CORSO DI CHIMICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA Anno accademico 2008/2009 Canale B Aula B – Istituti...
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CORSO DI CHIMICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
Anno accademico 2008/2009
Canale B
Aula B – Istituti Biologici
PROGRAMMA Nozioni fondamentali di Chimica Generale
7 h Pre-corsofinalizzato a sanare eventuali debiti formativi
Argomenti:Struttura dell’atomoLegame chimicoMolecole inorganicheMassa atomica e massa molecolare relative
Struttura dell'atomo: Nucleo e orbitali atomici. Tavola periodica degli elementi.Utilizzazione della spettroscopia atomica di assorbimento e di emissione per identificare e quantificare elementi presenti nel sangue e nei tessuti biologiciIsotopi stabili e radioattivi; loro uso nella diagnostica e nella ricerca biomedica. Tempo di emivita degli isotopi radioattivi.Mole e Numero di AvogadroLegami chimici covalente e ionico. Elettronegatività degli elementi e polarità delle molecole.Ibridazione degli orbitali e geometria delle molecoleRisonanza e legami ad elettroni delocalizzatiLegami intermolecolariNomenclatura dei composti inorganici
EsercitazioneEsercitazione6 ottobre - ore 156 ottobre - ore 15
TEST TEST 13 ottobre – ore 1513 ottobre – ore 15
5 h Stati di aggregazioneSoluzioni acquoseProprietà colligative
Nota introduttiva sugli stati di aggregazione della materia; pressione interna e processo di condensazione dei gas reali, cambiamenti di stato.Proprietà dei liquidi e delle soluzioni. Unità di concentrazione delle soluzioni, pressione di vapore, tensione superficiale, viscosità, pressione osmotica.
EsercitazioneEsercitazione20 ottobre - ore 1520 ottobre - ore 15
TESTTEST27 ottobre – ore 1527 ottobre – ore 15
7 h Soluzioni elettroliticheAcidi e basiTamponiCalcolo e misura del pH di soluzioni acquose
Elettroliti ed equilibri chimici in soluzione. Acidi e basi. Calcolo del pH di soluzioni di acidi, di basi, di sali.Tamponi acido-base
EsercitazioniEsercitazioni3 novembre - ore 153 novembre - ore 15
10 novembre - ore 1510 novembre - ore 15
TESTTEST17 novembre - ore 1517 novembre - ore 15
2 h Cinetica chimica.Ossidoriduzioni.
Leggi della cinetica chimica e loro uso nel laboratorio biochimico-clinico. Processi di ossido-riduzione di interesse biomedico.
ESAME FINALEESAME FINALE
Chimica Organica
9 h Struttura, nomenclatura e proprietà chimiche degli idrocarburi alifatici, aliciclici ed aromatici.Stereoisomeria ottica
Struttura e nomenclatura di alcani, alcheni, alchini, cicloalcani, idrocarburi aromatici.Stereoisomeria conformazionale e configurazionale geometricaPrincipali reazioni delle differenti classi di idrocarburi : reazioni di sostituzione ed addizione. Stereoisomeria ottica: convenzione di Fischer e convenzione R/S.
EsercitazioniEsercitazioni24 novembre - ore 1524 novembre - ore 15
TESTTEST1 dicembre - ore 151 dicembre - ore 15
9 h Gruppi funzionali:Proprietà chimiche, Stereoisomeria ottica
Struttura e proprietà chimiche dei gruppi funzionali alcolico, tiolico e fenolico etereo e tioetereo amminico carbonilico carbossilico, estereo e ammidico
ESAME FINALEESAME FINALE
Propedeutica Biochimica
2 h Struttura e proprietà chimiche di composti di interesse biologico
Struttura, nomenclatura e proprietà chimiche di alcuni intermedi metabolici della glicolisi, del ciclo degli acidi tricarbossilici, della sintesi e degradazione di amminoacidi e lipidi, della ureogenesi.
ESAME ESAME FINALEFINALE
4 h Carboidrati Struttura chimica e nomenclatura dei carboidrati.Monosaccaridi: forma emiacetalica, mutarotazione, anomeri, epimeri.Prodotti di ossidazione e riduzione dei monosaccaridi.Principali tecniche analiticheGlicosidi e disaccaridi. Legame mono- e di-glicosidicoOligosaccaridi e polisaccaridi naturali
4 h Lipidi Acidi grassi e derivatiStruttura e nomenclatura di glicerolipidi, glicosfingolipidi e fosfosfingolipidi.Proprietà fisiche dei lipidi anfipatici.Reazioni di idrolisiPrincipali tecniche analitiche
4 h Amminoacidi e Proteine
Struttura chimica e nomenclatura degli amminoacidi.Dissociazione, capacità tamponante e punto isoelettrico degli amminoacidiReazioni caratteristiche e metodi di separazione cromatografica ed elettroforetica degli amminoacidi.Legame peptidico. Oligopeptidi e polipeptidi. Struttura primaria di una proteina, determinazione della sequenza amminoacidica.Ulteriori livelli di organizzazione strutturale delle molecole proteiche:a)strutture secondarie ad alfa-elica ed a foglietto beta pieghettatob)strutture terziaria e quaternariaMetodi di separazione cromatografica ed elettroforetica delle proteine
4 h Nucleosidi e nucleotidi, acidi nucleici
Struttura e proprietà chimiche degli eterocicli penta- ed esa-atomiciBasi puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi e deossinucleosidi. Nucleotidi e polinucleotidi
4 h Termodinamica delle reazioni.
Spontaneità delle reazioni chimiche e variazione delle funzioni termodinamiche entalpia, entropia ed energia libera.Processi reversibili e processi irreversibili.Termodinamica delle reazioni redox
Prove in itinerePer alcune parti del programma, lo Studente che lo desideri può sottoporsi alle verifiche in itinere (Test 1-4) previste durante il periodo di insegnamento. Per la preparazione alle verifiche in itinere gli Studenti saranno assistiti da Tutori, ogni lunedì pomeriggio, dalle ore 15 alle ore 17 (Aula Giuseppe Porcellati, Istituti Biologici, Via del Giochetto).
