Introduzione alla chimica

CHIMICA E BIOCHIMICA – 03/11/22 – FLORIS – 3 CFU

ATOMO = PARTE PIÙ PICCOLA DELLA MATERIA. ATOMI UGUALI = FORMANO GLI ELEMENTI. ATOMI DIVERSI = FORMANO I COMPOSTI. LA MATERIA SI SUDDIVIDE IN SOSTANZE PURE (RAPPORTO COSTANTE) E MISCELE (RAPPORTO NON COSTANTE). LE SOSTANZE PURE SI DIVIDONO IN ELEMENTI (STESSO TIPO DI ATOMI) SI INDICANO CON UN SIMBOLO E IN COMPOSTI CHE SI DESCRIVONO CON UNA FORMULA CHIMICA, CHE RAPPRESENTA I VARI ELEMENTI PRESENTI E IL LORO RAPPORTO. LE MISCELE SI DIVIDONO IN OMOGENEE (NON SI DISTINGUONO I COMPONENTI – ES. SALE NELL'ACQUA) E IN ETEROGENEE (SI DISTINGUONO I COMPONENTI). ATOMO: LA NUBE ELETTRONICA CONTIENE L'ELETTRONE (CARICA NEGATIVA). IL NUCLEO SI TROVA AL CENTRO ED È FORMATO DA PROTONI (CARICA POSITIVA) E NEUTRONI (NO CARICA). FAI RIFERIMENTO ALLA TAVOLA PERIODICA, PUÒ SERVIRE. 12 C 12 = NUMERO DI MASSA A (protoni + neutroni) 6 C = SIMBOLO (numero neutroni) 6 = NUMERO ATOMICO Z (numero

protoni ^{(ATOMO NEUTRO = N° UGUALE DI PROTONI E ELETTRONI)}. ISOTOPI ^{(N° UGUALE DI PROTONI MA DIVERSO DI ELETTRONI)}. PROTONI = MASSA 1uma (unità di massa atomica), CARICA ELETTRICA +. NEUTRONI = MASSA SIMILE AI PROTONI, CARICA 0. ELETTRONI = MASSA 2000 VOLTE PIU’ PICCOLA DEI PRECEDENTI, CARICA --. QUALI SONO GLI ELEMENTI PRESENTI NELL’ORGANISMO? MACROELEMENTI: FABBISOGNO NELL’ORDINE DEL GRAMMO O POCO MENO (Ca = Calcio). OLIGOELEMENTI: FABBISOGNO NELL’ORDINE DEI MILLI/MICROGRAMMI (Fe = Ferro). LE PROPRIETA’ FISICHE E CHIMICHE DEGLI ELEMENTI SONO UNA FUNZIONE PERIODICA DEL LORO NUMERO ATOMICO. PROPRIETA’ PERIODICHE DEGLI ELEMENTI = VARIANO IN MODO REGOLARE NELLA TAVOLA PERIODICA IN BASE ALLA VARIAZIONE DELLA CONFIGUARAZIONE ELETTRONICA. SONO 4: (Å) RAGGIO ATOMICO = META’ DELLA DISTANZA MINIMA DI AVVICINAMENTO TRA 2 ATOMI DELLO STESSO ELEMENTO. ESSO AUMENTA LUNGO UN GRUPPO (AUMENTA IL N° DI ORBITALI E IL LIVELLO ENERGETICO) E

DIMINUISCE LUNGO UN PERIODO. (kJ/mol)

ENERGIA DI IONIZZAZIONE = RIMUOVE UN ELETTRONE DA UN ATOMO ISOLATO, QUINDI L'ATOMO PERDE UN ELETTRONE PER DIVENTARE UNO IONE POSITIVO O CATIONE. ESSA AUMENTA LUNGO UN PERIODO E DIMINUISCE LUNGO UN GRUPPO.

PER COMPLETARE L'ORBITALE BISOGNA AVERE 8 ELETTRONI.

