ATOMO = indivisibile

A + TOMO

senza sezione, taglio, fetta

anormale tomo (volume, parte )

amorale tomografia (TAC)

apatico dicotomo (diviso in due parti)

atipico un bel tomo

Tavola delle affinit 1718

Etienne-Franois Geoffroy (1672-1731)

Prima edizione francese 1789

Lavoisier (1785) :

nel corso di una

reazione chimica la

materia non si crea

e non si distrugge.

Senza la bilancia di precisione non si sarebbe potuto stabilire la

legge

LA MISURA IN CHIMICA

Nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si

trasforma

Elemento Chimico

1785 Lavoisier (17431794:ghigliottinato: La Repubblica non

ha bisogno di geni)

gli elementi chimici sono sostanze non ulteriormente scomponibili dalle reazioni chimiche

E una definizione operativa!

qualsiasi campione di uno stesso elemento puro identico nella sua costituzione

1799-1807 J.L. Proust (1754-1826)

dimostr sperimentalmente:

un composto caratterizzato dall'avere rapporti

definiti e costanti tra gli elementi componenti

Legge delle proporzioni definite

Questo rapporto tra le masse di ferro e zolfo sempre

lo stesso, indipendentemente dal metodo usato per la

sintesi

John Dalton (1766-1844)1803

confronta le analisi di pi composti dello stesso

elemento e riconosce che pu entrare in

combinazione con rapporti differenti

ma sempre esprimibili con numeri interi (legge

delle proporzioni multiple)

7 g di azoto (N) si combinano con l'ossigeno (O) nei seguenti modi:

4 g di ossigeno 11 g di ossido nitroso (N2O) 4:7 1 2:1

8 g di ossigeno 15 g di ossido nitrico (NO) 8:7 2 2:2

12 g di ossigeno 19 g di triossido di diazoto (N2O3) 12:7 3 3:2

16 g di ossigeno 23 g di biossido di azoto (NO2) 16:7 4 4:2

20 g di ossigeno 27 g di anidride nitrica (N2O5) 20:7 5 5:2

Da questi rapporti derivano i coefficienti delle attuali formule chimiche

1808 Daltonper spiegare la legge delle

proporzioni multiple costruisce

una ipotesi atomica:

1) ogni elemento consiste di atomi

il cui peso invariabile ed

caratteristico dell'elemento.

Esistono un numero limitato di

tipi di atomi, uno per ogni

elemento

2) i composti chimici si formano

per unione di atomi di elementi

diversi secondo rapporti

numerici semplici.

Evoluzione delle formule chimiche

1808 ~1850 - ~1920

legge delle combinazioni in

volume

in una reazione chimica,i volumi dei gas reagenti

sono tra loro in rapporto

semplice

il volume del prodotto anch'esso in rapporto

semplice con la somma

dei volumi dei primi.

1808 - Gay-Lussac (1778-1850)

la legge delle proporzioni multiple di

Dalton

e

la legge delle proporzioni in volume di Gay-

Lussac

davano risultati discordi

Si confondevano gli atomi con le molecole

1811 : Avogadro (1776-1856)

rielabora le misure di Dalton, Gay-Lussac

Conclude che le masse delle particelle pi piccole sono proporzionali alla densit gassosa e afferma:

1) volumi uguali di gas diversi, nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, contengono un ugual numero di particelle (molecole)

2) le molecole dei gas semplici sono formate da pi "molecole elementari" (gli atomi di oggi).

una piramide formata da un

numero di Avogadro

602 214 129 000 000 000 000 000

di palline da ping pong avrebbe

una base di circa 4872 km un'altezza di circa 3445 km, 770 volte quella

del Cervino, o circa meta' del raggio terrestre

sul lato di base ci sarebbero circa 122 milioni di palline

Cratere Avogadro

1816 William Prout (1785-1850)

riconosce che i pesi atomici degli elementi

stanno in un rapporto semplice con quello

dell'idrogeno (forzando un po i numeri).