SpiegazioniIl Docente del corso sarà disponibile in aula B (o nel suo studio c/o l’Istituto di Biochimica, II piano, contiguo all’aula B) per spiegazioni e chiarimenti secondo il seguente orario: mercoledì ore 15-17, giovedì ore 15-17.
Esame finaleL’esame finale consiste in una prova scritta e una prova orale. Saranno sconsigliati di presentarsi all'esame orale gli Studenti che abbiano conseguito un voto inferiore a 15/30 nella prova scritta. Costituiscono materia di esame (scritto e orale) gli argomenti che non hanno fatto parte di prove in itinere superate. L’esonero delle parti di programma relative alle prove in itinere si ottiene soltanto se le stesse sono state superate con votazione superiore a 17/30.
CALENDARIO
COMMISSIONE : R. Roberti,R. Roberti, L. Binaglia, A. Vecchini,L. Binaglia, A. Vecchini, P.L. Orvietani, A.M. Bennati, G. Schiavoni
ISCRIZIONE Lo Studente che intenda sostenere l'esame in un appello è tenuto ad iscriversi in rete all’indirizzo web http://www.unipg.it/studenti/servizionlineSOL.jsp.
gennaio/febbraio giugno/luglio settembre
19 gennaio 200919 gennaio 2009 22 giugno 200922 giugno 2009 7 settembre 20097 settembre 2009
26 gennaio 200926 gennaio 2009 29 giugno 200929 giugno 2009 14 settembre 200914 settembre 2009
2 febbraio 20092 febbraio 2009 13 luglio 200913 luglio 2009 28 settembre 200928 settembre 2009
16 febbraio 200916 febbraio 2009 27 luglio 200927 luglio 2009
23 febbraio 200923 febbraio 2009
1H1H
3Li3Li
11Na11Na
19K19K
37Rb37Rb
4Be4
Be
12Mg12Mg
20Ca20Ca
38Sr38Sr
5B5B
13Al13Al
21Sc21Sc
22Ti22Ti
23V23V
24Cr24Cr
25Mn25Mn
26Fe26Fe
27Co27Co
28Ni28Ni
29Cu29Cu
30Zn30Zn
31Ga31Ga
49In49In
6C6C
14Si14Si
32Ge32Ge
50Sn50Sn
7N7N
15P
15P
33As33As
51Sb51Sb
8O8O
16S
16S
34Se34Se
52Te52Te
9F9F
17Cl17Cl
35Br35Br
53I
53I
39Y39Y
40Zr40Zr
41Nb41Nb
42Mo42Mo
43Tc43Tc
44Ru44Ru
45Rh45Rh
46Pd46Pd
47Ag47Ag
48Cd48Cd
10Ne
18Ar18Ar
36Kr36Kr
54Xe54Xe
2He2
He
55Cs55Cs
56Ba56Ba
81Tl81Tl
82Pb82Pb
83Bi83Bi
84Po84Po
85At85At
57La57La
72Hf72Hf
73Ta73Ta
74W74W
75Re75Re
76Os76Os
77Ir77Ir
78Pt78Pt
79Au79Au
80Hg80Hg
86Rn86Rn
58Ce58Ce
59Pr59Pr
70Yb70Yb
71Lu71Lu
60Nd60Nd
61Pm61Pm
62Sm62Sm
63Eu63Eu
64Gd64Gd
65Tb65Tb
66Dy66Dy
67Ho67Ho
68Er68Er
69Tm69Tm
90Th90Th
91Pa91Pa
102No102No
103Lw103Lw
92U92U
93Np93Np
94Pu94Pu
95Am95
Am96
Cm96
Cm97Bk97Bk
98Cf98Cf
99Es99Es
100Fm100Fm
101Md101Md
87Fr87Fr
88Ra88Ra
89Ac89Ac
I 0I 0
II III IV V VI VIIII III IV V VI VII
TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
P
O
OH
HO OH
acido ortofosforico H3PO4
N
H HHammoniaca NH3
acqua H2O
acido pirofosforico H4P2O7
P
O
OH
HO O P
O
OH
OH
OHH
ossigeno gassoso O2 O O
C C
H
H
H
H
H
HC CH
H
HH
H
H
etano C2H6
C
H H
H
H
metano CH4 C
H
H
H H
Elementi più abbondanti nel corpo umano (% del numero totale di atomi)
H 63 O 25.4 C 9.4 N 1.4 Ca 0.31 P 0.22 Cl 0.08 K 0.06
Le funzioni biologiche di alcuni elementi presenti in tracce
Fe Trasportatore di elettroni nelle reazioni di ossidoriduzione
Trasporto di O2 da parte dell’emoglobina
Cu Componente di ossidasi mitocondriali
Co Componente della vitamina B12
Se Componente dell’enzima glutatione reduttasi
I Componente degli ormoni tiroidei
Mn, Zn, Mo, V, Ni, Mg Cofattori di enzimi
1H1H
3Li3Li
11Na11Na
19K19K
37Rb37Rb
4Be4
Be
12Mg12Mg
20Ca20Ca
38Sr38Sr
5B5B
13Al13Al
21Sc21Sc
22Ti22Ti
23V23V
24Cr24Cr
25Mn25Mn
26Fe26Fe
27Co27Co
28Ni28Ni
29Cu29Cu
30Zn30Zn
31Ga31Ga
49In49In
6C6C
14Si14Si
32Ge32Ge
50Sn50Sn
7N7N
15P
15P
33As33As
51Sb51Sb
8O8O
16S
16S
34Se34Se
52Te52Te
9F9F
17Cl17Cl
35Br35Br
53I
53I
39Y39Y
40Zr40Zr
41Nb41Nb
42Mo42Mo
43Tc43Tc
44Ru44Ru
45Rh45Rh
46Pd46Pd
47Ag47Ag
48Cd48Cd
10Ne
18Ar18Ar
36Kr36Kr
54Xe54Xe
2He2
He
55Cs55Cs
56Ba56Ba
81Tl81Tl
82Pb82Pb
83Bi83Bi
84Po84Po
85At85At
57La57La
72Hf72Hf
73Ta73Ta
74W74W
75Re75Re
76Os76Os
77Ir77Ir
78Pt78Pt
79Au79Au
80Hg80Hg
86Rn86Rn
58Ce58Ce
59Pr59Pr
70Yb70Yb
71Lu71Lu
60Nd60Nd
61Pm61Pm
62Sm62Sm
63Eu63Eu
64Gd64Gd
65Tb65Tb
66Dy66Dy
67Ho67Ho
68Er68Er
69Tm69Tm
90Th90Th
91Pa91Pa
102No102No
103Lw103Lw
92U92U
93Np93Np
94Pu94Pu
95Am95
Am96
Cm96