AFFINITÀ ELETTRONICA = CAPACITÀ DI UN ATOMO DI ACQUISIRE UN ELETTRONE PER DARE VITA A UNA UNIONE O IONE NEGATIVO. AUMENTA LUNGO UN PERIODO E DIMINUISCE LUNGO UN GRUPPO.

ELETTRONEGATIVITÀ = CAPACITÀ DI UN ELEMENTO DI ATTRARRE A SÉ GLI ELETTRONI DI UN LEGAME DA UN ALTRO ELEMENTO. AUMENTA LUNGO UN PERIODO E DIMINUISCE LUNGO UN GRUPPO.

LEGAMI CHIMICI: REGOLA DELL'OTTETO (LEWIS 1916) = ATOMO STABILE QUANDO HA 8 ELETTRONI NELLO STRATO DI VALENZA. GLI ELETTRONI DI VALENZA SONO DEL LIVELLO ENERGETICO ESTERNO. OGNI ATOMO RAGGIUNGE LA CONFIGURAZIONE ELETTRONICA ESTERNA DELL'OTTETO GRAZIE AI LEGAMI CHIMICI (FORZE ATTRATTIVE).

COME POSSIAMO SUDDIVIDERE I LEGAMI ?

FORTI E DEBOLI

FORTI = INTRAMOLECOLARI ( DENTRO UNA STESSA MOLECOLA ) , QUALI :

• IONICI : TRASFERIMENTO DI UN ELETTRONE TRA ATOMI CON LA DIFFERENZA DI ELETTRONEGATIVITA' >O = A 2. FORMANO UN CATIONE O UN ANIONE. SODIO CEDE ELETTRONE AL CLORO = SI COMPLETA L'ORBITALE
• COVALENTE : QUANDO 2 ATOMI METTONO IN COMUNE UNA O + COPPIE DI ELETTRONI ( CONDIVISI O DILEGAME ). IL LEGAME FORMA LE MOLECOLE. PUO' ESSERE : PURO/OMOPOLARE ( ATOMI UGUALI E ELETTRONI CONDIVISI EQUAMENTE ), POLARE/ETEROPOLARE ( ATOMI DIVERSI E ELETTRONI CONDIVISI IN MODO DIVERSO) VERSO L'ATOMO PIU' ELETTRONEGATIVO, SI FORMA UN DIPOLO ( SEPARAZIONE DI CARICHE) E DATIVO/COORDINATIVO( ELETTRONI FORNITI DALLO STESSO ATOMO, CHE DIVENTA DONATORE VERSO UN ALTRO ATOMO ACCETTORE ). DIFFERENZA DI ELETTRONEGATIVITA' < A 2. ABBIAMO LE MOLECOLE POLARI ( ATOMI CON DIVERSA ELETTRONEGATIVITA') E APOLARI ( ATOMI UGUALI UNITI DA LEGAMI COVALENTI ).

IDROGENO : AVVIENE TRA MOLECOLE CHE HANNO ATOMI DI

O (N o F) LEGATI COVALENTEMENTE A UN H. ESSI SONO I PIU' ELETTRONEGATIVI, ATTRAGGONO FORTEMENTE ELETTRONI DEL LEGAME COVALENTE. H RISENTE DELL'ATTRAZIONE DA PARTE DI ATOMI COSI' ELETTRONEGATIVI.

COSA SUCCEDE NELLA MOLECOLA D'ACQUA?

NELL'ACQUA (H₂O) L'ATOMO DI IDROGENO SI LEGA ALL'ATOMO DI OSSIGENO DI UNA MOLECOLA VICINA, FACENDO DA PONTE TRA DUE ATOMI DI OSSIGENO. OGNI MOLECOLA DI ACQUA E' LEGATA CON LEGAMI A IDROGENO A 4 MOLECOLE DI ACQUA CHE HANNO UNA DISPOSIZIONE TETRAEDRICA.