Domande aperte di Chimica generale e inorganica

DOMANDE APERTE DI

Domande Aperte

CHIMICA GENERALE E

Chimica Generale E Inorganica (Università telematica e-Campus)

INORGANICA

Docente: Manuela Vagnini

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1) Descrivere l'atomo.

L’atomo è l’unità strutturale di un elemento ed è la più piccola parte di esso che ne conserva le

proprietà.

Le particelle subatomice che costituiscono un atomo sono Protoni (carichi positivamente), Neutroni

(elettricamente neutri) ed elettroni (carichi negativamente). Protoni e Neutroni formano il nucleo

dell’atomo, mentre gli elettroni che hanno massa minore rispetto a protoni e neutroni circondano il

nucleo e occupano la maggior parte del volume atomico. All’interno di un atomo stabile in numero di

protoni è uguale a quello degli elettroni mentre il numero di neutroni può variare molto in natura. Un

atomo con stesso numero atomico Z (numero dei protoni=numero elettroni), ma con diverso numero di

massa A (numero di protoni + numero di neutroni) viene chiamato Isotopo.

2) Descrivere il numero atomico ed il numero di massa

Il numero atomico Z indica Il numero di elettroni, che è uguale al numero di elettroni in un atomo

stabile. Il numero di massa A indica la somma tra i protoni e i neutroni di un atomo, che come abbiamo

detto prima puù variare molto.

4) Calcolare la massa di un filo di rame contenente 1,055 X 10^22 atomi di Cu

la massa atomica (u) del rame è 63,546g/mol, quindi una mole di rame ha una massa di 63,546g,

ovvero 6,022*10^23 atomi di rame hanno una massa di 63,546g.

Prima di tutto mi calcolo la massa di un atomo di rame.

Un atomo di rame ha massa: 63,546g/6,022*10^23= 1,055*10^-22g.

Per calcolare la massa di 1.055*10^22 atomi di rame devo moltiplicare la massa di un singolo atomo

per il numero di atomi di cui voglio calcolarne la massa quindi 1,055*10^-22g*1,055*10^22= 1,11g.

5) Descrivere gli isotopi.

Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento che hanno quindi stesso numero

atomico Z, hanno lo stesso numero di protoni e di elettroni, ma differiscono per il

numero di neutroni. Gli isotopi hanno quindi diverso numero di massa A e diversa

massa atomica.

6) Descrivere la tabella periodica.

La tavola periodica è una sorta di alfabeto degli elementi chimici.

Un elemento chimico è un atomo caratterizzato da un determinato numero di protoni, elettroni e

neutroni.

Principali caratteristiche: Gli elementi con proprietà chimico-fisiche simili si trovano in GRUPPI o

FAMIGLIE (colonne) 1A-8A elementi dei gruppi principali 1B-8B elementi di transizione. Le righe

orizzontali sono chiamate PERIODI Sono numerate a partire da 1 (periodo che contiene H ed elio He)

In genere la tavola periodica è divisa in regioni in funzione delle proprietà degli elementi.

Gli elementi hanno caratteristiche sempre meno metalliche da sinistra a destra.

7) Descrivere le principali scoperte ed accennare le leggi che hanno rivoluzionato la chimica nei

primi del Novecento.

Durante il Novecento la scienza è stata protagonista di grandi scoperte e

cambiamenti. Maxwell descrive la luce come onde elettromagnetiche, dotate di

lunghezza d’onda e frequenza da cui nasce l’equazione c=h*v dove C è la velocità

della luce nel vuoto che rimane costante, H è la lunghezza d’onda e V è la frequenza.

Planck formula l’equazione E=h*v dove h è la costante di Planck, E è l’energia e V la

Frequenza.Egli afferma che l’energia è un’onda che si propaga in quanti tutti della stessa dimensione.

Bohr postulò la teoria per cui gli elettroni si trovassero in determinate zone chiamate orbitali.

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8) Fornire una descrizione degli orbitali di un atomo

un orbitale è la regione dello spazio dove è massima la probabilità di trovare l’elettrone (conoscendone

l’energia ma non, contemporaneamente, la sua posizione, per il Principio di indeterminazione di

Heisenberg). L’orbitale è descritto da tre numeri quantici n, l, ml. “n” è il numero quantico principale,

assume valori INTERI da 1 a “l” è il numero quantico del momento angolare, assume valori INTERI

,

da 0 a n-1, “ml” è il numero quantico magnetico, assume valori INTERI da 0 a ± l.

n determina l’energia dell’elettrone e definisce la DIMENSIONE dell’orbitale. Più grande è n maggiore

sarà la dimensione dell’orbitale. Se due o più elettroni di un atomo hanno lo stesso valore di n, si

trovano nello stesso LIVELLO ELETTRONICO.

l caratterizza i sottolivelli di n, il numero quantico momento angolare dell’orbitale assume tutti i valori tra

0 e n-1 e definisce la FORMA CARATTERISTICA dell’orbitale.

ml indica l’ ORIENTAMENTO nello spazio dell’orbitale, nell’ambito di un sottolivello l Gli orbitali di uno

stesso sottolivello differiscono solamente nell’orientamento nello spazio, ma non nell’energia. Il valore

di ml può variare da +l a –l, includendo lo zero.

9) Scrivi la configurazione elettronica mediante quadratini e freccette

di un atomo avente configurazione 1s2 2s2 2p3. Di che atomo si

tratta?