Cm97Bk97Bk
98Cf98Cf
99Es99Es
100Fm100Fm
101Md101Md
87Fr87Fr
88Ra88Ra
89Ac89Ac
I 0I 0
II III IV V VI VIIII III IV V VI VII
TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
D-glucosio
C
C
CH2OH
OHH
OHH
C
C O
CH2OH
HHO
D-fruttosio
C6H12O
6
H
H
HO H
OH
OH
CH2OH
C
C
C
C
C
OHH
HO
protone neutrone elettrone
1,673 x 101,673 x 10-27 -27 1,675 x 10 1,675 x 10-27-27 9,110 x 109,110 x 10-31-31
massa (Kg)massa (Kg)
+ -
+ 1,602 x 10-19 0 -1,602 x 10-19
carica elettrica (Coulomb)
Raggi atomici 100-150 pm
Raggi nucleari ~ 0.01 pm
1 pm = 10-12 m
Modello atomico di Bohr-SommerfeldModello atomico di Bohr-Sommerfeld
mvr = n hh22
L'elettrone è una particella con carica negativa unitariae massa 9,11 x 10-31 Kg
L'elettrone è una particella con carica negativa unitariae massa 9,11 x 10-31 Kg Una fascio di elettroni
viene diffratto comese fosse un fascio difotoni. Quindi l’elettronesi comporta come un’onda elettrica.
Una fascio di elettroniviene diffratto comese fosse un fascio difotoni. Quindi l’elettronesi comporta come un’onda elettrica.--
natura dualistica dell'elettronenatura dualistica dell'elettrone
Ad un elettrone (massa 9,11 x 10-31 Kg) che si muova con velocità v è associata un'onda elettrica di lunghezza .
= h
m • v --
--
natura dualistica dell'elettronenatura dualistica dell'elettrone
.......
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53 pm 53 pm
distanza dal nucleo
prob
abili
tà
prob
abili
tà
distanza dal nucleo
idrogenoidrogeno
Data una definita carica nucleare,Data una definita carica nucleare,viene elaborata un’equazioneviene elaborata un’equazionedifferenziale (eq. di Schroedinger)differenziale (eq. di Schroedinger)le cui soluzioni sono infinite.le cui soluzioni sono infinite.
Le poche soluzioni reali dellaLe poche soluzioni reali dellaequazione di Schroedingerequazione di Schroedingersono esse stesse delle equazioni, sono esse stesse delle equazioni, definite autofunzioni.definite autofunzioni.
Le autofunzioni descrivono la Le autofunzioni descrivono la forma e l’energia degli orbitaliforma e l’energia degli orbitali
Nelle equazioni che definiscono forma ed energia degli orbitali sonocontenuti coefficienti numerici che possono assumere soltanto valori discreti. Questi coefficienti sono chiamati numeri quantici • n : numero quantico principale• l : numero quantico secondario• m : numero quantico magnetico
I numeri quanticinumeri quantici possono assumere solamente i valori che rispettano le seguenti regole:
n = 1, 2, 3, 4, ...n = 1, 2, 3, 4, ...
l = 0, 1, 2, 3, …, n-1l = 0, 1, 2, 3, …, n-1
m = 0, ±1, ±2, ±3, …, ±lm = 0, ±1, ±2, ±3, …, ±l
Gli orbitali che hanno valore di l=0 si chiamano orbitali s.
n=1l=0
1s
n=2l=0
2s
n=3n=3l=0l=0
3s
n=4n=4l=0l=0
4s
ppxx
m = +1m = +1
Per l = 1 possono aversi valori diversi di un terzo numero quantico, m (magnetico), che può essere
Gli orbitali che hanno valore di l=1 si chiamano orbitali p.
ppyy
m = 0m = 0
ppzz
m = -1m = -1
Per l = 2 possono aversi
valori di m uguali a
+2+1 0-1-2
Gli orbitali che hanno valore di l=2 si chiamano orbitali d.
dxy dxz
dyz dx2
-y2 dx
2
un orbitale 1s
l
0
0
1
m
0
0
+1 0-1
un orbitale 2s
tre orbitali 2p
n
1
2
x
yz
1,0,0
2,0,0
2,1,+1
2,1,0
2,1,-1
3s3s
3px 3py 3pz 3px 3py 3pz
cinque orbitali 3dcinque orbitali 3d
l
0
1
2
m
0
+10
-1
+2+1
0-1-2
n
3
2pxn=2; l=1; m=+1
3pxn=3; l=1; m=+1
4pxn=4; l=1; m=+1
Dimensioni ed energia degli orbitali dipendono soprattutto dal valore di n
HHL'idrogeno è l'atomo che contiene nel nucleo un solo protone
L'unico elettrone dell'atomo di idrogeno può occupare uno degli orbitali disponibili
Quali orbitali sono disponibili per l'unico elettronedell'atomo di idrogeno ?
Quali orbitali sono disponibili per l'unico elettronedell'atomo di idrogeno ?
n=1l=0 n=2
l=0 n=3n=3l=0l=0
n=4n=4l=0l=0
Ciascuno degli orbitali sferici di tipo s
ppxx
l = +1l = +1
ppyy
l = 0l = 0
ppzz
l = -1l = -1
Ciascuno degli orbitali p (2p, 3p, 4p, 5p, …)
Quali orbitali sono disponibili per l'unico elettronedell'atomo di idrogeno ?
