Riassunti di Chimica Generale

PROPRIETÀ PERIODICHE DEGLI ELEMENTI

24LEGAME CHIMICO I: LA TEORIA DI LEWIS

27LEGAME CHIMICO II: FORMA DELLE MOLECOLE, TEORIA DEL LEGAME DIVALENZA E TEORIA DELL’ORBITALE MOLECOLARE

30LIQUIDI, SOLIDI E FORZE INTERMOLECOLARI

33SOLIDI E MATERIALI MODERNI

36SOLUZIONI

39CINETICA CHIMICA

42EQUILIBRIO CHIMICO

44ACIDI E BASI

47EQUILIBRI IONICI IN SOLUZIONE ACQUOSA

50ENERGIA LIBERA E TERMODINAMICA

53ELETTROCHIMICA

562LA MATERIA, LE MISURE E LARISOLUZIONE DEI PROBLEMI1.1 ATOMI E MOLECOLEatomiGli sono particelle submicroscopiche che costituiscono i mattoni fondamentaliatomi liberidella materia. Gli sono rari in natura, per lo più si trovano all’interno dimolecole in uno speci co arrangiamento geometrico.Le proprietà di una molecola sono determinate da:- Gli atomi ch ela compongono;- Le distanze tra gli atomi;- La geometria con cui gli atomi sono legati.chimicaLa è la scienza che cerca di comprendere il comportamento della materiastudiando il comportamento

di atomi e molecole.

1.2 L'APPROCCIO SCIENTIFICO ALLA CONOSCENZA

La conoscenza scientifica è empirica, si basa sull'osservazione e sull'esperimentazione. Gli esperimenti possono essere qualitativi, basati sull'osservare, o quantitativi, basati sul misurare. L'ipotesi è una possibile interpretazione o spiegazione delle osservazioni. È confutabile: fa previsioni che possono essere confermate o respinte da ulteriori osservazioni o esperimenti. La legge scientifica è una breve affermazione che descrive tutte le osservazioni e consente di prevedere quelle future. Una delle leggi scientifiche più importanti è la "legge di conservazione della massa: in una reazione chimica la materia non si crea e non si distrugge". Una teoria è un modello della natura che cerca di spiegare non solo come si comporta la natura ma anche perché. Non può mai essere dimostrata definitivamente ma può sempre essere smentita.

1.3 LA

CLASSIFICAZIONE DELLA MATERIA

La materia è tutto ciò che occupa spazio. La materia è uno speci co tipo di materia.

materia solida

Nella materia solida gli atomi e le molecole si impacchettano gli uni vicino agli altri in posizioni fisse. Un solido ha volume sso e forma rigida. La materia solida può essere cristallina, amorfa, gli atomi seguono un ordine che si ripete su lunghe distanze, o gli atomi non hanno un ordine a lungo raggio.

materia liquida

Nella materia liquida gli atomi e le molecole sono impacchettati strettamente ma sono liberi di muoversi gli uni rispetto agli altri. Un liquido ha volume sso e forma variabile. Nella materia aeriforme gli atomi e le molecole hanno molto spazio tra di loro e sono liberi di muoversi. Un aeriforme non ha volume costante e una forma rigida.

Una sostanza pura è fatta solo da un componente e la sua composizione è invariata. Le componenti possono essere singoli atomi o gruppi di atomi legati insieme. Le sostanze pure

possono essere non possono essere chimicamente composti, scomposti in sostanze più piccole, o sostanze composte da due o più miscele elementi in proporzioni fisse e definite. Una è formata da due o più componenti omogenee, in proporzione che possono variare. Le miscele possono essere con una composizione uniforme, o con una composizione che varia da un punto a un altro. Per separare le miscele si usano vari processi, come: (sabbia e acqua), (miscela omogenea di liquidi) e (solido insolubile e liquido).

1.4 TRASFORMAZIONI FISICHE E CHIMICHE E PROPRIETÀ FISICHE E CHIMICHE

Le trasformazioni fisiche alterano solo lo stato e l'aspetto ma non la composizione, gli atomi e le molecole non cambiano identità. Le trasformazioni chimiche alterano la conformazione della materia, gli atomi e le molecole si riarrangiano trasformando le proprietà delle sostanze iniziali in sostanze diverse. Le proprietà sono:

Mostrate da una sostanza senza variare la sua composizione. Sono l'odore, il sapore, l'aspetto, il punto di ebollizione e la densità. Le sono proprietà mostrate da una sostanza quando cambia la conformazione in seguito ad una trasformazione chimica. Sono, ad esempio, la corrosività, l'inflammabilità, l'acidità...

