Atomi, Molecole e Ioni Lezione 2

2017

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Teoria Atomica 1. Gli elementi sono composti da particelle estremamente

piccole, gli atomi.

2.  Tutti gli atomi di un certo elemento sono identici. Hanno la stessa dimensione, massa e proprietà chimiche. Gli atomi di un elemento differiscono da quelli degli altri elementi (diverso mumero di protoni)

3.  I composti sono costituiti da atomi di differenti elementi. Gli atomi che li costituiscono sono sempre presenti in un rapporto numerico definito.

4.  Una reazione chimica comporta una differente associazione/combinazione di atomi, non la loro creazione o distruzione.

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Teoria Atomica di Dalton

Legge delle proporzioni multiple

Monossido di carbonio

Anidride carbonica

4

8 X2Y 16 X 8 Y +

Legge di Conservazione della Massa

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J.J. Thomson, misura il rapporto massa/carica dell’elettrone e- (1906 Premio Nobel per la Fisica)

Tubo a Raggi Catodici

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Tubo a Raggi Catodici

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Carica dell’elettrone e- = -1.60 x 10-19 C

Rapporto carica/massa dell’elettrone = -1.76 x 108 C/g

Massa dell’elettrone = 9.10 x 10-28 g

Misura la massa di e- 1923 Premio Nobel per la Fisica

Esperimento di Millikan

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Radioattività I nuclei di molti elementi che si trovano in natura decadono spontaneamente emettendo particelle alfa, beta o raggi gamma

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1.  La carica positiva è concentrata nel nucleo 2.  I protoni (p) hanno carica opposta (+) a quella degli elettroni (-) 3.  La massa di p è 1840 volte la massa di un e- (1.67 x 10-24 g)

α  velocità particelle ~ 1.4 x 107 m/s (~5% velocità della luce )

(1908 Premio Nobel per la Chimica)

Esperimento di Rutherford

Conclusioni

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raggio atomico ~ 100 pm = 1 x 10-10 m

raggio nucleare ~ 5 x 10-3 pm = 5 x 10-15 m

Modello dell’atomo di Rutherford

Tutta la massa di un atomo è concentrata nel suo centro occupando un volume molto piccolo

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Chadwick’s Experiment (1932) (1935 Noble Prize in Physics)

H atoms - 1 p; He atoms - 2 p

mass He/mass H should = 2

measured mass He/mass H = 4

α + 9Be 1n + 12C + energy

neutron (n) is neutral (charge = 0)

n mass ~ p mass = 1.67 x 10-24 g

Pagina vuota

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massa p ≈ massa n ≈ 1840 x massa e-

Proprietà delle particelle subatomiche

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Numero Atomico (Z) = numero di protoni nel nucleo (definisce l’elemento)

Numero di Massa (A) = numero di protoni + numero di neutroni = numero atomico (Z) + numero di neutroni

Isotopi sono atomi di uno stesso elemento (X) aventi un differente numero di neutroni nei loro nuclei

X A Z

H 1 1 H (D) 2

1 H (T) 3 1

U 235 92 U 238

92

Numero di Massa Numero Atomico Simbolo dell’elemento

Numero Atomico, Numero di Massa e Isotopi

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Gli Isotopi dell’ Idrogeno

Idrogeno deuterio trizio

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6 protoni, 8 neutroni, 6 elettroni

6 protoni, 5 neutroni, 6 elettroni

Quanti protoni, neutroni, ed elettroni ci sono nel C 14

6 ?

Quanti protoni, neutroni, ed elettroni ci sono nel C 11

6 ?

(14 - 6)

(11 - 6)

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La Tavola Periodica

Periodo G

ruppo

Metalli alcalini

Gas nobili

Alogeni

Metalli alcalino terrosi

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Abbondanza naturale degli elementi chimici Nella crosta terrestre

Nel corpo umano

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Una molecola è un aggregato di due o più atomi uniti fra loro da legami chimici

H2 H2O NH3 CH4

Una molecola biatomica è costituita da due atomi

H2, N2, O2, Br2, HCl, CO

Una molecola poliatomica è costituita da più di due atomi O3, H2O, NH3, CH4

diatomic elements

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Uno ione è un atomo, o un gruppo di atomi, che possiede una carica netta positiva, o negativa.

Quando un atomo neutro perde uno o più elettroni diventa un catione.

Quando un atomo neutro acquista uno o più elettroni diventa un anione.

Na 11 protoni 11 elettroni Na+ 11 protoni

10 elettroni

Cl 17 protoni 17 elettroni Cl-

17 protoni 18 elettroni

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Uno ione monoatomico contiene solo un atomo

Uno ione poliatomico contiene più di un atomo

Na+, Cl-, Ca2+, O2-, Al3+, N3-

OH-, CN-, NH4+, NO3

-

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Gli Ioni più comuni e loro posizione nella Tavola Periodica

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13 protoni, 10 elettroni

34 protoni, 36 elettroni

Quanti protoni ed elettroni sono presenti Al 27 13

3+

Quanti protoni ed elettroni sono presenti Se 78 34

2-

(13 – 3)

(34 + 2)

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Formule e Rappresentazione delle Molecole

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La formula molecolare indica il numero dei differenti atomi presenti in una molecola

La formula empirica è la più semplice formula chimica che si può scrivere per un composto

H2O H2O molecolare empirica

C6H12O6 CH2O

O3 O N2H4 NH2

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I composti ionici sono formati da cationi ed anioni •  La formula è la medesima della formula empirica

•  La somma delle cariche dovute ai cationi è pari a quella dovuta agli anioni

Il composto ionico NaCl

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The most reactive metals (green) and the most reactive nonmetals (blue) combine to form ionic compounds.

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Formula dei Composti Ionici

Al2O3 2 x +3 = +6 3 x -2 = -6

Al3+ O2-

CaBr2 1 x +2 = +2 2 x -1 = -2

Ca2+ Br-

Na2CO3

1 x +2 = +2 1 x -2 = -2

Na+ CO32-

bilanciamento delle cariche

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Un acido può definirsi come una sostanza che libera ioni (H+) quando viene disciolta in acqua.

Per esempio: HCl gas e HCl in acqua Fase gassosa

In acqua, (H3O+ e Cl−)

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Un ossiacido è un acido che contiene idrogeno, ossigeno e un non-metallo

HNO3 Acido nitrico

H2CO3 Acido carbonico

H3PO4 Acido fosforico

31 31

Gli Idrati sono composti che contengono un certo numero di molecole d’acqua.

BaCl2•2H2O

LiCl•H2O

MgSO4•7H2O

Sr(NO3)2 •4H2O

Cloruro di bario diidrato

Cloruro di litio monoidrato

Solfato di magnesio eptaidrato

Nitrato di stronzio tetraidrato

CuSO4•5H2O CuSO4

Mappa  dei  compos,  inorganici