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ESEMPI:
lo spessore di un capello è centocentomila nanometri.
La molecola d’acqua H O ha un diametro di 0,2 nm.
2
21
In una goccia d’acqua ci sono circa 10 molecole.
Se potessimo distribuirle fra tutti gli abitanti della Terra, a ciascuno toccherebbero 200 miliardi di molecole;
Se potessimo contarle una al secondo, impiegheremmo 30.000 miliardi di anni.
Ma va tenuto conto che gli atomi sono ancora più piccoli!!
ESEMPI:
La punta di una matita è fatta di grafite, un solido formato da atomi di carbonio.
Una riga lunga 3 cm e spessa 0,2 cm tracciata con la matita lascia sul foglio un “maxi-esercito” di atomi: circa un
milione di file allineate le une vicine alle altre e formate ciascuna da circa un centinaio di milioni di questi
“soldatini” invisibili. →
Tutto ciò che ci circonda è costituito da un numero enorme di atomi e di molecole Anche l’uomo è fatto di atomi e
molecole. Egli possiede circa 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (un miliardo di miliardi di miliardi) di atomi.
→
Ma… quanti sono un miliardo di miliardi di miliardi di atomi?!? Se fossero grandi come un granello di sabbia,
potremmo ricoprire un’autostrada larga 70.000 km che va dalla Terra al Sole...
__________________________________________________________________________________________________
LE MOLECOLE POSSONO ESSERE LE PIÙ SVARIATE POSSIBILI
Esistono molecole formate da atomi dello stesso tipo come le molecole diatomiche.
→ Ad esempio la molecola O (ossigeno) è fatta tutta da atomi di
2
ossigeno. Allo stesso modo la molecola N (azoto) è fatta tutta da
2
atomi di azoto.
→ Quindi a volte, le molecole possiedono due atomi che sono
dello stesso tipo. Sono molecole e dunque hanno la loro realtà
chimica e fisica.
→ variano le dimensioni in quanto alcuni atomi sono più grandi di altri perché hanno più particelle subatomiche.
Le molecole dei composti sono formate da atomi diversi.
Altre molecole sono formate anche da più di due atomi dello stesso tipo.
→
FOSFORO (P4) 4 ATOMI DI FOSFORO
→
ZOLFO (S8) 8 ATOMI DI ZOLFO
Ogni molecola è identificata da un nome, è sinteticamente rappresentata da una formula (che indica da quali e quanti
atomi è costituita: ci fornisce un’indicazione di tipo quantitativo e qualitativo) e ha una sua forma.
Una visione tridimensionale delle molecole si può avere attraverso modelli, molto ingranditi ma realistici, che si
ottengono usando una specie di lego.
FORMULA – NOME – FORMULA 2 (modo in cui viene rappresentata) – VISIONE TRIDIMENTISIONALE (ci dà l’idea della forma e della grandezza).
H
La forma delle molecole: La forma delle molecole é importante perché le molecole a seconda della forma,
come le nostre mani, possono presentare delle peculiarità: le forme non sono tutte
uguali e soprattutto le forme non sono sovrapponibili.
Le proprietà di una molecola dipendono dalla sua formula che ha quella precisa
molecola, composizione, struttura e forma.
PROPRIETÀ DELLA MATERIA
La materia che ci circonda non è costituita soltanto da atomi e da molecole: molte sostanze sono costituite da particelle
cariche elettricamente (gli ioni). →
Gran parte della materia della materia che ci circonda è fatta da ioni quest’ultimi sono particelle che presentano una
carica.
• +
Gli ioni carichi positivamente (per esempio, Na ) si chiamano CATIONI.
• -
Gli ioni carichi negativamente (per esempio, Cl ) si chiamano ANIONI.
Le particelle di carica opposta si attraggono.
In questi aggregati in cui sono presenti delle specie cariche, quindi degli ioni danno luogo a dei composti, dei
→
composti ionici. I COMPOSTI IONICI (COME I SALI) SONO FORMATI DA CATIONI E ANIONI.
LA MASSA ATOMICA ( ).
la massa di un atomo quando questo è a riposo o nel suo stato fondamentale
Negli anni è stato possibile misurare le cosiddette
masse atomiche, ossia è stato possibile misurare
quanto pesa in assoluto una molecola.
Le masse atomiche e le masse molecolari oggi si
possono calcolare sperimentalmente utilizzando lo
spettrometro di massa, perché sto pesando cose
molto piccole.
Lo spettrometro è uno strumento particolare ma ha
una misura molto precisa a patto che utilizza il
confronto, ossia a patto che la confronta con qualcun
altro: “è preciso nei confronti di..”.
Quindi si è deciso di prendere come unità di misura un campione: l’atomo di carbonio, chiamato isotopo 12. →
Ovviamente non si può misurare un singolo atomo di carbonio ma si può misurare quella che è la massa atomica
Quindi, tutti i pesi che troviamo e utilizzeremo sono differenti e rapportati a 1/12 di 12 Carboni. 12
La massa atomica di un elemento è la massa relativa rispetto all’atomo di C.
12
L’unità di massa atomica (u o dalton) è uguale a 1/12 della massa dell’atomo C.
• La MASSA ATOMICA RELATIVA, MA, di un elemento è la sua massa espressa in unità u, quindi relativamente alla
→
massa dell’atomo di carbonio (o peso atomico: rapporto tra la massa atomica dell’atomo considerato e l’unità di
massa atomica).
