La CHIMICA è la scienza che si occupa di descrivere la materia e le sue leggi.
Nasce nel XIX secolo con la teoria atomica di Dalton.
Le prime nozioni
Materia
Ciò che possiede: Volume, Massa, Energia.
ATOMI
Tutti gli atomi sono formati da particelle subatomiche:
- protone (carica positiva)
- neutrone: non possiede carica elettrica e stessa massa del protone.
- elettrone (carica negativa)
Gli atomi sono costituiti da:
nucleo (una massiccia parte centrale positiva, di protoni e neutroni)
nuvola di elettroni (orbitano attorno al nucleo).
Normalmente un atomo possiede tanti elettroni quanti protoni, per cui, risulta neutro.
Gli atomi si legano tra loro a formare i diversi composti chimici
ELEMENTI E COMPOSTI
Gli atomi hanno un numero di protoni che va da 1 a 92 che corrispondono a diversi elementi (le sostanze materiali più semplici o elementari che legandosi formano i composti).
Il numero atomico (Z): viene posto in basso a sinistra del simbolo dell'elemento e indica il numero di protoni nel nucleo.
il numero di massa (A): viene posto in alto a sinistra del simbolo dell’elemento e indica il numero di protoni (Z) e di neutroni (N) contenuti nel nucleo.
ISOTOPI
Elementi che hanno lo stesso numero atomico, ma diverso numero di massa.
Alcuni isotopi sono instabili, sono cioè soggetti a decadimento radioattivo (radioisotopi). Il decadimento radioattivo comporta l'emissione di particelle energetiche con trasformazione degli isotopi instabili in isotopi di elementi diversi.
LA TABELLA PERIODICA
I 92 tipi di atomi o elementi sono stati ordinati in una tabella in ordine di numero atomico crescente, dal più leggero, l'Idrogeno, al più pesante, l'Uranio.
Spostandosi lungo una linea orizzontale (periodo) il numero atomico cresce di una unità per volta e le proprietà chimiche variano con continuità.
Scendendo lungo una colonna (gruppo) il numero atomico cresce di parecchie unità per volta, ma le proprietà chimiche rimangono praticamente costanti.
LIVELLI ENERGETICI ED ORBITALI
Gli elettroni orbitano intorno al nucleo su 4 tipi di orbitali di forma diversa, indicati con le lettere s, p, d, f. Ogni orbitale può contenere al massimo due elettroni.
Gli elettroni possono sistemarsi solo a certe distanze dal nucleo, formando così una sorta di strati o gusci elettronici, a ciascuno dei quali compete una certa energia caratteristica, detta livello energetico.
Nel primo livello energetico, quello più vicino al nucleo, possono essere ospitati non più di 2 elettroni (vi è solo un orbitale s)
Nel secondo livello energetico altri 2 elettroni come in precedenza più altri 6. Si tratta in realtà di due sottolivelli il primo con 2 elettroni (1 orbitale s) ed il secondo con 6 elettroni (3 orbitali p) per un totale di 8 elettroni.
Nel terzo livello 2 + 6 + 10 elettroni (3 sottolivelli: 1 orbitale s + 3 orbitali p + 5 orbitali d) per un totale di 18 elettroni.
Nel quarto livello 2 + 6 + 10 + 14 elettroni (4 sottolivelli: 1 orbitale s + 3 orbitali p + 5 orbitali d + 7 orbitali f) per un totale di 32 elettroni.
I livelli successivi presentano al massimo 4 sottolivelli.
Gli atomi utilizzano gli elettroni del loro livello energetico più esterno (elettroni superficiali o elettroni di valenza) per interagire tra loro. Atomi di elementi diversi che presentino la medesima configurazione elettronica superficiale (il medesimo numero di elettroni sul loro ultimo livello) manifestano quindi caratteristiche chimiche simili.
SIMBOLOGIA CHIMICA
Ogni elemento chimico viene convenzionalmente indicato con un simbolo chimico di una o due lettere, di cui la prima maiuscola.
Quando due o più atomi si uniscono si parla di molecola. Se una molecola è formata da atomi dello stesso elemento si parla di sostanza semplice o elementare.
L'indice posto in basso a destra indica il numero di atomi legati a formare una molecola. Quando non è presente è sottinteso l'indice 1.
Se una molecola è formata da atomi di elementi diversi si parla di composto.
Le formule chimiche brute o grezze ci informano solo sul numero di atomi di ciascun elemento che entrano a far parte di una sostanza. Invece per descrivere il modo in cui gli atomi si legano tra loro si utilizzano delle barrette per evidenziare il legame chimico tra gli atomi (formule di struttura).
Quando si scrive una reazione chimica le sostanze che reagiscono (reagenti) vengono separate dalle sostanze che si formano (prodotti di reazione) dal segno di reazione (→).