1.5 L'ENERGIA lavoro L'energia è la capacità di compiere lavoro. Il lavoro è l'applicazione di una forza per una distanza. L'energia totale è la somma dell'energia cinetica, associata al movimento, e dell'energia potenziale, associata alla posizione. L'energia termica è l'energia associata alla temperatura di un oggetto. Nelle trasformazioni chimiche o fisiche, l'energia è sempre conservata, non viene né creata né distrutta. I sistemi con elevate energia potenziale

Tendono a trasformarsi al fine di abbassare la loro energia potenziale, rilasciando energia nell'ambiente.

1.6 LE UNITÀ DI MISURA

Gli scienziati usano il sistema internazionale (SI), che è basato sul sistema metrico, per stabilire le unità di misura. Il metro (m) è la misura della lunghezza ed equivale alla distanza che la luce percorre nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1/299792458 di secondo. Il chilogrammo (kg) è la misura della massa. La massa è la misura della quantità di materia contenuta in un oggetto, mentre il peso è la misura dell'attrazione gravitazionale sulla materia. Il secondo (s) è l'unità di misura del tempo ed è equivalente alla durata di 919263770 periodi della radiazione emessa da una certa transizione in un atomo di cesio-133. I kelvin (K) sono l'unità di misura della temperatura. La temperatura è la misura della qualità di energia cinetica e determina la

La precisione si riferisce a quanto una serie di misure sono vicine le une alle altre o a quanto errori casuali sono riproducibili.

Gli errori possono essere sistematici, troppo alti o troppo bassi e si annullano nella media, oppure generano misure troppo alte o troppo basse e non si annullano nella media.

ATOMI ED ELEMENTI

2.1 MOTI BROWNIANI

Brown nel 1827 utilizza il suo microscopio per visualizzare particelle derivanti da pollini in sospensione nell'acqua, in continuo movimento. La fonte del moto, però, non deriva dalle particelle di polline.

stesse.Einstein1905: sviluppa una teoria per spiegare il moto browniano: le molecole• d’acqua, in costante movimento a causa dell’energia termica, urtanocontinuamente le particelle di polline e polvere, facendole oscillare e muovere.

Perrin1908: e ettua delle misure sperimentali che confermano la validità del• modello di Einstein.

l’atomo è l’unità più piccola identi cabile in un elemento

2.2 LE PRIME IDEE SUI “MATTONCINI” COSTITUTIVI DELLA MATERIA

Democrito Leucippoe furono i primi a proporre che la materia fosse costituita daCopernicoparticelle piccole ed indivisibili, chiamate atomi. Nel 1543 pubblicò “sullarivoluzione delle sfere celesti” (dove esponeva una teoria in cui vedeva il sole al centrorivoluzione scienti ca.dell’universo e non la terra) segnando l’inizio della All’inizio delDalton1800 propose prove scienti che convincenti che supportarono le teorie atomiche.

2.3 LA

TEORIA ATOMICA MODERNA E LE LEGGI CHE HANNO PORTATO AD ESSA

Lavoisier Legge di conservazione della massa: → 1789 in una reazione chimica, • la materia non si crea e non si distrugge;

Proust Legge delle proporzioni definite: → 1797 tutti i campioni di un dato • composto, indipendentemente dalla loro origine o da come sono preparati, hanno la stessa proporzione dei loro elementi costitutivi;

Dalton Legge delle proporzioni multiple: → 1804 quando due elementi, chiamati • A e B, formano due composti differenti, le masse dell'elemento B che si combinano con 1g dell'elemento A possono essere espresse come un rapporto di numeri interi piccoli.

Dalton Teoria atomica: 1808

• Ciascun elemento è formato da particelle piccole ed indivisibili, chiamate atomi;
• Tutti gli atomi di uno specifico elemento hanno la stessa massa e proprietà che li distinguono da atomi di altri elementi;
• Gli atomi si combinano in rapporti espressi da numeri interi piccoli.

quando formano composti;- Gli atomi di un elemento non possono essere trasformati in atomi di un altro elemento. In una reazione cambia solo il modo in cui gli atomi sono legati ad altri atomi.

2.4 LA SCOPERTA DELL'ELETTRONE

Thomson raggi catodici

Alla fine del 1800, ettuò degli esperimenti con i raggi catodici e scoprì delle particelle, gli elettroni, con alcune proprietà comuni:

• Viaggiavano secondo linee rette;
• Erano indipendenti dalla composizione della materia;
• Trasportavano una carica elettrica negativa.