Domande aperte di Chimica generale e organica - modulo 1

La periodicità degli elementi chimici nella tavola periodica

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 e 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 stessa 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.

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

La differenza di elettronegatività tra due atomi determina se il legame tra di loro sarà covalente o ionico. Nel caso di un legame ionico, la differenza di elettronegatività deve essere superiore a 1,9. Un esempio di legame covalente è quello presente nella molecola NaCl, in cui gli atomi di Na e Cl hanno una differenza di elettronegatività maggiore di 1,9. Il legame metallico si forma tra atomi metallici, in cui gli atomi si ionizzano e i loro elettroni di valenza vengono condivisi tra tutti gli atomi ionizzati del metallo, creando un mare di elettroni tra tutti gli ioni metallici.

La teoria del legame di valenza descrive il legame chimico dal punto di vista degli orbitali. Secondo questa teoria, durante un legame, solo gli elettroni di valenza partecipano, e i rispettivi orbitali di valenza si uniscono per formare un nuovo orbitale che circonda entrambi gli atomi e contiene tutti gli elettroni di valenza dei due atomi.

verranno quindi condivisi. Secondo questa teoria se si vengono a sovrapporre due orbitali frontalmente si crea un orbitale sigma più forte, mentre se i due orbitali si uniscono lateralmente si verrà a creare un legame pi greco meno forte. Secondo la teoria degli orbitali molecolari, invece, durante un legame, tutti gli elettroni di ciascun atomo concorrono nella formazione del legame e vengono ridistribuiti in orbitali molecolari con diversi livelli energetici. La prima teoria descrive meglio i legami da un punto di vista qualitativo e per molecole allo stato fondamentale, invece la teoria degli orbitali molecolari descrive meglio i legami quantitativamente e per molecole eccitate. 17) Descrivere la teoria degli orbitali molecolari. Secondo la teoria degli orbitali molecolari durante un legame, tutti gli elettroni di ciascun atomo concorrono nella formazione del legame e vengono ridistribuiti in orbitali molecolari con diversi livelli energetici. La teoria del legame di valenzain superficie, che determina la formazione di gocce; la capillarità, che permette al liquido di salire in un tubo sottile contro la forza di gravità; e la densità, che indica la massa di un liquido contenuta in un dato volume.20) Descrivere i solidi e le loro proprietà.I solidi hanno sia un volume proprio che una forma propria e non sono compressibili. I solidi possono essere cristallini, con una struttura ordinata e regolare, o amorfi, con una struttura disordinata. Le principali proprietà dei solidi sono la durezza, la fragilità, la conducibilità termica e la conducibilità elettrica.

superficiale (lo strato superficiale caratterizzato da forze di attrazione tra le molecole di liquido che tendono verso le altre molecole internetendendo a raggiungere la forma più stabile ovvero la forma sferica); la tensione di vapore (equilibrio tra il liquido e il suo gas ad una determinata pressione e temperatura.20)

Descrivere i solidi e le loro proprietà. I solidi sono incomprimibili ed hanno forma e volume proprio. I solidi si dividono in solidi cristallini e solidi amorfi; questi ultimi hanno una disposizione casuale, mentre i solidi cristallini sono caratterizzati da una struttura ben ordinata che si ripete regolarmente (cella elementare) a formare un reticolo cristallino stabilizzato dalle forze di Van Der Waals.21)

L'ammoniaca acquosa concentrata ha molarità di 14.8 mol/L ed densità di 0.9 g/cm3. Qual è la molalità della soluzione? Calcolare anche la frazione molare di NH3 (ricordando che il PM dell'ammoniaca è =17,0 g/mol ed

il PM dell'H2O è 18,0 g/mol). 22) L'acido cloridrico è venduto sotto forma di soluzione acquosa. Se la molarità dell'HCl commerciale è 12.0 e la sua densità è 1.18g/cm3, calcolare la molalità della soluzione. 23) L'acido cloridrico è venduto sotto forma di soluzione acquosa. Se la molarità dell'HCl commerciale è 12.0, il suo Peso molecolare è 36,45 e la sua densità è 1.18 g/cm3, calcolare la percentuale in peso della soluzione. 24) Descrivere gli stati standard utilizzati in termodinamica Gli stati standard utilizzati in termodinamica sono le condizioni di temperatura e pressione utilizzate per convenzione e sono: la temperatura di 25°C ovvero 298K; e la pressione atmosferica di 1atm. 25) Descrivere l'Entropia L'entropia S è una funzione di stato (dipende quindi solo dallo stato iniziale e finale e non dal percorso svolto) che descrive il disordine di un sistema.

