Prologo 1Introduzione 2

1 Materia ed energia1.1 La materia 51.2 L’energia 151.3 La relazione tra materia ed energia 30

2 La composizione dell’atomo2.1 Le particelle che compongono

l’atomo 342.2 Atomi e molecole 35

Lettura. 2.1 Le leggi delle combinazioni chimiche 35

Lettura. 2.2 Le prime determinazionidei pesi atomici 43

2.3 La radioattività 462.4 Il numero atomico 47

Lettura. 2.3 La natura del numero atomico 472.5 L’isotopia 492.6 Il difetto di massa 49

Lettura. 2.4 La scoperta delle particelle atomiche fondamentali 50Esercizi 55

3 La struttura atomica3.1 La struttura dell’atomo

secondo Bohr 57Lettura. 3.1 Alle origini delle teorie atomiche 58

3.2 La struttura atomica secondola meccanica ondulatoria 63

Lettura. 3.2 L’equazione di Schrödinger per l’atomo di idrogeno 71

Lettura. 3.3 Dalla materia all’antimateria. Unapanoramica del mondo subatomico 81

3.3 Le proprietà periodichedegli elementi 85Esercizi 94

4 Il legame chimico 4.1 I parametri sperimentali

del legame chimico 964.2 Il legame ionico 994.3 Il legame covalente 1034.4 Il simbolismo di Lewis per

la rappresentazione degli elettronidi valenza nelle molecole 111

4.5 La geometria delle molecole 116Lettura. 4.1 La geometria delle molecole

di metalli di transizione e la teoria del campo cristallino 129

Lettura. 4.2 La simmetria delle molecole 1334.6 Il legame covalente

con carattere ionico 1394.7 I legami multipli 1424.8 I legami policentrici: la teoria

della risonanza 1474.9 Il magnetismo delle molecole 1514.10 Il legame metallico 1524.11 Isolanti e semiconduttori 1564.12 Altri tipi di legame 156

Esercizi 161

Indice

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Conoscere la chimica 978-88-08-18346-0VI

5 Lo stato gassoso 5.1 Proprietà generali dei gas 1635.2 La pressione 1645.3 La legge di Boyle 1655.4 La legge di Charles 1665.5 La legge combinata dei gas 1695.6 L’equazione di stato dei gas ideali 1705.7 La teoria cinetica dei gas 1725.8 La diffusione gassosa.

La legge di Graham 1745.9 I miscugli gassosi.

La legge di Dalton 1775.10 I gas reali 180

Lettura. 5.1 L’effetto serra 183Esercizi 184

6 Lo stato solido 6.1 Le fasi condensate della materia 1876.2 Le proprietà dei solidi 1886.3 Le dimensioni e la forma

dei cristalli 1896.4 I vari tipi di solidi 1896.5 I raggi X e la struttura dei cristalli 194

Lettura. 6.1 Raggi X e cristallografia 1986.6 I reticoli cristallini 2006.7 Le strutture a massimo

impacchettamento 2026.8 I difetti nelle strutture dei solidi 2066.9 Il drogaggio dei semiconduttori 209

Lettura. 6.2 I circuiti integrati (o chip) 213Esercizi 214

7 Lo stato liquido 7.1 La teoria microscopica

dello stato liquido 2157.2 Le proprietà dei liquidi 2177.3 I diagrammi di stato e la regola

delle fasi 227Lettura. 7.1 I fluidi supercritici 230

7.4 Le curve di riscaldamento 2317.5 Calore di vaporizzazione e

tensione di vapore di un liquido 233Lettura. 7.2 I cristalli liquidi 234

Esercizi 236

8 Le soluzioni 8.1 Le unità di concentrazione 2388.2 La solubilità dei solidi nei liquidi 242

8.3 La solubilità dei gas nei liquidi. La legge di Henry 244

8.4 Le soluzioni ideali. La legge di Raoult 245

8.5 Le soluzioni non ideali 2598.6 I liquidi parzialmente miscibili 2628.7 I liquidi completamente

immiscibili 2648.8 I sistemi liquido-solido

e le soluzioni solide. Gli equilibri di fase a due componenti 266

Lettura. 8.1 Diagrammi di fase liquido-solidoa tre componenti 275

8.9 I sistemi costituiti da sale e acqua 278Esercizi 279

9 L’equilibrio chimico 9.1 La costante di equilibrio 2829.2 Effetti esterni sugli equilibri.

Il principio di Le Châtelier 2879.3 Gli equilibri in condizioni

non ideali 293Esercizi 300

10 Equilibri ionici in soluzione acquosa

10.1 I sali scarsamente solubili 30110.2 Gli acidi e le basi 30910.3 Aspetti quantitativi degli equilibri

ionici in soluzione acquosa 315Lettura. 10.1 La molecola di emoglobina 341

10.4 Gli indicatori acido-base 34310.5 Le titolazioni acido-base 34610.6 Gli ioni complessi 36010.7 L’anfoterismo 36310.8 L’analisi qualitativa 36410.9 Le proprietà colligative

degli elettroliti 366Lettura. 10.2 Lo stato colloidale 368

Esercizi 369

11 L’elettrochimica11.1 I conduttori di I e II classe 37111.2 La conducibilità delle soluzioni

elettrolitiche 37211.3 L’elettrolisi e le sue leggi 375

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11.4 Le celle galvaniche (o pile) 38011.5 Il potenziale standard

di semicella 38411.6 Il potenziale standard

di cella 38811.7 Il potenziale di semicella.

