Riassunto test chimica - teoria e problemi

Principio di AUFBAU ( processo in cui si assegna un orbitale atomico all'elettrone, in modo da ottenere

• la configurazione elettronica più stabile:

gli elettroni devono essere inseriti negli orbitali in ordine di energia crescente

gli elettroni devono occupare singolarmente gli orbitali degeneri ( orbitali con lo stesso livello energetico)

un orbitale può contenere al massimo due elettroni con spin parallelo

Numero quantico magnetico m1 ?

• Orientazione dell'orbitale nello spazio all'interno di un sotto livello

Non influenza l'energia dell'orbitale

Numeri interi compresi tra -l e +l

Numero di valori "m" mi dà il numero di orbitali ammessi nel sotto livello

Guscio di valenza dell'atomo : livello energetico a più alta energia in corso di riempimento

• Ossidi basici : ossigeno + metallo con numero di ossidazione basso

• Capacità termica di un corpo C : ΔH / Δ T ( a pressione costante)

• p

Peso atomico : rapporto tra la massa dell'atomo considerato e 1/12 della massa di un atomo di carbonio

• -

12.

Relazione di Mayern : C - C = R

• p,m v,m

Materia che non può essere separata fisicamente : sostanza pura

• materia che non può essere separata fisicamente e decomposta chimicamente : elemento

• Materia che può essere separata fisicamente e ha composizione uniforme : miscela omogenea

• Proprietà intensive dipendono da : natura delle molecole presenti

• Effetto della pressione : devono contare le moli a destra e sinistra dei reagenti e prodotti (coefficienti

• stechiometrici dei gas) , l'equilibrio si sposta dove ci sono meno moli. Se ci sono moli uguali ad entrambi

i lati allora non c'è nessun effetto.

A quale temperatura avviene l'ebollizione dell'acqua a pressione atmosferica ) 100°C

• Il guscio "core" di un atomo è definito come : l'insieme di elettroni più interni all'elemento che presentano

• numeri quantici principali piccoli.

Capacità termica C : ΔU / ΔT ( a volume costante)

• v

Come si può definire la composizione di un campione ? Il tipo e quantità di sostanze più semplici che

• formano un campione.

Cos'è una mole? Quantità di sostanza che contiene tante entità elementari quanti sono gli atomi di

• carbonio 12 contenuti in 12 grammi di carbonio.

Regola di HUND / massima molteplicità : in un atomo con gli orbitali alla stessa energia, gli elettroni

• occupano gli orbitali uno alla volta con spin paralleli. Quando gli orbitali sono singolarmente occupati

allora gli elettroni li occupano uno a uno con spin opposti.

Affinità elettronica : energia coinvolta nella formazione di uno ione negativo da parte di un atomo neutro

• e isolato. Diminuisce lungo il periodo.

Variazione / trasformazione chimica : formazione di una nuova sostanza.

• Proprietà chimica : caratteristiche della sostanza (infiammabilità, tossicità...)

• Variazione/ trasformazione fisica : cambiamento di stato della sostanza, ma resta sempre la stessa.

• Proprietà fisica : proprietà misurabili che dipendono dalla quantità di sostanza che possiedo.

•

Lavosier La massa dei reagenti è uguale alla massa dei prodotti.

Proust Legge delle proporzioni definite : due sostanze si

combinano secondo proporzioni definite costanti.

Dalton Legge delle proporzioni multiple : le quantità dei vari

elementi che si combinano insieme in rapporti

esprimibili con numeri interi e piccoli.

A = Z + N

Isotopi : atomi che possiedono lo stesso numero di protoni, ma diverso numero di neutroni.

• Proprietà intensive : non dipendono dalla dimensione del campione ( temperatura, colore, densità, punto

• di fusione).

Proprietà estensive : dipendono dalla quantità di campione ( lunghezza, peso,volume).

•

Struttura atomica :

1. Teoria di Crookes : scoperta delle particelle sub atomiche grazie all'utilizzo di un tubo di vetro con un

elettrodo negativo e positivo. Scopre che le particelle si propagano in linea retta e hanno carica negativa.

2. Modello atomico di Thomson : atomo costituito da una sfera composta da cariche positive equamente

distribuite, in cui galleggiano cariche negative.

3. Modello atomico di Rutherford : atomo in cui tutte le cariche positive son concentrate al centro del nucleo

e gli elettroni ruotano attorno.

4. Atomo di Bohr : gli elettroni si muovono attorno al nucleo su orbite precise con energie diverse.

L'elettrone può passare ad un livello energetico maggiore se viene eccitato , emettendo luce. Più

l'elettrone si trova distante dal nucleo, maggiore è la sua energia.

Plank : gli oggetti riscaldati emettono radiazioni , la cui lunghezza d'onda cambia in base alla temperatura.

L'energia viene quantizzata, ovvero suddivisa in piccoli pacchetti. La luce ha natura corpuscolare e ondulatoria.

E = h x v ( costante di Plank x frequenza).

Principio di indeterminazione di Heisemberg : non posso determinare con precisione contemporaneamente la

posizione e la velocità di una particella molto piccola. Anche se non posso sapere dov'è precisamente un elettrone,

posso sapere la probabilità di trovarlo in una certa zona dell'atomo ( orbitale, ho almeno il 90% di probabilità di

trovare l'elettrone) .

Livello : gruppo di orbitali , va da 1 a 7, maggiore è il numero, maggiore è la distanza dal nucleo.