• La MASSA MOLECOLARE RELATIVA, MM o peso molecolare, è la somma delle masse atomiche che compaiono nella
molecola. Per i composti ionici la massa molecolare relativa si calcola allo stesso modo ma prende il nome di peso
formula.
LA MOLE -24
Il valore dell’unità di massa atomica, 1 u = 1,661 x 10 g, è estremamente piccolo per essere misurato con gli strumenti
a noi conosciuti. È stato perciò necessario trovare una grandezza che mettesse in relazione gli atomi e le molecole con
le grandezze misurabili con le bilance.
LA GRANDEZZA CHE RAPPRESENTA L’UNITA’ DI MISURA DELLA QUANTITA’ DI SOSTANZA È LA MOLE (mol).
Una mole è la quantità di sostanza che contiene al suo interno un numero (ben preciso e sempre il medesimo) di
12
particelle elementari (molecole) uguali al numero di atomi contenuti in 12 g di C.
Il termine mole sottintende un numero costante e ben definito di particelle.
La massa di una mole di un elemento (o di un composto) è uguale alla sua massa atomica (o massa molecolare)
→
espressa in grammi. quindi la massa di una mole di sostanza varia al variare della sostanza.
La massa molare M che si misura in g/mol, è la massa di una mole.
Una mole di sostanza, contiene sempre quel numero
di particelle, varia la sostanza ma il numero è sempre
lo stesso, questo numero è detto numero o costante
di AVOGADRO.
Si trova facendo massa molare fratto massa atomica.
Avogadro si pose il problema di quante particelle
elementari fossero contenute in una mole e lo
risolse tramite il rapporto: massa molare/massa atomica =
23
= 6,022 x 10 particelle/mol
Il peso in grammi di un/una oggetto/materia è collegabile alla quantità di moli e dunque alla quantità di materia
all’interno.
Il risultato del rapporto massa molare/massa atomica =
23
= 6,022 x 10 particelle/mol è noto come numero o costante di Avogadro.
23
Una mole di sostanza contiene sempre 6,022 x 10 particelle (atomi, molecole o ioni).
IL SISTEMA PERIODICO DEGLI ELEMENTI
Nel 1869 Dmitrij Mendeleev ordinò i 63 elementi noti in base alla massa atomica crescente, e costruì la prima tavola
periodica degli elementi. La moderna tavola periodica ordina gli elementi in base al numero atomico crescente, e li
organizza come aveva proposto Mendeleev in gruppi e periodi.
Le proprietà chimiche e fisiche degli elementi sono una funzione periodica del loro numero atomico.
Gli elettroni del livello più esterno sono detti elettroni di valenza che descrivono la reattività e il
comportamento di quell’atomo. →
Quando scriviamo un atomo si indichiamo il numero dei protoni e degli elettroni presenti in esso dal numero
complessivo degli elettroni si prendono in considerazione un numero particolare di essi: quelli di valenza, quelli più
esterni, tutte le reazioni chimiche avvengono solo e grazie alla reattività degli elettroni di valenza.
Essi sono la Chiave di lettura della tavola periodica.
Gli elettroni di valenza di un atomo sono gli elettroni presenti nel suo ultimo
livello di energia; sono quelli che partecipano alla formazione dei legami
chimici e sono quelli che determinano le proprietà chimiche di un elemento.
Gli elettroni di valenza sono indicati nella tavola periodica dal numero
romano posto all'apice della colonna su cui è collocato l'elemento (gruppo).
• Gli elementi della moderna
tavola periodica sono 118 (92
presenti in natura).
• La posizione di ciascun
elemento sulla tavola dipende dal
suo numero atomico (Z).
• Le righe orizzontali formano
7 periodi, ciascuno dei quali indica il
livello energetico a cui si trovano gli
elettroni di valenza degli elementi
→
che li compongono. “Righe della
tavola periodica”
Cosa succede nella verticale?
Il modo in cui sono collocati nella tabella verticalmente corrisponde al numero degli elettroni di valenza.
Verticalmente: sono presenti tutti atomi che hanno lo stesso numero di elettroni di valenza, il numero atomico varia.
• →
Gli elementi verticali formano i gruppi. Fra il gruppo II e il gruppo III si trovano gli elementi di transizione.
“Gruppi della tavola periodica”
PARTICOLARITA’ →
Non reagiscono, hanno in
comune lo
stessono numero di elettroni (8).
In fondo alla tavola periodica ci sono due file di 14 elementi metallici costituenti le serie dei lantanidi e degli attinidi.
La struttura di Lewis permette di rappresentare
la struttura elettronica dello strato di valenza
degli elementi dei gruppi principali.
I puntini = elettroni di valenza.
LE PROPRIETÀ PERIODICHE
Le proprietà degli elementi variano con regolarità lungo la tavola periodica in base alla variazione periodica della
configurazione elettronica.
Sono proprietà periodiche il raggio atomico, l’energia di ionizzazione, l’affinità elettronica e l’elettronegatività.
→
Se mi muovo dal all’alto verso il basso, lungo un gruppo, la dimensione varia aumentando questo perché il
primo ha un numero minore di elettroni rispetto a quelli che lo seguono (si va aumentando).
→
Se mi muovo da sinistra verso destra, lungo una riga, la dimensione varia diminuendo. c’è una
contrazione/decremento delle dimensioni.
Dunque all’aumentare del numero atomico c’è una leggera contrazione delle dimen
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