Riassunto integrale Chimica

CONDUTTORI

Sono conduttori i metalli. In particolare i metalli del primo gruppo hanno elettroni divalenza degli orbitali ns, allora hanno la banda di valenza semipiena, ottenuta dalla combinazione di un numero di avogadro di orbitali molecolari con un elettrone ciascuno. Ciò costituisce una banda di conduzione. Gli orbitali ns si sovrappongono a banda np che è vuota per formare un unica banda di conduzione. Se la distanza Inter nucleare è grande allora non ci sono bande di conduzione.

Nei metalli del secondo gruppo, vi sono due elettroni di valenza degli orbitali ns e presentano una banda di valenza piena, costituita da due volte il numero di avogadro di elettroni. La banda np vuota che si sovrappone diventa una banda di conduzione. Nei materiali conduttori si trova un gap, una zona proibita, che la zona tra il limite superiore di una banda e quello inferiore di quella energia più alta, rappresentano la serie di livelli energetici proibiti per gli elettroni.

ISOLANTI

Presentano una banda di valenza piena e una banda di conduzione vuota. Il gap è molto elevato e il passaggio di elettroni alla banda di conduzione richiede molta energia. SEMICONDUTTORI Invece presentano proprietà conduttrici intermedie, la conducibilità elettrica aumenta all'aumentare della temperatura perché aumenta il numero di elettroni promossi alla banda di conduzione. Tipici semiconduttori sono il silicio e il germanio. SEMICONDUTTORI ESTRINSECI (p e n) In questo caso la conducibilità elettrica è alta solo ad elevate temperature, mentre a temperatura ambiente è bassa. Al fine di aumentare la conducibilità a temperatura ambiente si usa il drogaggio, ovvero l'aggiunta di impurezze in grado di diminuire o aumentare gli elettroni di valenza delle bande. Se si utilizza un drogante con un elettrone di valenza in meno, si genera una vacanza o una lacuna positiva che può essere riempita da un elettrone di un atomo adiacente che asua volta crea una lacuna nella sua posizione originaria così via punto gli elettroni si muovono in modo opposto alle lacune. Questi semiconduttori prendono il nome di tipo p. In questo caso si creano livelli energetici poco sopra alla banda di valenza che permettono, grazie al ristretto gap, agli elettroni della banda di valenza di accedervi, lasciando liberi i livelli energetici nella banda di valenza ad altri elettroni che partecipano alla conduzione. Se invece il materiale drogante ha un elettrone in più, l'atomo del drogante che ha 5 elettroni di valenza forma quattro legami con atomi di silicio e rimane un elettrone non utilizzato disponibile per la conduzione di corrente elettrica. Questo tipo prende il nome di tipo n. In questo caso la conducibilità è dovuta carica negativa punto gli elettroni in eccesso si dispongono poco al di sotto della banda di conduzione grazie al piccolo gap si promuovono facilmente elettroni nella banda di conduzione vuota, nellaquale gli elettroni si muovono liberamente.

GIUNZIONE P-N Quando due semiconduttori , uno di tipo p, l'altro di tipo n, vengono posti a contatto, per diffusione spontanea, gli elettroni si spostano da n a p e le lacune nella direzione opposta. Si crea un eccesso di carica positiva in n e un eccesso di carica negativa in p e si crea dunque un campo elettrico che può essere sfruttato per la conduzione di elettricità in un'unica direzione, possibile se si collega il p con il polo positivo di un generatore e n con quello negativo.

STATO GASSOSO PROPRIETÀ Lo stato gassoso si presenta molto disordinato con forze di legame ridotte, a causa delle forze attrattive deboli, le particelle si muovono indipendentemente in ogni direzione. I gas presentano una bassa viscosità, infatti non incontrano resistenze al flusso virgola non hanno forma o volume propri, ma assumono quello del contenitore in cui sono chiusi, hanno un'alta comprimibilità dovuto allo spazio.

vuoto tra particelle , sono miscibili ossia costituiscono una miscela omogenea, si diffondono, esercitano una pressione sulle pareti del contenitore.

LEGGE DI GRAHAM( DIFFUSIONE/EFFUSIONE) La diffusione e il movimento di un gas nello spazio o il mescolamento di due gas, la Driving force e il gradiente di concentrazione e depressione, la diffusione mantiene la composizione della miscela omogenea. L'effusione e il passaggio di un gas attraverso un sottile orifizio. Molecole con alta velocità diffondono e diffondono più velocemente, stessa cosa si può dire delle molecole più leggere. La legge di Graham indica che il rapporto tra i tempi di effusione di un volume uguale di due gas, alla stessa temperatura e pressione, è uguale al rapporto delle radici delle densità o molarità. Grazie a questa legge si può calcolare la velocità di diffusione di un gas rispetto ad un altro. Infatti il rapporto dei tempi è inverso rispetto a quelle delle

velocità.ta/tb = sqrt( da/db) = sqrt( Ma/Mb). Ta/tb=vb/va= sqrt(Mb/Ma).