Quali orbitali sono disponibili per l'unico elettronedell'atomo di idrogeno ?
Quali orbitali sono disponibili per l'unico elettronedell'atomo di idrogeno ?
Quali orbitali sono disponibili per l'unico elettronedell'atomo di idrogeno ?
Ciascuno degli orbitali d (3d, 4d, 5d, …)
x
y
z
x
z
y
x
y
x
z
y
x
z
y
z
dx2
-y2 dz
2dxy dyz dxz
x
y
z
x
y
z
x
z
y
x
z
y
x
y
z
x
z
y
x
y
x
z
y
x
z
y
z
s px py pz
dx2
-y2 dz
2dxy dyz dxz
Allo stato fondamentale, l'unico elettrone dell'atomo di idrogeno abita l'orbitale 1s.
Allo stato fondamentale, l'unico elettrone dell'atomo di idrogeno abita l'orbitale 1s.
n
1
2
3
4
5
l0 1 2
E
N
E
R
G
I
A
E
N
E
R
G
I
A2s
2px 2py 2pz
3s3px 3py 3pz
4px 4py 4pz
5px 5py 5pz
4s
5s
3dx2 3dx2-y2 3dxz 3dxy 3dyz
4dx2 4dx2-y2 4dxz 4dxy 4dyz
1s
n=1n=1l=0l=0
… ma l’elettrone dell’atomo di idrogenoabita sempre l’orbitale 1s?
• L'elettrone dell'atomo di idrogeno può essere promosso dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato spendendo una quantità discreta di energia
E
N
E
R
G
I
A
ss pp dd
oppure
• L'elettrone dell'atomo di idrogeno può essere promosso dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato spendendo una quantità discreta di energia
E
N
E
R
G
I
A
ss pp dd
oppure
• L'elettrone dell'atomo di idrogeno può essere promosso dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato spendendo una quantità discreta di energia
E
N
E
R
G
I
A
ss pp dd
però ...
• Non è possibile eccitare l’atomo con un’energia non Non è possibile eccitare l’atomo con un’energia non corrispondente alla differenza di energia esistente fra corrispondente alla differenza di energia esistente fra due orbitalidue orbitali
E
N
E
R
G
I
A
ss pp dd
• L'elettrone dell'atomo di idrogeno può essere promosso dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato spendendo una quantità discreta di energia
E
N
E
R
G
I
A
ss pp dd
Dalla lunghezza d'onda delle righe spettrali si può calcolare la differenza di energia esistente fra gli orbitali fra i quali è avvenuta la transizione
E = h65634861 4340 41023889
(Å)
Gli spettri di emissione e di assorbimento di un elemento sono complementari
Le righe spettrali consentono di identificare un elemento
(nmetri)
Le righe spettrali consentono di identificare un elemento
azoto
ferro
Si costruiscono idealmente gli atomi disponendo nel nucleo i protoni e disponendo negli orbitali un ugual numero di elettroni.
Regole:
1. L'elettrone occupa l'orbitale a più bassa energia disponibile
2. Principio di Pauli: un orbitale può essere vuoto oppure abitato da uno o, al massimo, da due elettroni. Due elettroni che occupano lo stesso orbitale hanno spin antiparallelo.
3. Principio di Hund: il riempimento di un orbitale degenere si ha soltanto se gli altri orbitali degeneri sono già occupati da un elettrone.
AUFBAUAUFBAU
1s1s1s1s
2s2s2s2s 2p2p2p2p
3s3s3s3s 3p3p3p3p 3d3d3d3d
4s4s4s4s 4p4p4p4p 4d4d4d4d 4f4f4f4f
5s5s5s5s 5p5p5p5p 5d5d5d5d 5f5f5f5f
6s6s6s6s 6p6p6p6p 6d6d6d6d
7s7s7s7s 7p7p7p7p
8s8s8s8s
Il riempimento degli orbitali procede con la sequenza indicata a lato (seguendo dal basso le frecce).
H
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
Z = 1
elemento: idrogeno
Configurazione elettronica : 1s
simbolo:
Si costruiscono idealmente gli atomi disponendo nel nucleo i protoni e disponendo negli orbitali un ugual numero di elettroni.
Regole:
1. L'elettrone occupa l'orbitale a più bassa energia disponibile
2. Principio di Pauli: un orbitale può essere vuoto oppure abitato da uno o, al massimo, da due elettroni. Due elettroni che occupano lo stesso orbitale hanno spin antiparallelo.
3. Principio di Hund: il riempimento di un orbitale degenere si ha soltanto se gli altri orbitali degeneri sono già occupati da un elettrone.
AUFBAUAUFBAU
He
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
Z = 2
elemento: elio
Configurazione elettronica : 1s2
simbolo:
1s1s1s1s
2s2s2s2s 2p2p2p2p
3s3s3s3s 3p3p3p3p 3d3d3d3d
4s4s4s4s 4p4p4p4p 4d4d4d4d 4f4f4f4f
5s5s5s5s 5p5p5p5p 5d5d5d5d 5f5f5f5f
6s6s6s6s 6p6p6p6p 6d6d6d6d
7s7s7s7s 7p7p7p7p
8s8s8s8s
Li
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
Z = 3
elemento: litio
Configurazione elettronica : 1s2, 2s
simbolo:
Be
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
Z = 4
elemento: berillio
Configurazione elettronica : 1s2, 2s2
simbolo:
1s1s1s1s
2s2s2s2s 2p2p2p2p
3s3s3s3s 3p3p3p3p 3d3d3d3d
4s4s4s4s 4p4p4p4p 4d4d4d4d 4f4f4f4f
5s5s5s5s 5p5p5p5p 5d5d5d5d 5f5f5f5f
6s6s6s6s 6p6p6p6p 6d6d6d6d
7s7s7s7s 7p7p7p7p
8s8s8s8s
B
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
Z = 5
elemento: boro
Configurazione elettronica : 1s2, 2s2px
simbolo:
Si costruiscono idealmente gli atomi disponendo nel nucleo i protoni e disponendo negli orbitali un ugual numero di elettroni.
