Riassunto esame Chimica Generale

COSA È LA CAPACITÀ TERMICA

- capacità termica C = Q/ΔT, dove:

Q = calore scambiato >0

 Pag. 7

Possibili domande teoriche I parte “Fondamenti di chimica e chimica organica”

Prof.ssa Raffaini ΔT = variazione di temperatura >0



CALORE SPECIFICO, CALORE SPECIFICO MOLARE

- calore specifico c = C/m = Q/(m* ΔT)

V costante q = ΔU (calore scambiato a Volume costante)

  v

c = ΔU/(m* ΔT)

 v

P costante q = ΔH (calore scambiato a Pressione costante)

  P

c = ΔH/(m* ΔT)

 P

calore specifico molare c’ = C/n = Q/(n* ΔT)

NB: c , c , c’ , c’ sono diversi per sostanze diverse e dipendono dallo stato di

v

v P P

aggregazione della sostanza in questione

QUALE È IL CALORE IN GIOCO QUANDO AVVIENE IN UN

- PASSAGGIO DI STATO E QUANDO AVVIENE IL RISCALDAMENTO

DI UNA SOSTANZA? T È SEMPRE COSTANTE?

se ci sono passaggi di stato T resta costante

 

Q = n*ΔH

pass.stato pass.stato

se non ci sono passaggi di stato ma solo riscaldamento T varia

 

Q = c*m*ΔT = c’*n*ΔT

riscaldamento

LEZIONE 4 STRUTTURA DELL’ATOMO E PROPRIETÀ

PERIODICHE

RELAZIONE TRA ENERGIA, FREQUENZA E LUNGHEZZA DI UN’ONDA

- luce composta da fotoni / quanti = pacchetti di onde discreti caratterizzati da:

lunghezza d’onda λ

frequenza v = 1/λ -34

energia E = h*v dove h = costante di Planck (6,63 * 10 J*s)

IPOTESI DI MODELLO ATOMICO DI THOMSON

- atomo = particella sferica

 elettricità positiva

 nel nucleo sono incorporati elettroni di carica - tali da renderlo neutro



MODELLO ATOMICO DI RUTHERFORD

- massa dell’atomo concentrata nel nucleo

 nucleo dotato di carica +

 nucleo molto più piccolo delle dimensioni dell’atomo

 attorno al nucleo ruotano di moto circolare uniforme gli elettroni di

 carica-

forza di attrazione nucleo-elettrone compensata dalla forza centrifuga:

 2 2

(e /r) = (m*v )

critiche: Pag. 8

Possibili domande teoriche I parte “Fondamenti di chimica e chimica organica”

Prof.ssa Raffaini

l’atomo così ideato non è stabile

 le orbite così ideate raggiungono stati di equilibrio sempre diversi dopo

 esser sollecitati

l’atomo di H così ideato avrebbe uno spettro continuo di emissione



COSA È UNO SPETTRO DI ASSORBIMENTO ED UNO DI

- EMISSIONE?

spettri di emissione = spettri emessi da una sorgente luminosa (righe

 colorate su sfondo nero)

possono essere:

continui ((s), (l), (g) compressi)

o a righe ((g) incandescenti a bassa pressione)

o

dispersione della luce la luce policromatica attraversando un prisma di



vetro trasparente viene scomposta delle radiazioni di diversa frequenza

che la costituiscono

spettri di assorbimento = spettri emessi da una sorgente luminosa

 filtrata da un gas (righe nere su sfondo colorato)

SPIEGARE L’EFFETTO

IPOTESI DI PLANK E SAPERE

- FOTOELETTRICO

ipotesi di Planck: emissione e assorbimento di energia da parte di

 sistemi atomici avvengono solo per quantità discrete di energia, dette

“quanti”.