Sia i reagenti che i prodotti di reazione sono preceduti da un numero, detto coefficiente stechiometrico, che indica il numero di molecole che partecipa alla reazione. Il coefficiente 1 è sottinteso.
2H2 + O2 → 2H2O
Due molecole di idrogeno (biatomico) reagiscono con una molecola di ossigeno (biatomico) per dare due molecole di acqua. Una reazione in cui compaiano i corretti coefficienti stechiometrici si dice “bilanciata”.
Durante la reazione non si possono creare e non possono sparire atomi.
IL PESO (MASSA) DEGLI ATOMI E DELLE MOLECOLE
Il dalton o unità di massa atomica (uma o u) viene definito come 1/12 (un dodicesimo) della massa del C-12 ed è pari a 1,6605.10-24 g.
Si definisce peso atomico (o molecolare) relativo il rapporto tra la massa di un atomo (o di una molecola) e 1/12 della massa del Carbonio-12. Unità di misura: Il dalton o unità di massa atomica (uma o u).
I pesi atomici relativi sono tabulati nella tabella periodica.
Un’altra unità di misura, usata per esprimere quantità macroscopiche di materia, è la mole.
1 mole di una sostanza è pari al suo peso relativo espresso in grammi.
Così una mole di ossigeno gassoso O2 è pari a 32 g di ossigeno (il peso relativo è 16 + 16 = 32 u).
Una mole di una qualsiasi sostanza ha la proprietà notevole di contenere sempre lo stesso numero di particelle, detto numero di Avogadro, pari a 6,022.1023.
Il vantaggio sta nel fatto che ora possiamo misurare e far reagire quantità macroscopiche e facilmente misurabili di materia (4 g di idrogeno e 32 g di ossigeno).
STATI DI AGGREGAZIONE
Gli stati della materia dipendono da pressione e temperatura
Solido
passaggi di stato:
- fusione: solido - liquido
- sublimazione: solido - gassoso
Liquido
passaggi di stato:
- evaporazione: liquido - gassoso
- solidificazione: liquido - solido
Gassoso
(Legge di stato dei gas perfetti: PV=nRT) passaggi di stato:
- condensazione: gassoso - liquido
- brinamento: gassoso - solido
COMPOSTI INORGANICI
non includono carbonio (tranne alcuni casi es: CO2) ma necessari alla vita (es. H2O)
COMPOSTI ORGANICI
includono la quasi totalità dei composti del carbonio. (Chimica del carbonio)
Nasce nel XIX secolo con la teoria atomica di Dalton.
Le prime nozioni
Materia
Ciò che possiede: Volume, Massa, Energia.
ATOMI
Tutti gli atomi sono formati da particelle subatomiche:
- protone (carica positiva)
- neutrone: non possiede carica elettrica e stessa massa del protone.
- elettrone (carica negativa)
Gli atomi sono costituiti da:
nucleo (una massiccia parte centrale positiva, di protoni e neutroni)
nuvola di elettroni (orbitano attorno al nucleo).
Normalmente un atomo possiede tanti elettroni quanti protoni, per cui, risulta neutro.
Gli atomi si legano tra loro a formare i diversi composti chimici
ELEMENTI E COMPOSTI
Gli atomi hanno un numero di protoni che va da 1 a 92 che corrispondono a diversi elementi (le sostanze materiali più semplici o elementari che legandosi formano i composti).
Il numero atomico (Z): viene posto in basso a sinistra del simbolo dell'elemento e indica il numero di protoni nel nucleo.
il numero di massa (A): viene posto in alto a sinistra del simbolo dell’elemento e indica il numero di protoni (Z) e di neutroni (N) contenuti nel nucleo.
ISOTOPI
Elementi che hanno lo stesso numero atomico, ma diverso numero di massa.
Alcuni isotopi sono instabili, sono cioè soggetti a decadimento radioattivo (radioisotopi). Il decadimento radioattivo comporta l'emissione di particelle energetiche con trasformazione degli isotopi instabili in isotopi di elementi diversi.
LA TABELLA PERIODICA
I 92 tipi di atomi o elementi sono stati ordinati in una tabella in ordine di numero atomico crescente, dal più leggero, l'Idrogeno, al più pesante, l'Uranio.
Spostandosi lungo una linea orizzontale (periodo) il numero atomico cresce di una unità per volta e le proprietà chimiche variano con continuità.
Scendendo lungo una colonna (gruppo) il numero atomico cresce di parecchie unità per volta, ma le proprietà chimiche rimangono praticamente costanti.
LIVELLI ENERGETICI ED ORBITALI
Gli elettroni orbitano intorno al nucleo su 4 tipi di orbitali di forma diversa, indicati con le lettere s, p, d, f. Ogni orbitale può contenere al massimo due elettroni.
Gli elettroni possono sistemarsi solo a certe distanze dal nucleo, formando così una sorta di strati o gusci elettronici, a ciascuno dei quali compete una certa energia caratteristica, detta livello energetico.