Regole:
1. L'elettrone occupa l'orbitale a più bassa energia disponibile
2. Principio di Pauli: un orbitale può essere vuoto oppure abitato da uno o, al massimo, da due elettroni. Due elettroni che occupano lo stesso orbitale hanno spin antiparallelo.
3. Principio di Hund: il riempimento di un orbitale degenere si ha soltanto se gli altri orbitali degeneri sono già occupati da un elettrone.
AUFBAUAUFBAU
C
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
Z = 6
elemento: carbonio
Configurazione elettronica : 1s2, 2s2pxpy
simbolo:
N
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
Z = 7
elemento: azoto
Configurazione elettronica : 1s2, 2s2pxpypz
simbolo:
O
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
Z = 8
elemento: ossigeno
Configurazione elettronica : 1s2, 2s2px2pypz
simbolo:
F
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
Z = 9
elemento: fluoro
Configurazione elettronica : 1s2, 2s2px2py2pz
simbolo:
Ne
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
Z = 10
elemento: neon
Configurazione elettronica : 1s2, 2s2px2py2pz2
simbolo:
1s1s1s1s
2s2s2s2s 2p2p2p2p
3s3s3s3s 3p3p3p3p 3d3d3d3d
4s4s4s4s 4p4p4p4p 4d4d4d4d 4f4f4f4f
5s5s5s5s 5p5p5p5p 5d5d5d5d 5f5f5f5f
6s6s6s6s 6p6p6p6p 6d6d6d6d
7s7s7s7s 7p7p7p7p
8s8s8s8s
NaZ = 11
elemento: sodio
Configurazione elettronica : 1s2, 2s2px2py2pz2, 3s
simbolo:
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
NaZ = 11
elemento: sodio
Configurazione elettronica : 1s2, 2s2px2py2pz2, 3s
simbolo:
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
1s2, 2s2px2py2pz2, 3sNa
1s2, 2sLi
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2Mg
1s2, 2s2Be
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2pxAl
1s2, 2s2pxB
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2pxpySi
1s2, 2s2pxpyC
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2pxpypz P
1s2, 2s2pxpypzN
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2px2pypz S
1s2, 2s2px2pypzO
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2px2py2pzCl
1s2, 2s2px2py2pzF
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2px2py2pz2Ar
1s2, 2s2px2py2pz2Ne
n
1
2
3
4
5
0 1 2 3
l
H
Li
Na
K
Rb
Cs
Fr
I
1s2,2s2p6,3s2p6d10,4s2p6,5s
1s2,2s2p6,3s2p6,4s
1s2,2s2p6,3s
1s2,2s
1s
1s2,2s2p6,3s2p6d10,4s2p6d10,5s2p6,6s
1s2,2s2p6,3s2p6d10,4s2p6d10f14,5s22p6d10,6s2p6,7s
II
1s2,2s2p6,3s2p6d10,4s2p6,5s2
1s2,2s2p6,3s2p6,4s2
1s2,2s2p6,3s
1s2,2s2
1s2,2s2p6,3s2p6d10,4s2p6d10,5s2p6,6s2
1s2,2s2p6,3s2p6d10,4s2p6d10f14,5s22p6d10,6s2p6,7s2
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Ra
2
1s1s1s1s
2s2s2s2s 2p2p2p2p
3s3s3s3s 3p3p3p3p 3d3d3d3d
4s4s4s4s 4p4p4p4p 4d4d4d4d 4f4f4f4f
5s5s5s5s 5p5p5p5p 5d5d5d5d 5f5f5f5f
6s6s6s6s 6p6p6p6p 6d6d6d6d
7s7s7s7s 7p7p7p7p
8s8s8s8s
3d3d3d3d
Dopo il riempimento degli orbitali 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, il 19° e il 20° elettrone vanno a occupare l’orbitale 4s.
Riempito l’orbitale 4s, si ha l’occupazione degli orbitali 3d, 4p e dell’orbitale 5s.
1H1s
1H1s
3Li2s
3Li2s
11Na3s
11Na3s
19K4s
19K4s
37Rb5s
37Rb5s
4Be2s2
4Be2s2
12Mg3s2
12Mg3s2
20Ca4s2
20Ca4s2
38Sr5s2
38Sr5s2
5B
2s2p
5B
2s2p
13Al3s2p
13Al3s2p
21Sc
3d,4s2
21Sc
3d,4s2
22Ti
3d2,4s2
22Ti
3d2,4s2
23V
3d3,4s2
23V
3d3,4s2
24Cr
3d5,4s
24Cr