effetto fotoelettrico: repulsione di cariche elettriche negative da una

 lastra metallica su cui incide un fascio di luce UV (alte frequenze) di

velocità maggiore alla soglia isoelettrica, sotto la quale l’energia è

quantizzata e dunque non assorbita

CENNI AL MODELLO DI BOHR

- primo modello atomico

 modello planetario: elettrone in moto in livelli ed orbite discrete

 spiega i livelli energetici negli atomi idrogenoidi (H)



critiche l’atomo così ideato non spiega i livelli energetici degli atomi



polielettronici (dove gli elettroni più esterni hanno carica nucleare minore)

RELAZIONE TRA IL RAGGIO DI UN’ORBITA E LA SUA ENERGIA

- (PROPORZIONALITÀ INVERSA, DIPENDONO DA N)

al primo stato stazionario corrisponde: -10

un raggio dell’orbita pari a r = 0,529 u.a. = 0,529 Å (Angstrom = 10 m)



un’energia pari a E = -313,8 kcal/mol

 2

raggi delle diverse orbite circolari accessibili per l’atomo H r = 0,529*n [Å]

2

energie dei diversi livelli quantici accessibili per l’atomo H E = (-313.6)/n

[kcal/mol]

DIFFERENZA TRA ORBITA E ORBITALE

- orbite traiettorie ben precise

 

orbitali

 zone dello spazio attorno al nucleo con alta probabilità di trovare



l’elettrone Pag. 9

Possibili domande teoriche I parte “Fondamenti di chimica e chimica organica”

Prof.ssa Raffaini funzioni d’onda Ψ (x,y,z): dipende dalle coordinate x,y,z ed è



caratterizzata da 3 numeri quantici

NUMERI QUANTICI: QUALI SONO E COSA INDICANO

- sono 4: i primi 3 (n, l, m ) servono a distinguere gli orbitali:

l

n = n.ro quantico principale (1,2,3…)

 corrisponde al livello energetico



l = n.ro quantico angolare azimutale (0,1,2… n-1)

 corrisponde alla forma dell’orbitale (tipo s, p, d, f)



m = n.ro quantico magnetico (0,±1,±2… ±l)

 l

corrisponde alla orientazione dell’orbitale (quanti orbitali di tipo



s,p,d,f sono possibili)

il quarto è il momento magnetico quantizzato e riguarda l’elettrone:

 m = n.ro quantico di spin (± ½ (freccia su, freccia giù))

s

PRINCIPIO DI PAULI

- ogni elettrone può avere un solo insieme di 4 numeri quantici distinti n, l, ml,

ms

un orbitale può contenere un massimo di 2 elettroni con spin antiparallelo

REGOLA DI HUND

- se un sottolivello non è completo (n=l≠m ) gli elettroni occupano il numero

l

massimo di orbitali con spin parallelo

CONFIGURAZIONE ELETTRONICA ESTERNA E CONFIGURAZIONE

- ELETTRONICA COMPATTA DI ELEMENTI

PROPRIETÀ PERIODICHE: QUALI SONO

- carica nucleare efficace

 raggi atomici

 energia di ionizzazione

 affinità elettronica



CARICA NUCLEARE EFFICACE

- carica nucleare efficace Z = carica effettivamente esercitata sugli elettroni

eff

Z = Z-s, dove Z=numero atomico e s=costante di schermo

eff

lungo un periodo a parità di schermo s, Z aumenta da destra verso sinistra

RAGGIO ATOMICO: COME VARIA NELLA TAVOLA PERIODICA

- a parità di Z (numero di elettroni) raggio atomico diminuisce

RAGGI IONICI E LORO CONFRONTO CON I CORRISPONDENTI RAGGI

- ATOMICI

raggio ionico di ioni + (cationi) < raggio atomico (dell’atomo neutro)

raggio ionico di ioni – (anioni) > raggio atomico (dell’atomo neutro)

COSA È L’ENERGIA DI IONIZZAZIONE E COME VARIA NELLA

- TAVOLA PERIODICA Pag. 10

Possibili domande teoriche I parte “Fondamenti di chimica e chimica organica”

Prof.ssa Raffaini

energia di ionizzazione E.I. [KJ/mol] = energia necessaria per allontanare un

elettrone da un atomo allo stato gassoso e dunque per ottenere un catione;

aumenta da sinistra verso destra nel periodo e dal basso verso l’alto lungo un

gruppo

lungo un gruppo E.I. diminuisce

 lungo un periodo E.I. aumenta



COSA È L’ENERGIA DI PRIMA IONIZZAZIONE E L’ENERGIA DI

- SECONDA IONIZZAZIONE?