TEORIA CINETICA DEI GAS
Spiega le proprietà macroscopiche di gas in correlazione al movimento delle particelle da cui sono costituiti. La teoria cinetica dei gas si basa sui seguenti presupposti: le particelle sono puntiformi assimilabili a delle sfere senza forze attrattive, le particelle si muovono di moto rettilineo in tutte le direzioni in maniera caotica, si urtano elasticamente e urtano le pareti. Trasformano l'energia termica in energia cinetica, infatti la temperatura fa aumentare la velocità delle particelle. Si può definire un'equazione dei gas perfetti che descrive lo stato di questi gas. Secondo l'equazione pV=1/3 N m u^2, con N numero di molecole di massa m e u^2 la velocità quadratica media, ovvero la media dei quadrati delle velocità delle particelle. Le particelle hanno diverse velocità che si distribuiscono secondo una curva gaussiana. Come sipuò notare dal grafico, infatti sono piccole le frazioni con velocità alte o basse mentre invece sono grandi le frazioni con velocità intermedia. Se si aumenta la temperatura, la curva si appiattisce e aumenta la frazione con velocità più alte. Grazie all'utilizzo dell'equazione dei gas perfetti, può anche essere calcolata la velocità di diffusione come v = sqrt(3RT/M). GAS REALI VDW. I gas reali si discostano dalla trattazione ideale di questi. Infatti, nella realtà, un gas è costituito da molecole non solo puntiformi, ma se presentano delle forze attrattive di tipo dipolo-dipolo di intensità e durata diverse nel tempo. La differenza è data dal fattore di comprimibilità Z = pV/nRT. A seconda del gas, le curve deviano in maniera diversa rispetto al fattore di comprimibilità dei gas ideali, che è uguale a uno. Appunto, per alcuni gas i fattori di comprimibilità con l'aumentare della pressione diminuiscono.ossia il grasso diventa più comprimibile di quanto richiesto, e poi successivamente aumenta. Nelle curve discendenti prevalgono le forze d'attrito, nelle curve ascendenti invece prevalgono le forze di repulsione, il punto di minimo corrisponde all'uguaglianza tra queste due forze. Considerando un grafico che ha sulle ordinate il fattore di comprimibilità, sulle ascisse la pressione, e varie curve in base alla diversa temperatura, possiamo notare che al aumentare della temperatura il minimo si sposta sempre più a destra fino al raggiungimento della temperatura di Boyle che rappresenta un minimo sulle ordinate ed è tangente a Z=1. Maggiore è la temperatura, minore è la comprimibilità del gas a causa dell'agitazione termica delle particelle che riduce le forze intermolecolari. Per tenere conto degli scostamenti non può essere più utilizzata l'equazione dei gas ideali, ma questa va corretta con l'inserimento di.

Unapressione corretta: le forze di Van der Waals riducono la pressione del gas reale, aggiungo untermine per arrivare alla pressione del gas ideale. Il volume corretto: infatti il volume ideale è maggiore di quello a disposizione del gas reale. L'equazione di Van der walls e così formulata: per 1mole (p+a/V^2)(V-b)=RT, per n moli (p+n^2*a/V^2)(V-nb)=nRT. Con a e b che variano in base al gasconsiderato.

DISEGNARE GRAFICO PG 48

LIQUEFAZIONE GAS Si trasforma il gas in un liquido tramite una compressione, le molecole vengonocompattate e si crea una maggiore forza di coesione, e tramite un abbassamento di temperatura, si riduce la cinetica delle particelle e aumenta la forza di coesione. Come si vede dal grafico Chemette in relazione la pressione con il volume, sul quale sono rappresentate delle curve isoterme, si possono individuare quattro zone principali: a sinistra della curva di tratto ascendente si individuala regione di liquido, a destra del tratto discendente

Della curva si individua la zona di vapore, all'interno della curva si individua la zona di gas e liquido. La curva rappresenta gli Stati saturi del gas, all'apice troviamo il punto critico, oltre il quale il gas è incoercibile e non è possibile la liquefazione. Se le forze intermolecolari sono basse allora la temperatura critica è bassa ed è difficile liquefare il gas. Se invece le forze intermolecolari sono alte allora la temperatura del punto critico è alta.

DISEGNARE GRAFICO PG 48

STATO LIQUIDO PROPRIETÀ

Lo stato liquido presenta delle caratteristiche intermedie tra gas, particelle disordinate e solidi, particelle altamente ordinate. Lo stato liquido presenta maggiori forze intermolecolari e inferiori energia cinetica delle particelle. I liquidi hanno un volume proprio ma non la forma, hanno una densità inferiore a quella dei solidi, sono poco comprimibili per il poco spazio intermolecolare, si espandono per alte temperature, sono isotropi.

energia cinetica bassa. L'evaporazione è un processo endotermico, poiché richiede energia per rompere le forze intermolecolari e trasformare il liquido in vapore. Durante l'evaporazione, le molecole più energetiche lasciano la superficie del liquido, riducendo così la temperatura media del liquido rimanente. Questo è il motivo per cui l'evaporazione di un liquido causa un raffreddamento dell'ambiente circostante.

La bassa energia cinetica, con l'aumentare della temperatura, fa sì che questa frazione aumenti sempre di più. Il fenomeno che si verifica durante l'evaporazione prende il nome di condensazione ed è la conversione da vapore a liquido.