Il sistema e da informazioni sull'asponaneità delle reazioni. Se l'entropia aumenta, aumenterà anche il disordine del sistema, quindi, sarà un processo spontaneo. Nei processi reversibili la variazione di entropia è uguale al rapporto tra calore e temperatura. Il secondo principio della termodinamica afferma che se un processo avviene spontaneamente allora l'entropia dell'universo aumenterà. Il terzo principio della termodinamica afferma che valori di entropia nulli si potrebbero teoricamente avere solo per un cristallo perfetto alla temperatura di 0K in cui gli atomi sarebbero perfettamente immobili.

26) Scrivi la formula chimica dell'acido solforico e di un suo sale

La formula chimica dell'acido solforico è H2SO4 ed un suo sale è il solfato di sodio Na2SO4.

27) Scrivi la formula chimica di almeno due idrossidi

L'idrossido più utilizzato nei laboratori chimici è l'idrossido di sodio NaOH.

(sodacaustica); un altro idrossido molto utilizzato è l'idrossido di ammonio NH₄OH.

28) Bilanciare la seguante reazione: Cu₂S (s) + O₂ (g) → Cu (s) + SO₂(g)

29) Bilanciare la seguante reazione: Cr (s) + O₂ (g) → Cr₂O₃

30) Bilanciare, indicandone i passaggi, la seguente trasformazione chimica (in cui omettiamo, per semplicità, lo stato di aggregazione delle sostanze): H₃PO₄ + Ca(OH)₂ → Ca₃(PO₄)₂ + H₂O

31) Bilanciare, indicandone i passaggi, la seguente trasformazione chimica (in cui omettiamo, per semplicità, lo stato di aggregazione delle sostanze): CaCl₂ + Na₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂ + NaCl

32) Quale è la concentrazione molare di una soluzione di acido solforico H₂SO₄ contenente 18,5 g di tale sostanza in 100 ml di soluzione?

33) Ci sono più atomi in 5 g di Carbonio o in 10 g di Piombo? [MC=12,0 g/mol; MPb=207,2 g/mol] Rispondere eseguendo i calcoli opportuni

34) Calcolare la massa presente in 0,2 mol di NaCl, sapendo che la massa atomica del cloro

è 35,45 e quella del sodio è 22,99.

35) Calcolare il numero di atomi contenuti in 15,0 mol di Calcio, Ca. Una mole di qualsiasi molecola o atomo corrisponde a 6,022*10^23 molecole o atomi, quindi per sapere quanti atomi sono presenti in 15,0 mol di Ca basta moltiplicare il numero di moli per il numero di atomi che corrispondono ad una mole. Atomi = 15,0 * 6,022*10^23 = 9*10^24 atomi

36) Determinare la massa in grammi corrispondente a 3 moli di HNO3. Considerare la massa atomica dell'idrogeno pari a 1, dell'azoto pari a 14, dell'ossigeno pari a 16. MM(HNO3) = 1 + 14 + 3*16 = 63 g/mol. Per calcolare la massa devo moltiplicare il numero di moli per la massa molecolare. g(HNO3) = 3 mol * 63 g/mol = 189 g(HNO3)

37) Calcolare la massa molecolare di tre acidi comuni. 1. acido acetico CH3COOH; 2. acido cloridrico HCl; 3. Acido carbonico H2CO3. Considerare la massa atomica dell'idrogeno pari a 1, del carbonio pari a 12, dell'ossigeno pari a 16 e del cloro pari a

1. 35,45.MM(CH3COOH)=2C+2O+4H=2*12+2*16+4*1=60g/mol
2. MM(HCl)=1+35,45=36,45g/mol
3. MM(H2CO3)=1C+3O+2H=12+3*16+2*1=62g/mol
4. In una soluzione vi sono 4 g di metanolo, CH3OH e 60 g di acqua, H2O; calcola la frazione molare del metanolo e quella dell'acqua, sapendo che il peso molecolare del metanolo è 32,0g/mol e quello dell'acqua è 18,0 g/mol.
5. Calcolare la molarità di una soluzione contenente 0,3 moli di HCl in un volume di 540 ml. Per calcolare la molarità che corrisponde alle moli di HCl in 1000 mL di soluzione devo moltiplicare le moli di HCl per 1000 mL e dividere per 540 mL (C1*V1=C2*V2). M(HCl)=0,3 mol*1000 mL/540 mL=0,56 M
6. Calcolare la molarità di una soluzione di acido cloridrico, sapendo che 130 ml di soluzione contengono 30 g di HCl. La massa molecolare dell'acido cloridrico è 36,45 g/mol quindi le moli che corrispondono a 30 g sono n(HCl)=30 g/36,45 g/mol=0,823 mol. So che 130 mL di soluzione contengono 0,823 mol di HCl, quindi essendo la

La molarità rappresenta il numero di moli di una sostanza presente in un litro di soluzione.

Nel caso specifico, stiamo considerando il numero di moli di acido cloridrico (HCℓ) presenti in una soluzione.