COSA È L’AFFINITÀ ELETTRONICA E COME VARIA NELLA

- TAVOLA PERIODICA

affinità elettronica A.E. [KJ/mol] = energia richiesta per allontanare un

elettrone da un anione gassoso = energia liberata quando un atomo isolato

acquista un elettrone;

è una misura dell’attrazione che l’atomo esercita su questo elettrone periferico

in più rispetto alla configurazione elettronica dello stato fondamentale.

aumenta da sinistra verso destra nel periodo e dal basso verso l’alto lungo un

gruppo

SPIEGARE L’INERZIA CHIMICA DEI GAS NOBILI

- A.E. nei gas nobili sono nulle

E.I dei gas nobili sono così elevate da non rendere facile il passaggio a cationi

(inerzia chimica)

LEZIONE 5 LEGAME CHIMICO: IONICO, COVALENTE,

METALLICO

LEGAME CHIMICO: COSA È E QUANTI SONO

- ionico

 covalente

 metallico



COSA È L’ENERGIA DI LEGAME IN UNA MOLECOLA BIATOMICA

- energia di legame

= ampiezza tra il picco di minimo della curva che rappresenta la variazione

dell’E del sistema biatomico A-B in funzione della distanza r fra 2 atomi A e

pot Pag. 11

Possibili domande teoriche I parte “Fondamenti di chimica e chimica organica”

Prof.ssa Raffaini

B e la retta 0[J]

= energia necessaria per far avvenire un legame chimico

= energia richiesta per rompere il legame chimico

= entalpia ENERGIA RETICOLARE

COSA SI INTENDE PER

- energia reticolare = bilancio energetico tra:

contributi favorevoli dovuti all’attrazione tra ioni di carica diversa

contributi sfavorevoli dovuti alla repulsione tra ioni di carica uguale

LEGAME IONICO

CARATTERISTICHE DEL E RIPORTARE ALMENO

- UN ESEMPIO DI SOLIDO IONICO

ha origine da attrazione elettrostatica tra ioni di segno opposto

 non ha natura direzionale

 non prevede la compartecipazione di elettroni

 la formula bruta di un composto ionico rappresenta un rapporto di

 carica tra cationi e anioni (NaCL Na+Cl-)

energia reticolare va stabilisce il tipo di solido cristallino formato

 andando a definire stabilità e impaccamento

+ - 2+ 2-

esempi: NaCl, Cs Cl (cloruro di cesio), Zn S (solfuro di zinco)

REQUISITI PER LA FORMAZIONE DI UN LEGAME IONICO

- elemento con bassa energia di ionizzazione (elementi del I gruppo e

 del II gruppo – eccetto H)

elemento con elevata affinità elettronica (elementi del VII e VI gruppo)

 differenza di elettronegatività ΔX >> molto alta tra i due elementi



PROPRIETÀ DEI SOLIDI IONICI

solidi cristallini

 solubili in acqua

 elevate proprietà meccaniche

 relativa fragilità

 conducibilità elettrica solo in (l) e in soluzione acquosa

 alta T e T

 fus eb

DA COSA HA ORIGINE UN LEGAME COVALENTE E QUALI TIPI DI

- LEGAMI COVALENTI CONOSCETE

caratteristiche:

ha origine dalla condivisione di coppie di elettroni condivise fra atomi,

 che avviene tramite la sovrapposizione di orbitali atomici di opportuna

energia e forma

ha natura direzionale

 è presente nei solidi molecolari e covalenti

 tipi di legame covalente:

 Pag. 12

Possibili domande teoriche I parte “Fondamenti di chimica e chimica organica”

Prof.ssa Raffaini semplice

o condivisione di 1 coppia