbolo chimico; i due punti, puntini, cerchietti sono gli elettroni del guscio esterno.

Esempio:

• Gruppo:
  • I: H ·
  • II: He: :
• Periodo:
  • Li ·
  • Be: :
  • B · ·
  • C ··
  • N: ··
  • O: ··
  • F: ··
  • Ne: : :
• Periodo:
  • Na ·
  • Mg: :
  • Al · ·
  • Si ··
  • P: ··
  • S: ··
  • Cl: ··
  • Ar: : :

Es:

Bf₃

Formula di struttura

     F

    B

   F   F

Angoli di legame 120°

geometria —> trigonale planare

ibridazione —> sp²

I prefissi dei nomi IUPAC:

• 2 — di
• 3 — tri
• 4 — tetra
• 5 — penta
• 6 — esa
• 7 — epta

In questo paragrafo tutti i nomi delle reazioni vengono prese dallo reazioni IUPAC.

La resa di reazione

La resa percentuale di un prodotto è il rapporto percentuale tra la quantità effettivamente ottenuta (resa effettiva) e quella massima ottenibile (resa teorica).

Rp = (Re / RT) * 100

• Rp = Resa percentuale
• Re = Resa effettiva
• RT = Resa teorica

Ovvero, si chiama resa teorica la quantità di sostanza che si dovrebbe ottenere in base ai calcoli stechiometrici. (RT)

La resa effettiva è la quantità di sostanza realmente ottenuta. (Re)

C₆H₆ + 3H₂ → C₆H₁₂

ΔH_reaz = 6 × (-394) kJ/mol + 3 × (-286) kJ/mol - (-3270) kJ/mol

= -2364 - 858 + 3270 = 48 kJ/mol

Esercizio n⁴

N_comb C₃H₈ = -2221 kJ/mol

N_if CO₂ = -394 kJ/mol

N_if H₂O = -286 kJ/mol

C₃H₈ + 10O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

3C + 4H₂ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

3C + 3O₂ → 3CO₂

4H₂ + 2O₂ → 4H₂O

3C + 4H₂ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

3C + 4H₂ → C₃H₈

H₂ + Cl₂ → 2HCl

M = 10 mol

M_r = 2 g/mol

g = M · M_r = 10 · 2 = 20

Cl₂

M = 4 mol

M_r = 70,9 g/mol

1 : 2 = M₁ : M₂

(Cl₂) (HCl)

M (HCl) = 1/2 ∙ 4 · 2 = 8