Alla fine arriva ad ipotizzare che tutti gli atomi

siano costituiti da idrogeno

( = sostanza prima)

A met 800 cera una

grande confusione sui

pesi atomici dovuta alla

non chiara distinzione tra

atomi e molecole

Molti pensavano che

lipotesi atomica andasse

abbandonata

Johann Samuel Traugott Gehler's physikalisches Wrterbuch 1840

I pesi atomici nel tempoDalton Berzelius Valori attuali

Anno

1803

Anno

1808

Anno

1818

Anno

1826 (IUPAC 1995)

Idrogeno 1 1 1 1 1,00794(7)

Ossigeno 5,5 7 16,0 16 15,9994(3)

Azoto 4,2 5 14,18 14,00674(7)

Carbonio 4,3 5 12,12 12,24 12,0107(8)

Fosforo 7,2 9 31,4 30,97376(2)

Zolfo 32,3 32,21 32,066(6)

Ferro 109,1 54,4 55,845(2)

Rame 129 63,4 63,546(3)

Argento 433,7 216,6 107,8682(2)

Mercurio 406 202,8 200,59(2)

Sodio 93,5 46,6 22,989770(2)

Potassio 157,6 78,5 39,0983(1)

Acqua 6,5 8

Ammoniaca 5,2 6

Congresso di Karlsruhe 1860prima conferenza mondiale di chimica

proposta da Kekul

Mette ordine su pesi atomici,

nomenclatura e notazione

Si stabiliscono i pesi atomici:

Idrogeno 1 Carbonio 12 Ossigeno 16

Quindi la molecola di ossigeno biatomica!

Importante lintervento di Stanislao Cannizzaro

1858 Stanislao Cannizzaro

(1826-1910)

propone una teoria unificata che comprende la

teoria atomica di Dalton e quella molecolare di

Avogadro, tentando di mettere ordine nella

definizione dei pesi atomici

Diventa chiara la distinzione tra atomi e

molecole

Cannizzaro sottolinea che la propriet principale di un atomo la sua massa

si comincia a ordinare gli elementi in funzione del peso atomico

occorrono pesi atomici accurati

La legge di Avogadro la chiave per ricavare i pesi atomici

Permette formule brute corrette

Regola di Cannizzaro

"le varie quantit in peso di uno stesso

elemento, contenute nelle molecole di sostanze

diverse, sono tutte multipli interi di una stessa

quantit, la quale deve ritenersi il peso atomico

dell'elemento".

diverse formule

dellacido acetico

C2H4O2

al tempo del

congresso di

Karlsruhe, 1860

1862 A. E. Bguyer

de Chancourtois

(1820-1886)

pone gli elementi in ordine dei

nuovi pesi atomici (proposti da

Cannizzaro)

li dispone in una spirale avvolta su

una superficie cilindrica con una

circonferenza corrispondente a 16

unit. Insiemi di elementi simili

sono sulla stessa linea.

1864 Alexander Newlands (1838 1898)

Ordinando gli elementi per peso atomico nota delle

ripetizioni di propriet

propone la legge delle ottave

.

Lothar Meyer (1830-1895)

I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX.

B=11,0 Al=27,3 -- ?In=113,4 Tl=202.7

-- -- --

C=11,97 Si=28 -- Sn=117,8 Pb=206,4

Ti=48 Zr=89,7 --

N=14,01 P=30,9 As=74,9 Sb=122,1 Bi=207,5

V=51,2 Nb=93,7 Ta=182,2

O=15,96 S=31,98 Se=78 Te=128? --

Cr=52,4 Mo=95,6 W=183,5

-- F=19,1 Cl=35,38 Br=79,75 J=126,5 --

Mn=54,8 Ru=103,5 Os=198,6 ?

Fe=55,9 Rh=104,1 Ir=196,7

Co=Ni=58,6 Pd=106,2 Pt=196,7

Li=7,01 Na=22,99 K=39,04 Rb=85,2 Cs=132,7 --

Cu=63,3 Ag=107,66 Au=196,2

?Be=9.3 Mg=23,9 Ca=39,9 Sr=87,0 Ba=136,8 --

Zn=64,9 Cd=111,6 Hg=199,8

Tavola Periodica di Lothar Meyer 1870

Mendeleev (1834-1907)

Raggruppa gli elementi sia

In ordine di peso atomico

che

Per propriet simili

La difficolt maggiore era che si conoscevano

pochi elementi

Mendeleev 1869

Mendeleevparagona tutti i dati disponibili

densit volume atomico (rapporto tra peso atomico e

densit)

punto di fusione e di ebollizione aspetto e colore comportamento chimico, come la capacit, o

meno, di formare certi composti: cloruri e solfuri

rapporti di combinazione rispetto all'idrogeno ed all'ossigeno, cio la valenza

Tavola periodica di Mendeleev (anno 1869)Ti=50 Zr=90 ? =180

V=51 Nb=94 Ta= 182

Cr=52 Mo=96 W=186

Mn=55 Rh=104,4 Pt=197,4

Fe=56 Ru=104,4 Ir=198

Ni=Co=59 Pd=106,6 Os=199

H=1 Cu=63,4 Ag=108 Hg=200

Be=9,4 Mg=24 Zn=65,2 Cd=112

B=11 Al=27,4 ? =68 Ur=116 Au=197 ?