• Sotto livello : orbitali di un livello ( s,p,d,f ).

• Orbitali : orientazione nello spazio

• S 1

P 3

D 5

F 7

Effetto schermante : un elettrone viene attratto dal nucleo, ma la presenza degli altri elettroni neutralizza

• la carica del nucleo, che risulterà meno attratto, e anche più facilmente estraibile.

Proprietà degli elementi Scendo lungo il guppo Scorro lungo il periodo

Carica del nucleo La carica del nucleo Aumentano le dimensioni "n" non cambia, ma aumenta

risentita dagli elettroni atomiche perchè aumenta la carica risentita perchè Z

viene modificata "n". La carica risentita aumenta, ma l'effetto

dall'effetto schermante (Z ) non cambia, perchè schermante non ha molto

eff

degli elettroni più vicini cresce Z e S. effetto. Gli elettroni dello

al nucleo. stesso livello non hanno un

grande effetto schermante.

Gli elettroni, visto che sono

più attratti verso il nucleo,

tendono a far diminuire le

dimensioni atmiche.

Dimensioni atomiche Ottengo la dimensione Aumenta il volume perchè Concentrazione del volume,

di molecole biatomiche aumentano le dimensioni diminuzione dell'atomo. C'è

calcolando la distanza degli orbitali, cresce "n". più carica che attrae gli

tra i due nuclei. elettroni verso il nucleo.

Energia di Energia necessaria per Diminuisce , perchè gli Aumenta, perchè gli elettroni

ionizzazione strappare un elettrone elettroni sono poco attratti sono più attratti dal nucleo,

dall'atomo. dal nucleo e quindi è facile l'atomo è più stabile e

rimuoverli. difficilmente cede gli

elettroni.

Affinità elettronica Energia da fornire per

dare un elettrone

all'atomo.

Dimensioni degli ioni Se tolgo elettroni dal nucleo, diminuisce la dimensione dell'atomo. Questo perchè se ci

sono meno elettroni allora gli altri hanno più attrazione verso il nucleo, c'è meno

repulsione e effetto schermante.

Elettronegatività Data dalla media tra energia di ionizzazione e affinità elettronica. Indica la capacità

dell'elemento di accettare elettroni.

Legame chimico : interazione attrattiva tra due elementi , quando si forma si libera energia (energia di

• legame).

Legame ionico : attrazione di natura elettrostatica, si forma tra due atomi con diversa elettronegatività.

• Gli ioni hanno carica opposta e si attraggono ( NaCl ) .

Legame metallico : nuvola di elettroni è dispersa in una struttura ordinata di protoni.

• Proprietà dei metalli

Conducibilità elettrica Dovuta alla presenza di elettroni liberi di muoversi, quando aumenta la

temperatura la conducibilità diminuisce perchè il loro movimento viene

ostacolato dalle oscillaioni degli atomi.

Effetto foto elettrico Indica la facilità di estrazione degli elettroni grazie alle radiazioni

Duttilità , malleabilità Gli atomi possono slittare con facilità gli uni sugli altri, senza alterare le

interazioni dei legami.

Lucentezza Dovuta alla capacità di assorbire tutte le radiaizoni visibili ed emetterle in

tutte le direzioni.

Legame covalente : si forma tra due atomi che condividono un elettrone ciascuno per formare un

• legame, il legame può essere singolo/ doppio/ triplo.

Mettere in comune gli elettroni permette agli atomi di raggiungere la stabilità (ottetto) , per ottenere una

configurazione elettronica più stabile e completa.

Legame covalente dativo : si forma quando un solo atomo fornisce una coppia di elettroni, viene

• chiamato donatore. L'atomo accettore ha un orbitale vuoto, ed è più elettronegativo.

Radicali : aggregati di atomi/ elementi che hanno un elettrone spaiato. Sono molto instabili e reattivi.

• Hanno un numero di valenza dispari.

Molecola iso-elettronica : possiedono lo stesso numero di elettroni e al stessa struttura di Lewis.

•

PROBLEMI

Dalla formula del composto alla composizione %

➔ 1) Calcolo la massa di ogni elemento , il coefficiente stechiometrico corrisponde al numero di moli,NB la

massa molare vale per un solo elemento , non la moltiplico per il coefficiente stechiometrico.

Es : K Mn O = 1 mol K , 1 mol Mn , 2 mol O

4

massa = moli x massa molare.

2 ) calcolo la massa totale sommando le masse ottenute.

3 ) proporzione : massa : massa = % : 100

x TOT

Dalla % alla formula :

➔

La % dell'elemento corrisponde alla sua massa in 100 gr di composto.

Calcolo le moli ( n= massa / massa molare).Prendo il numero più piccolo di moli, divido i risultati delle moli per

questo numero e trovo i coefficienti per ogni elemento.

- Calcolare il calore “q” assorbito a temperatura costante

espansione irreversibile di un gas ideale

n = 0.1 T= 300K

P i = 2 atm P f = 1 atm

ℓq = -ℓ w = Pext x ΔV

gas ideale → PV = nRT , posso trovare V1 e V2

V1 = nRT / P1 =

V2 = nRT / P2 =

calcolo del ΔV = (V2-V1) = 3

NB : la pressione va in pasca e il volume in m

3 -3 3

1 atm = 10135 pascal x dm = x 10 m -3 3

ℓq = -ℓ w = Pext x ΔV = 101325 Pa x 1.23 10 m = 125 J

- Calcolare il ΔU

ΔH° = -2808 JK/mol