Dalla lezione precedente:

Esistenza e proprietà elettroni

Esperimento di Millikan

Effetto di un campo elettrico sulla velocità di caduta di gocce d’olio cariche negativamente per elettroni sotto gravità- compensazione della forza di gravità con il campo elettrico

carica delle gocce 1,6 x 10 –19 C x Y carica minima per Y=1 carica dell’elettrone 1,6 x 10-19 C.

- basamento

+ lato superiore

Dalla lezione precedente:

Formazione di un legame chimico e sua energia

Forze elettrostatiche

Legge di Coulomb

Risultante dal bilanciamento di forze attrattive e repulsive, con

formazione di un legame

Esempi……..H-H

kc dipende dal mezzo

Atomo neutro monoelettronico, elemento idrogeno simbolo H

un protone, un elettrone.

Terza particella subatomica

A proposito del neutrone---------------------------------------------------------------

Atomi neutri multielettronici, più protoni, più elettroni, nel nucleo una convivenza tra cariche di

segno uguale, resa possibile dai neutroni.---------------------------------------------------------------

Numero atomico Z identifica l’elemento che ha come

simbolo una o due lettere H, O, Ag ecc.

Z è uguale al numero di protoni presenti nel nucleo di ogni

atomo di un certo elemento. Nell’atomo neutro Z è anche

uguale al numero di elettroni.

Z determina le proprietà chimiche di un elemento.

L’elemento

NUMERO DI MASSA A: è dato dalla somma del numero di protoni e del numero di neutroni del nucleo

Atomi di uno stesso elemento con uguale Z ma diverso A differiscono per il numero di neutroni e si dicono isotopi

Sostanza che non può essere scomposta in sostanze più semplici con mezzi fisici e chimici a bassa energia. Gli

elementi sono riuniti sulla tavola periodica.

Isotopi del neon

Massa atomica e uma

L'unità di massa atomica (uma, u o anche dalton) corrisponde a 1/12 della massa

dell'atomo di Carbonio- numero di massa A=12 =6 protoni + 6 neutroni ed equivale a 1,66 *

10-24 grammi, massa del protone e del neutrone.

La massa atomica relativa di un atomo elemento è data dal rapporto tra la sua massa assoluta e il valore in grammi di 1 uma cioè:

mrel = m(atomo) g/ 1,66 * 10-24 g

Da ciò si capisce la massa atomica relativa è un numero adimensionale e quindi non ha unità di

misura.

La materia è costituita da circa 90 specie atomiche, ma sistemi diversi presentano abbondanza relativa diversa di elementi; per esempio, mentre nell'universo si stima che l'abbondanza di H sia il 71%, di He il 27%, degli elementi da C a Ne 1,2%, di quelli da Na a Ti 0,2% circa, il sistema Terra presenta percentuali di abbondanza relativa molto diverse: O 46; Si 26; Al 7,5; Fe 4,7; Ca 3,4; Na 2,6; K 2,4; Mg 1,9; Cl 1,9; H 0,9; Ti 0,6.

Oggetto di studio della chimica è la materia.Il modello accettato attualmente vede la materia costituita da miscugli omogenei ed eterogenei di individui chimici; questi possono essere sostanze elementari o composti; ambedue le categorie sono costituite di atomi. Una sostanza elementare è costituita di unità formate solo da atomi della stessa specie o un composto, le unità sono formate da atomi di due o più specie diverse.

I miscugli, che costituiscono la materia, si presentano in tre stati di aggregazione, solido, liquido, gassoso; in effetti ne esisterebbe un quarto, lo stato di plasma (stato gassoso ad altissima temperatura costituito di ioni ed elettroni)

Miscuglio omogeneo = sistema monofasico. Fase = parte di un sistema, di composizione chimica determinata, con proprietà fisiche uniformi, separata da altre parti del sistema da superfici limite fisicamente definite. Miscuglio eterogeneo = sistema costituito da più fasi fisicamente distinte tra loro da superfici limite (chiamate anche "interfaccia" tra le fasi).