Nel primo quadrato 1s2 ci sono due freccette con verso opposto, nel secondo

quadrato 2s2 ci sono due freccette con verso opposto, negli ultimi tre quadrati 2p3

ci sono una freccetta per ogni quadrato tutte con lo stesso verso. Per sapere di che

atomo si tratta mi basta contare quante freccette ci sono in totale che

corrispondono al numero di elettroni dell’atomo; essendo un atomo con 7 elettroni

posso affermare che si tratti di un atomo di azoto (N).

11) Scrivi la configurazione elettronica dell'atomo di Fluoro, F,

con la rappresentazione mediante quadratini e freccette

L’atomo di fluoro ha numero atomico 9 per cui ha 9 elettroni; le freccette

corrispondono agli elettroni quindi dovrò avere 9 freccette. Nel primo quadrato 1s2

ci sono due freccette con verso opposto, nel secondo quadrato 2s2 ci sono due

freccette con verso opposto, negli ultimi tre quadrati 2p5 ci sono nei primi due, due

freccette ciascuna con verso opposto e nell’ultimo una sola freccetta.

12) Descrivere le regole per la definizione della configurazione

elettronica di un elemento.

La prima regola è che si riempiono prima gli orbitali con livelli energetici più bassi,

ogni sottolivello di un orbitale può contenere al massimo due elettroni aventi spin

opposto. I tipo di orbitali in ordine crescente di livello energetico sono s, p, d, f. Negli

orbitali s dotati di un solo sottolivello posso stare al massimo due elettroni con spin

opposto; negli orbitali p dotati di tre sottolivelli con la stessa energia potranno stare

6 elettroni in tutto (due elettroni in ogni sottolivello con spin opposto), avendo

stessa energia i 3 sottolivelli degli orbitali p si riempiranno prima con un elettrone

ciascuno; negli orbitali d dotati di 5 sottolivelli equi energetici possono stare al

massimo 10 elettroni e lo riempimento elettronico è analogo a quello degli orbitali

p; negli orbitali f dotati di 7 sottolivelli equi energetici posso stare al massimo 14

elettroni con riempimento analogo agli orbitali p ed d.

13) Scrivi la configurazione elettronica dell'atomo di Ossigeno, O,

con la rappresentazione mediante quadratini e freccette

L’atomo di ossigeno ha numero atomico 8 per cui ha 8 elettroni; le freccette

corrispondono agli elettroni quindi dovrò avere 8 freccette. Nel primo quadrato 1s2

ci sono due freccette con verso opposto, nel secondo quadrato 2s2 ci sono due

freccette con verso opposto, negli ultimi tre quadrati 2p4 ci sono nel primo, due

freccette ciascuna con verso opposto e negli ultimi due una sola freccetta ciascuno.

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14) Descrivere per grandi linee la periodicita degli elementi.

La periodicità degli elementi chimici nella tavola periodica è data dal fatto che le

proprietà fisiche e chimiche degli elementi variano periodicamente in funzione del

numero atomico. Le 7 righe di cui è composta la tavola si chiamano periodi ed

indicano il livello principale di energia sul quale è possibile trovare gli elettroni di

valenza degli elementi del periodo. Le colonne chiamate gruppi hanno una doppia

numerazione: da uno a 18 e una in numeri romani da I a VIII; questi ultimi indicano il

numero degli elettroni di valenza; gli elementi dello stesso gruppo hanno la tessa

configurazione elettronica esterna. Altre proprietà periodiche sono

l’elettronegatività che cresce da sinistra verso destra e dal basso verso l’alto;

l’energia di ionizzazione e l’affinità elettronica che crescono analogamente

all’elettronegatività; e il raggio atomico che aumenta dall’alto verso il basso e da

destra verso sinistra.

15) Fornire una descrizione del legame chimico.

Il legame chimico è un’attrazione che si verifica tra due atomi quando i loro elettroni

di valenza si organizzano in modo da creare una forza elettrostatica che li tiene uniti.

Esistono 3 tipi di legami chimici: legame covalente, legame ionico e legame

metallico. Nel legame covalente gli elettroni di valenza vengono condivisi tra i due

atomi quindi si crea quando la differenza di elettronegatività tra i due atomi

coinvolti non è troppo alta solitamente deve essere minore di 1,9; gli esempi più

classici di legami covalenti sono quelli che si creano nelle molecole biatomiche dello

stesso elemento come O2, Cl2, ecc. in cui la differenza di elettronegatività è 0 per cui

non si creano cariche parziali tra i diversi atomi. Nel legame ionico gli elettroni di

valenza dei due atomi si trasferiscono dall’atomo meno elettronegativo a quello più

elettronegativo; la differenza tra legame covalente e legame ionico è dettata dalla

differenza di elettronegatività tra i due atomi coinvolti che nel caso di un legame

ionico deve essere superiore a 1,9; un esempio di legame covalente è quello che si

instaura nella molecola NaCl in cui gli atomi di Na e di Cl hanno una differenza di

elettronegatività maggiore di 1,9. Il legame metallico è quello che si crea tra atomi

metallici; gli atomi risultano ionizzati e i loro elettroni di valenza vengono condivisi

tra tutti gli atomi ionizzati di tutto il metallo creando un mare di elettroni tra tutti gli

ioni metallici.

16) Descrivere la teoria del legame di valenza.

La teoria del legame di valenza descrive il legame chimico dal punto di vista degli

orbitali; secondo questa teoria durante un legame concorrono solo gli elettroni di

valenza per cui i ri