Lezioni, Chimica Generale

X Esame:

1. Prova scritta: 3 es. di stechiometria 22/2/13 A/32 domande di teoria aperte ore 14.30
2. Prova orale (solo se Prova 1 ≥ 18/30) 12/3/13 ore 15.30 IN 031-11

Libri di testo: uno a scelta tra i seguenti:

• Chimica generale: Petrucci, Harwood, Herring, Piccin Editore
• Chimica: Silberberg, McGraw Hill Editore

Corso: chimica generale Docente: Prof. De Gioia

2/10/12

I processi che avvengono sulla Terra possono essere divisi in geologici e biologici e sono strettamente interconnessi tra loro.

L'universo nasce a partire da una grande esplosione chiamata Big Bang. Nei primi istanti dell'universo la materia è una ciambella e la temperatura ha valori altissimi, esistono le particelle elementari quali protoni, neutroni ed elettroni, l'universo poi si espande e in seguito col tempo scende. A questi protoni le particelle iniziano a disporsi insieme formando gli atomi di elio e le prime molecole di H. All'inizio l'universo era quindi piuttosto monotono data l'esistenza di 2 soli tipi di particelle: con l'aggregazione della T, entrando in gioco le forze gravitazionali, iniziano a formarsi oggetti e sistemi, le stelle, sono l'effetto dell'enorme pressione della gravità e le stelle vengono schiacciate e la fusione dei due porta alla plasma, di alta T milioni di anni. Si formano così gli elementi con numero atomico (n.a.) ≤ 40, a un certo punto inoltre le stelle esplodono formando le supernove da cui si formano gli atomi che troviamo nella tav. periodica.

La vita usa moltissimi degli atomi presenti, in particolare quelli non abbondanti o facilmente distribuibili. La presenza di ossigeno in natura indica che è presente la vita, questo gas esiste. L'ossigeno non è instabile c'è qualcuno che lo produce e infine qui un organismo fotosintetico chiama quindi essenziale per la vita.

Sulla Terra primordiale si svolge un mantenimento. Però l'ossigeno, a un certo punto cambiano. Sei piani organizzativi diversi capaci di svolgere la Terra: la fotosintesi poiché l'H20 reagisce con l'acqua formando molecole più chiare di O2. Qui neppure non avviene spontaneamente quindi è necessario che ci sia anche la catena per farla avvenire è necessaria in sei. Gli organism diversi portano O, comunque CO2 e R producendo X cosa permette acqua, composti e benché la vita è quindi

La Struttura dell'Atomo

Essi contenuti nel nucleo range è piccolissima rispetto alle dimensioni dell'atomo.

• Numero atomico (Z): il n. a. di un atomo è il num. di protoni che si presentano nel nucleo in quel atomo; gli atomi sono elettricamente neutri, quindi il num. atomico dice anche quanti sono gli elettroni e ch'essi devono essere uguali a protoni.
• Numero di massa (A) è il num. di protoni e neutroni.

Es. in quest 2 numeri può servire i distinguere 2 atomi diversi.

Isotopi

2 atomi che hanno lo stesso n. atomico ma diverso n. di massa, si chiamano isotopi. Es. vi è un esempio in cui:

¹²C₆ ¹³C₆

Considero E un valore qualsiasi (E-n) ad uno degli elettroni, se E < E₁ = E dello stato più vicino al nucleo, E_n si allontana, l'En è ritenuta è bassa, la sua E _tot non dipende quindi dalla distanza dal nucleo, l'e_n è distante e la sua E_{sub in} sono alcuni valori di En, si rifersisci i passaggi, qui E_ott si dice di dipend. della loro posizione: di un onda L'En di una radiazione è data dalla formula: E=k,Moda chi (E=key) e dipende dunque dalla frequenza. Se voglio descrivere ciò che Capto, devo capire quale è l'onda e che frequ lo rappresenta. Questo tipo di onde sono delle funzioni d'onda. E si ottengono, risolvendo un'equazione, l'equazione di Schrodinger: questa afferma che se lo trovavi, vi era un'equ. onde H per l'onda che descrive L'elettrone (y) ossa ottene. l'energia dell'elettrone ho indicata x l'onda:

Φy = E Φy

Qst. relazione ti permette di trovare le onde che rappresentano gli E ma pos. stessa Ha anche l'En. degli E stessi.

Le funzioni d'onda (Φ) sono anche dette orbitali.

Xk l'en. degle E può assumere solo determinati valori?

Gli E vengono descritti come delle onde stazion di 1 Tipa ad esempio. Esistono le onde che viaggiano nello spazio e portano la luce, le onde degli e sono diverse da quelle della luce xk non viaggiano nello spazio, ma stanno dentro in una certa regione che è lo spazio, stanno vicino al nucleo.

Onde stazionarie: si pensi alla corda di una chitarra: pizzico la corda che inizia a vibrare.

E (energia = onda+tono e

• L = lunghezza del manico della chitarra
• λ₁ = 2L

Pizzichiamo ora energie gentler

L'2 = L (en. dipende dalla lunghez per onde in tipo energia nell'operazione)

E = h v --> h: c/λ velocità della luce, e è costante

P₅ = h. c

può la corda vibrare in modo intermedio tra L e 2L?

Se la corda vibra con queste vibrazioni intere cioè v_∞ dile che la corda è staccato. L'onda prodotta in e una certezza è accettabile xk non descrive il fenomone che lo voglio osservare.

Cio e impossibile: sono onde Stazionarianelle quantitàrette e quindi S'quantizzetta.

Anche l'En ad essa associato risp Xk la corda è vincolato, non pot. vibrare diversamente.

La configurazione elettronica degli atomi

Quali orbitali descrivono adeguatamente gli e^- di un atomo?

1. Gli e^- tendono ad occupare gli orbitali a più bassa energia e quindi rimanere a stare i più vicini possibile al nucleo (questi orbitali sono indicati con E_c). Gli e^- quindi tendono ad avere una bassa energia.
2. Gli e^- di un atomo, per il principio di esclusione di Pauli, non possono avere tutti e 4 i numeri quantici uguali e quindi si muoverebbero tutti nella stessa regione di spazio.

Nell'orbitale ci sono al max 2 e^-, 1 con spin = +1/2 e l'altro con spin = -1/2

Rappresentiamo l'orbitale con un tracciato: ↑↓

Le 2 frecce stanno ad indicare i 2 valori di spin opposti assunti dai 2 e^-.

Negli orbitali 2p sono contenuti 6 e^-: 2 di tipo p_x, 2 di tipo p_y e 2 di tipo p_z. "n" = energia dell'e^-.

Z = 11

Gli e^-, avendo carica elettrica negativa, non possono stare vicini, quindi vanno ad occupare prima gli orbitali vuoti.

Gli e^- non hanno la stessa energia perché gli e^- 2s sono più vicini al nucleo rispetto a 2p. I 2s hanno quindi l'energia potenziale.

3. Per la regola di Hund, se esistono orbitali con la stessa energia, detti degeneri, gli e^- tendono ad occuparli singolarmente.

Se scambio gli e^- non ho una configurazione equivalente.

Se gli e^- possono essere scambiati senza modificare la configurazione il sistema è stabile. Quando gli e^- occupano i singoli orbitali tendono ciò a disporsi tutti con lo stesso spin, tutti con spin parallelo.

Proprietà magnetiche di atomi e ioni

Un atomo si dice diamagnetico quando tutti gli e^- sono accoppiati cioè quando tutti gli e^-...