C=12 Si=28 ? =70 Sn=118

N=14 P=31 As=75 Sb=122 Bi=210 ?

O=16 S=32 Se=79,4 Te=128?

F=19 Cl=35,5 Br=80 J=127

Li=7 Na=23 K=39 Rb=85,4 Cs=133 Tl=204

Ca=40 Sr=87,6 Ba=137 Pb=207

? =45 Ce=92

? Er=56 La=94

? Yt=60 Di=95

? In=75,6 Th=118?

Mendeleev

il sistema periodico di Mendeleev prevede

dei fatti nuovi e non si limita ad organizzare le

conoscenze ma

pretende di dire qualcosa sull'effettiva

struttura della materia

vengono scoperti tre degli elementi di cui Mendeleev aveva

previsto l'esistenza e le propriet:

1877 Gallio che coincide con l'elemento di peso atomico 68

nel gruppo III B

1880 Scandio, gruppo III A

1886 Germanio, gruppo IV B

2a versione della tavola periodica di Mendeleev (anno 1872)

Previsioni di Mendeleev per il Germanio

eka-silicio Germanio

Peso atomico 72 72,61(2)

Aspetto Metallo grigio Metallo grigio

Punto di

fusione

Alto 985 C

Densit 4,7 4,7

Solfuro EsS2,

solubile in

ammoniaca

GeS2,

solubile in

ammoniaca

Cloruro EsCl4 GeCl4

Appunti

autografi di

Mendeleev

Cratere Mendeleev

Il Gruppo dei gas nobili

1894 Raileigh e Ramsay isolano lArgon

1895 Ramsay isola l'Elio

dalla legge periodica nasce l'esigenza di cercare gli

altri gas nobili che completano il gruppo:

Neon, Kripton, Xenon vengono separati da Ramsey

1898

il Radon, verr nel 1900.

non formano composti, viene assegnata valenza 0

Mendeleev propone un apposito gruppo

1908-9 J. Perrin

ricava il numero di Avogadro mentre

verifica sperimentalmente la teoria di

Einstein sul moto browniano:

dimostra l'esistenza fisicadegli atomi e delle molecole

Lipotesi atomica non pi unipotesi !

Misure del numero di Avogadro

ricavato con metodi differenti (Perrin)

Valore attuale:

60,2214129 1022

(2010 CODATA)

1911 van der Broek - 1913 Moseley

suggeriscono che l'ordine in cui gli elementi compaiono

nella tavola periodica corrisponda alla

carica del nucleo e quindi al numero di elettroni

(numero atomico).

La serie degli elementi in ordine di numero

atomico rende conto delle inversioni, in ordine

di peso atomico, compiute da Mendeleev

tenendo conto di tutti fattori, e non

solo il peso, Mendeleev riuscito

scoprire una propriet che non ha mai

conosciuto!

Lordine nella tavola periodica una

propriet fisica (numero atomico)

Ovvero: numero di elettroni

= carica del nucleo

La scoperta della costituzione del nucleo

:

Protoni (anno 1920) + Neutroni (anno 1932)

di massa quasi uguale: 1,00727 e 1,00866

Verifica lipotesi di Prout (1816) che i pesi atomici

siano tutti multipli interi del peso del Idrogeno

numero di protoni + numero neutroni

= numero di massa

Atomo = indivisibile ?

indivisibili solo in quanto alla nostra percezione comportansi, talmente da non essere pi capaci di ulteriore divisione;

un atomo consisterebbe in un gruppo di molte particelle assai minori le quali trovansi collegate in un tutto merc una o pi forze assai maggiori di tutte le forze terrestri ai nostri ordini onde ottenere una divisione ulteriore di quella

Justus Liebig, Lettere Chimiche,1845

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