Una sostanza pura è un sistema omogeneo o eterogeneo a composizione definita e costante anche se sottoposto a moderate sollecitazioni esterne; come esempio, l'acqua può presentarsi come sistema omogeneo (solo fase gassosa o solo liquida o solo solida) oppure come sistema eterogeneo (fase liquida e fase solida).

Le sostanze sono caratterizzate da:

composizione: per le sostanze elementari è data dal tipo di atomo; per i composti dai tipi di atomi e dal loro rapporto numerico

struttura: cioè dal modo in cui gli atomi sono legati tra loro

stato di aggregazione, cioè dalla consistenza fisica; esso può essere:

- solido: ad una data temperatura, atomi e molecole sono legati da forze sufficienti perché il moto termico, sempre presente, salvo che allo zero assoluto, non modifichi le mutue posizioni permanentemente; perciò la forma ed il volume sono praticamente definiti;

- liquido: i legami interatomici e intermolecolari sono allentati, permettendo così una certa mobilità di atomi e molecole, ma non l'allontanamento definitivo; il volume resta perciò praticamente definito, mentre non lo è più la forma;

- gassoso: le particelle, avendo una energia termica molto superiore all'energia di interazione interatomica e intermolecolare, tendono ad allontanarsi l'una dall'altra e praticamente non si influenzano tra loro; si ha perciò la massima espansione nello spazio disponibile.

Le sostanze possono cambiare di stato di aggregazione senza subire modificazioni nella loro composizione chimica; usando le lettere iniziali dei tre stati, S, L, G, i processi legati ai passaggi da uno stato all'altro sono chiamati:

processo passaggio fusione S L

sublimazione S G

solidificazione L S

evaporazione L G

condensazione G L

deposizione G S

Caratteristiche come composizione, struttura, stato di aggregazione, sono dette proprietà intensive, che dipendono dalla natura delle sostanze ma non dalla loro quantità; altre proprietà intensive sono per esempio la densità, la conducibilità termica o elettrica, il calore specifico, ecc.

Dalle proprietà intensive è possibile individuare la sostanza, dato che esse sono caratteristiche della sostanza in questione.

Le proprietà estensive dipendono invece dalla quantità di sostanza (come massa e volume) e da esse non si può individuare una sostanza.

Per caratterizzare un sistema si effettuano esperienze e misure, sfruttando le proprietà delle sostanze; esperienze e misure possono essere di tipo fisico, generalmente non distruttive (si può ripetere l'operazione più volte sulla stessa quantità di materia) oppure di tipo chimico, generalmente distruttive (di solito comportano modificazioni e distruzione del "campione").

Effettuando una misura si assegna un valore numerico moltiplicato per una unità di misura.

Nel Sistema Internazionale S.I. vengono usate 7 unità base; tutte le altre possono derivare da queste:

quantità fisica unità S.I. simbolo lunghezza metro m

massa chilogrammo kg tempo secondo s

corrente elettrica ampere A temperatura termodinamica kelvin K

intensità luminosa candela cd quantità di sostanza mole mol

La candela (simbolo cd) è l'unità di misura dell'intensità luminosa, definita come segue: Una candela è pari all'intensità luminosa, in una data direzione, di una sorgente emettente una radiazione monocromatica di frequenza pari a 540 × 1012 hertz e di intensità radiante in quella direzione di 1/683 di watt per steradiante.

Lo steradiante (simbolo sr; nome derivante dal Greco stereos, solido) è l'unità di misura del Sistema Internazionale per l'angolo solido, il corrispondente tridimensionale del radiante. Lo steradiante è definito come "l'angolo solido sotteso, al centro di una sfera di raggio r, da una porzione della superficie della sfera avente area r2". Poiché l'area dell'intera sfera equivale a 4πr2, ne segue che l'angolo solido sotteso da tutta la sfera è pari a 4π sr.