3d5,4s
25Mn
3d5,4s2
25Mn
3d5,4s2
26Fe
3d6,4s2
26Fe
3d6,4s2
27Co
3d7,4s2
27Co
3d7,4s2
28Ni
3d8,4s2
28Ni
3d8,4s2
29Cu
3d10,4s
29Cu
3d10,4s
30Zn
3d10,4s2
30Zn
3d10,4s2
31Ga4s2p
31Ga4s2p
49In
5s2p
49In
5s2p
6C
2s2p2
6C
2s2p2
14Si
3s2p2
14Si
3s2p2
32Ge4s2p2
32Ge4s2p2
50Sn
5s2p2
50Sn
5s2p2
7N
2s2p3
7N
2s2p3
15P
3s2p3
15P
3s2p3
33As
4s2p3
33As
4s2p3
51Sb
5s2p3
51Sb
5s2p3
8O
2s2p4
8O
2s2p4
16S
3s2p4
16S
3s2p4
34Se
4s2p4
34Se
4s2p4
52Te
5s2p4
52Te
5s2p4
9F
2s2p5
9F
2s2p5
17Cl
3s2p5
17Cl
3s2p5
35Br
4s2p5
35Br
4s2p5
53I
5s2p5
53I
5s2p5
39Y
4d,5s2
39Y
4d,5s2
40Zr
4d2,5s2
40Zr
4d2,5s2
41Nb
4d3,5s2
41Nb
4d3,5s2
42Mo4d5,5s
42Mo4d5,5s
43Tc
4d5,5s2
43Tc
4d5,5s2
44Ru
4d6,5s2
44Ru
4d6,5s2
45Rh
4d7,5s2
45Rh
4d7,5s2
46Pd
4d8,5s2
46Pd
4d8,5s2
47Ag
4d10,5s
47Ag
4d10,5s
48Cd
4d10,5s2
48Cd
4d10,5s2
10Ne
2s2p6
18Ar
3s2p6
18Ar
3s2p6
36Kr4s2p6
36Kr4s2p6
54Xe
5s2p6
54Xe
5s2p6
2He1s2
2He1s2
1°1° 2°2° 3° 4° 5° 6°6° 7°7° 8°
Riempito l’orbitale 4s, il successivo elettrone occupa uno degli orbitali 3d
Riempito l’orbitale 4s, il successivo elettrone occupa uno degli orbitali 3d
1H1s
1H1s
3Li2s
3Li2s
11Na3s
11Na3s
19K4s
19K4s
37Rb5s
37Rb5s
4Be2s2
4Be2s2
12Mg3s2
12Mg3s2
20Ca4s2
20Ca4s2
38Sr5s2
38Sr5s2
5B
2s2p
5B
2s2p
13Al3s2p
13Al3s2p
21Sc
3d,4s2
21Sc
3d,4s2
22Ti
3d2,4s2
22Ti
3d2,4s2
23V
3d3,4s2
23V
3d3,4s2
24Cr
3d5,4s
24Cr
3d5,4s
25Mn3d5,4s2
25Mn3d5,4s2
26Fe
3d6,4s2
26Fe
3d6,4s2
27Co
3d7,4s2
27Co
3d7,4s2
28Ni
3d8,4s2
28Ni
3d8,4s2
29Cu
3d10,4s
29Cu
3d10,4s
30Zn
3d10,4s2
30Zn
3d10,4s2
31Ga4s2p
31Ga4s2p
49In5s2p
49In5s2p
6C
2s2p2
6C
2s2p2
14Si
3s2p2
14Si
3s2p2
32Ge4s2p2
32Ge4s2p2
50Sn
5s2p2
50Sn
5s2p2
7N
2s2p3
7N
2s2p3
15P
3s2p3
15P
3s2p3
33As
4s2p3
33As
4s2p3
51Sb
5s2p3
51Sb
5s2p3
8O
2s2p4
8O
2s2p4
16S
3s2p4
16S
3s2p4
34Se
4s2p4
34Se
4s2p4
52Te
5s2p4
52Te
5s2p4
9F
2s2p5
9F
2s2p5
17Cl
3s2p5
17Cl
3s2p5
35Br
4s2p5
35Br
4s2p5
53I
5s2p5
53I
5s2p5
39Y
4d,5s2
39Y
4d,5s2
40Zr
4d2,5s2
40Zr
4d2,5s2
41Nb
4d3,5s2
41Nb
4d3,5s2
42Mo4d5,5s
42Mo4d5,5s
43Tc
4d5,5s2
43Tc
4d5,5s2
44Ru
4d6,5s2
44Ru
4d6,5s2
45Rh
4d7,5s2
45Rh
4d7,5s2
46Pd
4d8,5s2
46Pd
4d8,5s2
47Ag
4d10,5s
47Ag
4d10,5s
48Cd
4d10,5s2
48Cd
4d10,5s2
10Ne2s2p6
18Ar3s2p6
18Ar3s2p6
36Kr4s2p6
36Kr4s2p6
54Xe5s2p6
54Xe5s2p6
2He1s2
2He1s2
55Cs6s
55Cs6s
56Ba6s2
56Ba6s2
81Tl5d10
6s2p
81Tl5d10
6s2p
82Pb5d10
6s2p2
82Pb5d10
6s2p2
83Bi5d10
6s2p3
83Bi5d10
6s2p3
84Po5d10
6s2p4
84Po5d10
6s2p4
85At5d10
6s2p5
85At5d10
6s2p5
57La
5d,6s2
57La
5d,6s2
72Hf
5d2,6s2
72Hf
5d2,6s2
73Ta
5d3,6s2
73Ta
5d3,6s2
74W
5d5,6s
74W
5d5,6s
75Re
5d5,6s2
75Re
5d5,6s2
76Os
5d6,6s2
76Os
5d6,6s2
77Ir
5d7,6s2
77Ir
5d7,6s2
78Pt
5d8,6s2
78Pt
5d8,6s2
79Au
5d10,6s
79Au
5d10,6s
80Hg
5d10,6s2
80Hg
5d10,6s2
86Rn5d10
6s2p6
86Rn5d10
6s2p6
58Ce4f2
5do6s2
58Ce4f2
5do6s2
59Pr4f3
5do6s2
59Pr4f3
5do6s2
70Yb4f14
5do6s2
70Yb4f14
5do6s2
71Lu4f14
5d16s2
71Lu4f14
5d16s2
60Nd4f4
5do6s2
60Nd4f4
5do6s2
61Pm
4f5
5do6s2
61Pm
4f5
5do6s2
62Sm
4f6
5do6s2
62Sm
4f6
5do6s2
63Eu4f7
5do6s2
63Eu4f7
5do6s2
64Gd4f7
5d16s2
64Gd4f7
5d16s2
65Tb4f9
5do6s2
65Tb4f9
5do6s2
66Dy4f10
5do6s2
66Dy4f10
5do6s2
67Ho4f11
5do6s2
67Ho4f11
5do6s2
68Er4f12
5do6s2
68Er4f12
5do6s2
69Tm4f13
5do6s2
69Tm4f13
5do6s2
90Th[Ra]6d2
90Th[Ra]6d2
91Pa[Ra]
5f26d1
91Pa[Ra]
5f26d1
102No[Ra]
5f146do
102No[Ra]
5f146do
103Lw[Ra]
5f146d1
103Lw[Ra]
5f146d1