Nel primo livello energetico, quello più vicino al nucleo, possono essere ospitati non più di 2 elettroni (vi è solo un orbitale s)
Nel secondo livello energetico altri 2 elettroni come in precedenza più altri 6. Si tratta in realtà di due sottolivelli il primo con 2 elettroni (1 orbitale s) ed il secondo con 6 elettroni (3 orbitali p) per un totale di 8 elettroni.
Nel terzo livello 2 + 6 + 10 elettroni (3 sottolivelli: 1 orbitale s + 3 orbitali p + 5 orbitali d) per un totale di 18 elettroni.
Nel quarto livello 2 + 6 + 10 + 14 elettroni (4 sottolivelli: 1 orbitale s + 3 orbitali p + 5 orbitali d + 7 orbitali f) per un totale di 32 elettroni.
I livelli successivi presentano al massimo 4 sottolivelli.
Gli atomi utilizzano gli elettroni del loro livello energetico più esterno (elettroni superficiali o elettroni di valenza) per interagire tra loro. Atomi di elementi diversi che presentino la medesima configurazione elettronica superficiale (il medesimo numero di elettroni sul loro ultimo livello) manifestano quindi caratteristiche chimiche simili.
SIMBOLOGIA CHIMICA
Ogni elemento chimico viene convenzionalmente indicato con un simbolo chimico di una o due lettere, di cui la prima maiuscola.
Quando due o più atomi si uniscono si parla di molecola. Se una molecola è formata da atomi dello stesso elemento si parla di sostanza semplice o elementare.
L'indice posto in basso a destra indica il numero di atomi legati a formare una molecola. Quando non è presente è sottinteso l'indice 1.
Se una molecola è formata da atomi di elementi diversi si parla di composto.
Le formule chimiche brute o grezze ci informano solo sul numero di atomi di ciascun elemento che entrano a far parte di una sostanza. Invece per descrivere il modo in cui gli atomi si legano tra loro si utilizzano delle barrette per evidenziare il legame chimico tra gli atomi (formule di struttura).
Quando si scrive una reazione chimica le sostanze che reagiscono (reagenti) vengono separate dalle sostanze che si formano (prodotti di reazione) dal segno di reazione (→).
Sia i reagenti che i prodotti di reazione sono preceduti da un numero, detto coefficiente stechiometrico, che indica il numero di molecole che partecipa alla reazione. Il coefficiente 1 è sottinteso.
2H2 + O2 → 2H2O
Due molecole di idrogeno (biatomico) reagiscono con una molecola di ossigeno (biatomico) per dare due molecole di acqua. Una reazione in cui compaiano i corretti coefficienti stechiometrici si dice “bilanciata”.
Durante la reazione non si possono creare e non possono sparire atomi.
IL PESO (MASSA) DEGLI ATOMI E DELLE MOLECOLE
Il dalton o unità di massa atomica (uma o u) viene definito come 1/12 (un dodicesimo) della massa del C-12 ed è pari a 1,6605.10-24 g.
Si definisce peso atomico (o molecolare) relativo il rapporto tra la massa di un atomo (o di una molecola) e 1/12 della massa del Carbonio-12. Unità di misura: Il dalton o unità di massa atomica (uma o u).
I pesi atomici relativi sono tabulati nella tabella periodica.
Un’altra unità di misura, usata per esprimere quantità macroscopiche di materia, è la mole.
1 mole di una sostanza è pari al suo peso relativo espresso in grammi.
Così una mole di ossigeno gassoso O2 è pari a 32 g di ossigeno (il peso relativo è 16 + 16 = 32 u).
Una mole di una qualsiasi sostanza ha la proprietà notevole di contenere sempre lo stesso numero di particelle, detto numero di Avogadro, pari a 6,022.1023.
Il vantaggio sta nel fatto che ora possiamo misurare e far reagire quantità macroscopiche e facilmente misurabili di materia (4 g di idrogeno e 32 g di ossigeno).
STATI DI AGGREGAZIONE
Gli stati della materia dipendono da pressione e temperatura
Solido
passaggi di stato:
- fusione: solido - liquido
- sublimazione: solido - gassoso
Liquido
passaggi di stato:
- evaporazione: liquido - gassoso
- solidificazione: liquido - solido
Gassoso
(Legge di stato dei gas perfetti: PV=nRT) passaggi di stato:
- condensazione: gassoso - liquido
- brinamento: gassoso - solido
COMPOSTI INORGANICI
non includono carbonio (tranne alcuni casi es: CO2) ma necessari alla vita (es. H2O)
COMPOSTI ORGANICI
includono la quasi totalità dei composti del carbonio. (Chimica del carbonio)
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1 commento:
Mi ha aiutata tantissimo, semplice ma completo_
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