L’equazione di Nernst 38911.8 Il potenziale di cella 39111.9 La misura sperimentale

del potenziale di cella 39211.10 La determinazione della costante

di equilibrio di reazioni redox 39311.11 Le pile a concentrazione 39411.12 Ulteriori considerazioni

sull’elettrolisi. Il potenziale di decomposizione 397

11.13 Alcuni aspetti pratici dell’elettrochimica 398Esercizi 410

12 La termodinamica chimica 12.1 Il sistema termodinamico 41412.2 Il lavoro e il calore 41512.3 Il Primo Principio

della termodinamica 41712.4 La termochimica 42012.5 I criteri per una trasformazione

spontanea 42512.6 L’Entropia 42612.7 L’Energia libera 431

Esercizi 443

13 La cinetica chimica13.1 La velocità di reazione 44713.2 I fattori che influenzano

la velocità di reazione 45013.3 L’interpretazione teorica

della velocità delle reazioni 452Lettura. 13.1 Cenni sulla teoria delle velocità

assolute di reazione 46113.4 La determinazione dell’ordine

di reazione 46213.5 La datazione di reperti fossili

e geologici 466Lettura. 13.1 Datazioni: dalle mummie

alle meteoriti 471Esercizi 472

14 Elementi di chimicainorganica

14.1 L’origine degli elementi chimici 47514.2 La distribuzione degli elementi

chimici sulla Terra 47714.3 La Tavola periodica

degli elementi 47814.4 Le proprietà elettriche e

strutturali degli elementi 47914.5 Energia di ionizzazione,

affinità elettronica,elettronegatività 481

14.6 I numeri di ossidazione 48114.7 Relazioni dimensionali 48414.8 Le proprietà chimiche

dell’idrogeno e degli idruri 48814.9 Le proprietà chimiche

dei metalli alcalini (Gruppo 1) 49114.10 Le proprietà chimiche dei metalli

alcalino-terrosi (Gruppo 2) 49514.11 Gli elementi degli orbitali d:

i metalli di transizione 498Lettura. 14.1 La fissione nucleare: dai reattori

nucleari alla bomba atomica 50414.12 Gli elementi tipici

degli orbitali p 523Lettura. 14.2 I fuochi artificiali 537Lettura. 14.3 Gli stati elettronici della molecola

dell’ossigeno 539Lettura. 14.4 L’ozono: una molecola utile

o dannosa? 540

15 La nomenclatura dei compo-sti inorganici e il bilanciamen-to delle reazioni chimiche

15.1 La nomenclatura inorganica 55315.2 Il bilanciamento delle reazioni

chimiche 566Esercizi 591

16 Chimica organica generale16.1 La struttura delle molecole

organiche 59416.2 Elementi di stereochimica 60016.3 L’isomeria 602

Lettura. 16.1 Fatti e misfatti dei derivati enantiomerici 610

16.4 La polarizzazione dei legami 61316.5 La classificazione delle reazioni

organiche 615

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17 Chimica organica descrittiva17.1 Gli idrocarburi 61717.2 I derivati alogenati 62817.3 Gli alcoli 62817.4 I fenoli 63117.5 Le ammine 63217.6 Le aldeidi e i chetoni 63417.7 Gli acidi carbossilici 63817.8 I derivati degli acidi

carbossilici 64017.9 I derivati dell’acido

carbonico 64217.10 I composti a funzioni multiple

e a funzioni miste 64317.11 I polimeri 650

Lettura. 17.1 Agli albori della vita. Sinergismotra chimica organica e chimicainorganica 655

Conoscere la chimica 978-88-08-18346-0VIII

AppendiciA Costanti fisiche 663

Unità SI fondamentali 663Unità SI derivate 664Fattori di conversione 664Prefissi del SI 664Alfabeto greco 665

B Il peso atomicodegli elementi chimici 665

C Gli isotopi naturali degli elementi 666

D Le dimensioni degli atomi e dei loro ioni 668

E Energie di ionizzazione dei primi 36 elementi della Tavola periodica 671

F I Premi Nobel per la Chimica 672I Premi Nobel per la Fisica 677

Indice analitico 685

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