92U
[Ra]5f36d1
92U
[Ra]5f36d1
93Np[Ra]
5f46do
93Np[Ra]
5f46do
94Pu[Ra]
5f66do
94Pu[Ra]
5f66do
95Am[Ra]
5f76do
95Am[Ra]
5f76do
96Cm[Ra]
5f96d0
96Cm[Ra]
5f96d0
97Bk[Ra]
5f96d0
97Bk[Ra]
5f96d0
98Cf[Ra]
5f106d0
98Cf[Ra]
5f106d0
99Es[Ra]
5f116do
99Es[Ra]
5f116do
100Fm[Ra]
5f126do
100Fm[Ra]
5f126do
101Md[Ra]
5f136do
101Md[Ra]
5f136do
87Fr
[Rn] 7s
87Fr
[Rn] 7s
88Ra[Rn] 7s2
88Ra[Rn] 7s2
89Ac[Ra]
6d
89Ac[Ra]
6d
I 0I 0
II III IV V VI VIIII III IV V VI VII
31Ga4s2p
31Ga4s2p
32Ge4s2p2
32Ge4s2p2
33As
4s2p3
33As
4s2p3
34Se
4s2p4
34Se
4s2p4
35Br
4s2p5
35Br
4s2p5
36Kr4s2p6
36Kr4s2p6
1H1s
1H1s
3Li2s
3Li2s
11Na3s
11Na3s
19K4s
19K4s
37Rb5s
37Rb5s
4Be2s2
4Be2s2
12Mg3s2
12Mg3s2
20Ca4s2
20Ca4s2
38Sr5s2
38Sr5s2
5B
2s2p
5B
2s2p
13Al3s2p
13Al3s2p
21Sc
3d,4s2
21Sc
3d,4s2
22Ti
3d2,4s2
22Ti
3d2,4s2
23V
3d3,4s2
23V
3d3,4s2
24Cr
3d5,4s
24Cr
3d5,4s
25Mn3d5,4s2
25Mn3d5,4s2
26Fe
3d6,4s2
26Fe
3d6,4s2
27Co
3d7,4s2
27Co
3d7,4s2
28Ni
3d8,4s2
28Ni
3d8,4s2
29Cu
3d10,4s
29Cu
3d10,4s
30Zn
3d10,4s2
30Zn
3d10,4s2
31Ga4s2p
31Ga4s2p
49In5s2p
49In5s2p
6C
2s2p2
6C
2s2p2
14Si
3s2p2
14Si
3s2p2
32Ge4s2p2
32Ge4s2p2
50Sn
5s2p2
50Sn
5s2p2
7N
2s2p3
7N
2s2p3
15P
3s2p3
15P
3s2p3
33As
4s2p3
33As
4s2p3
51Sb
5s2p3
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5s2p4
9F
2s2p5
9F
2s2p5
17Cl
3s2p5
17Cl
3s2p5
35Br
4s2p5
35Br
4s2p5
53I
5s2p5
53I
5s2p5
39Y
4d,5s2
39Y
4d,5s2
40Zr
4d2,5s2
40Zr
4d2,5s2
41Nb
4d3,5s2
41Nb
4d3,5s2
42Mo4d5,5s
42Mo4d5,5s
43Tc
4d5,5s2
43Tc
4d5,5s2
44Ru
4d6,5s2
44Ru
4d6,5s2
45Rh
4d7,5s2
45Rh
4d7,5s2
46Pd
4d8,5s2
46Pd
4d8,5s2
47Ag
4d10,5s
47Ag
4d10,5s
48Cd
4d10,5s2
48Cd
4d10,5s2
10Ne
2s2p6
18Ar
3s2p6
18Ar
3s2p6
36Kr4s2p6
36Kr4s2p6
54Xe
5s2p6
54Xe
5s2p6
2He1s2
2He1s2
1°1° 2°2° 3° 4° 5° 6°6° 7°7° 8°Volume atomicoVolume atomicoVolume atomicoVolume atomico
Raggio atomicoRaggio atomicoRaggio atomicoRaggio atomico
Energia di ionizzazioneEnergia di ionizzazioneEnergia di ionizzazioneEnergia di ionizzazione
Affinità elettronicaAffinità elettronicaAffinità elettronicaAffinità elettronica
PeriodicitàPeriodicità
H37H37
Li152Li
152
Na186Na186
K227K
227
Rb248Rb248
Cs265Cs265
Be112Be112
Mg160Mg160
Ca197Ca197
Sr215Sr
215
Ba222Ba222
B85B85
Al143Al
143
Ga135Ga135
In167In
167
Tl170Tl
170
C77C77
Si118Si
118
Ge122Ge122
Sn140Sn140
Pb146Pb146
N70N70
P110P
110
As120As120
Sb140Sb140
Bi150Bi
150
O73O73
S103S
103
Se119Se
119
Te142Te142
Po168Po168
F72F72
Cl100Cl
100
Br114Br114
I133
I133
At(140)
At(140)
Ne71Ne71
Ar98Ar98
Kr112Kr112
Xe131Xe131
Rn(141)Rn
(141)
He31He31
Elementidi
transizione
Elementidi
transizione
Raggi atomici (pm)Raggi atomici (pm)Raggi atomici (pm)Raggi atomici (pm)
VOLUME
ATOMICO
Cs
Rb
K
Na
Li
ml·mole-1
e-
e-ENERGIA DI IONIZZAZIONEENERGIA DI IONIZZAZIONE
++
ATOMO + energia ATOMO + energia CATIONE + elettrone CATIONE + elettrone
H1312
H1312
Li520Li
520
Na496Na496
K419K
419
Rb403Rb403
Cs377Cs377
Be899Be899
Mg738Mg738
Ca599Ca599
Sr550Sr
550
Ba503Ba503
B801B
801
Al578Al
578
Sc631Sc
631Ti
658Ti
658V
650V
650Cr652Cr652
Mn717Mn717
Fe759Fe759
Co758Co758
Ni757Ni
757Cu745Cu745
Zn906Zn906
Ga579Ga579
In558In
558
Tl589Tl
589
C1086
C1086
Si786Si
786
Ge762Ge762
Sn709Sn709
Pb715Pb715
N1402
N1402
P1012
P1012
As947As947
Sb834Sb834
Bi703Bi
703
O1314
O1314
S1000
S1000
Se941Se
941
Te869Te869
Po812Po812
F1681
F1681
Cl1251Cl
1251
Br1140Br
1140
I1008
I1008
At890At890
Y617Y
617Zr661Zr661
Nb664Nb664
Mo685Mo685
Tc702Tc702
Ru711Ru711
Rh720Rh720
Pd804Pd804
Ag731Ag731
Cd868Cd868
La538La538
Hf681Hf681
Ta761Ta761
W770W
770Re760Re760
Os840Os840
Ir880Ir
880Pt
870Pt
870Au890Au890
Hg1007Hg
1007
Ne2081Ne
2081
Ar1521Ar
1521
Kr1351Kr
1351
Xe1170Xe
1170
Rn1037Rn
1037
He2371He
2371
Energia di prima ionizzazione degli elementiEnergia di prima ionizzazione degli elementi ( (kJ x molekJ x mole-1-1))Energia di prima ionizzazione degli elementiEnergia di prima ionizzazione degli elementi ( (kJ x molekJ x mole-1-1))
Si definisce energia di ionizzazione l’energia che occorre Si definisce energia di ionizzazione l’energia che occorre spendere per portare un elettrone a distanza infinita dal spendere per portare un elettrone a distanza infinita dal nucleonucleo
Si definisce energia di ionizzazione l’energia che occorre Si definisce energia di ionizzazione l’energia che occorre spendere per portare un elettrone a distanza infinita dal spendere per portare un elettrone a distanza infinita dal nucleonucleo
e-
AFFINITA’ ELETTRONICAAFFINITA’ ELETTRONICA
--
ATOMO + ELETTRONE ANIONE + energia
H-72,8
H-72,8
Li-59,6
Li-59,6
Na-52,9Na
-52,9
K-48,4
K-48,4
Rb-46,9Rb
-46,9
Cs-45,5Cs
-45,5
Be+241Be
+241
Mg+230Mg
+230
Ca+156Ca
+156
Sr+167Sr
+167
Ba+52Ba+52
B-26,7
B-26,7
Al-42,5Al
-42,5
Ga-28,9Ga
-28,9
In-28,9
In-28,9
Tl-19,3
Tl-19,3
C-122
C-122
Si-134Si
-134
Ge-119Ge
-119
Sn-107Sn
-107
Pb-35,1Pb
-35,1
N0N0
P-72,0
P-72,0
As-78,2As
-78,2
Sb-103Sb
-103
Bi-91,3
Bi-91,3
O-141O
-141
S-200
S-200
Se-195Se
-195
Te-190Te
-190
Po-183Po
-183
F-328
F-328
Cl-349Cl
-349
Br-325Br
-325
I-295
I-295
At-270At
-270
Ne+29Ne+29
Ar+34Ar+34
Kr+39Kr+39
Xe+40Xe+40
Rn+41Rn+41
He+21He+21
Elementidi
transizione
Elementidi
transizione
Affinità elettronica : l’energia scambiata nel processo in cui un atomo neutro viene addizionato di un elettrone((kJ x mole-1kJ x mole-1))
1H1s
1H1s
3Li2s
3Li2s
11Na3s
11Na3s
19K4s
19K4s
37Rb5s
37Rb5s
4Be2s2
4Be2s2
12Mg3s2
12Mg3s2
20Ca4s2
20Ca4s2
38Sr5s2
38Sr5s2
5B
2s2p
5B
2s2p
13Al3s2p
13Al3s2p
21Sc
3d,4s2
21Sc
3d,4s2
22Ti
3d2,4s2
22Ti
3d2,4s2
23V
3d3,4s2
23V
3d3,4s2
24Cr
3d5,4s
24Cr
3d5,4s
25Mn
3d5,4s2
25Mn
3d5,4s2
26Fe
3d6,4s2
26Fe
3d6,4s2
27Co
3d7,4s2
27Co
3d7,4s2
28Ni
3d8,4s2
28Ni
3d8,4s2
29Cu
3d10,4s
29Cu
3d10,4s
30Zn
3d10,4s2
30Zn
3d10,4s2
31Ga4s2p
31Ga4s2p
49In
5s2p
49In
5s2p
6C
2s2p2
6C
2s2p2
14Si
3s2p2
14Si
3s2p2
32Ge4s2p2
32Ge4s2p2
50Sn
5s2p2
50Sn
5s2p2
7N
2s2p3
7N
2s2p3
15P
3s2p3
15P
3s2p3
33As
4s2p3
33As
4s2p3
51Sb
5s2p3
51Sb
5s2p3
8O
2s2p4
8O
2s2p4
16S
3s2p4
16S
3s2p4
34Se
4s2p4
34Se
4s2p4
52Te
5s2p4
52Te
5s2p4
9F
2s2p5
9F
2s2p5
17Cl
3s2p5
17Cl
3s2p5
35Br
4s2p5
35Br
4s2p5
53I
5s2p5
53I
5s2p5
39Y
4d,5s2
39Y
4d,5s2
40Zr
4d2,5s2
40Zr
4d2,5s2
41Nb
4d3,5s2
41Nb
4d3,5s2
42Mo4d5,5s
42Mo4d5,5s
43Tc
4d5,5s2
43Tc
4d5,5s2
44Ru
4d6,5s2
44Ru
4d6,5s2
45Rh
4d7,5s2
45Rh
4d7,5s2
46Pd
4d8,5s2
46Pd
4d8,5s2
47Ag
4d10,5s
47Ag
4d10,5s
48Cd
4d10,5s2
48Cd
4d10,5s2
10Ne
2s2p6
18Ar
3s2p6
18Ar
3s2p6
36Kr4s2p6
36Kr4s2p6
54Xe
5s2p6
54Xe
5s2p6
2He1s2
2He1s2
1°1° 2°2° 3° 4° 5° 6°6° 7°7° 8°
Elementi metalliciElementi metallici
Elementi non-metalliciElementi non-metallici
Elementi anfoteriElementi anfoteri