Relazione: “LA CHIMICA”

Testi: Fuso Sara

Domande: Fumagalli Martina

Immagini: Maffei Federico e

Perticaroli Andrea

Prof. Massa Andrea

I GAS NOBILI SONO ELEMENTI INERTI

I gas nobili sono elementi stabili, perché i

loro atomi hanno lo strato esterno completo

con 8 elettroni (ottetto) e per questo non

tendono né a perdere né ad acquistare

elettroni non formando legami con altri atomi.

Sono anche chiamati gas inerti e gas rari,

perché sono presenti sulla Terra in quantità

molto basse.

I METALLI FORMANO IONI POSITIVI

Che cosa succede a un atomo

neutro quando perde uno o

più elettroni?

Le cariche positive dei

protoni e quelle negative

degli elettroni si sbilanciano

e la neutralità si perde:

l’atomo si trova con un

eccesso di cariche positive, tante quanti sono gli elettroni perduti e si trasforma in uno ione positivo.

L’atomo di sodio, perdendo 1 elettrone, si trasforma in ione sodio indicato come Na+ (“+” significa 1 carica positiva); l’atomo di

calcio, perdendo 2 elettroni si trasforma in ione calcio Ca++, con due cariche positive.

I NON METALLI FORMANO IONI NEGATIVI

Quando un atomo neutro acquista 2 o più elettroni, si trova

ad avere “un’eccedenza” di tante cariche negative quanti

sono gli elettroni acquistati: si trasforma, cioè, in 1 ione

negativo. L’atomo di cloro, acquistando 1 elettrone, si

trasforma nello ione cloro Cl- con una carica negativa.

L’ossigeno, acquistando 2 elettroni, si trasforma nello ione

ossigeno O--, con 2 cariche negative.

Elementi che non diventano ioni

Quando gli elettroni esterni arrivano a essere 4,

come nel caso del carbonio, l’elemento è per così dire

“combattuto” tra l’acquisto e la cessione degli

elettroni.

Il più delle volte, gli atomi di questi elementi, non

diventano ioni, ma mettono in comune i loro elettroni

con quelli di altri atomi.

IL LEGAME IONICO: ATTRAZIONI FRA IONI DI CARICA OPPOSTA

Fra 2 ioni di carica opposta che si

attraggono fortemente, si stabilisce

un’attrazione elettrostatica,

chiamata legame ionico.

Per esempio il sodio e il cloro danno

luogo al cloruro di sodio (NaCl), che

essendo formato da ioni è un

composto ionico.

IL LEGAME COVALENTE: ELETTRONI IN COMUNE TRA GLI ATOMI

Il legame covalente si stabilisce fra atomi che mettono in comune alcuni elettroni.

Nei legami covalenti tra atomi diversi, come quello fra idrogeno e cloro, nella molecola di cloruro di idrogeno, o acido cloridrico

HCl, la condivisione degli elettroni non è mai esattamente alla pari, perché c’è sempre un atomo che attira gli elettroni più di un

altro.

IL LEGAME METALLICO: ELETTRONI CHE SI MUOVONO LIBERAMENTE

In un metallo, gli elettroni dello strato più esterno, sono molto mobili e tendono ad allontanarsi dagli atomi. Gli atomi tendono ”a

vagare” tra essi.

Tra il “mare di elettroni” e gli ioni positivi che in esso sono immersi si stabilisce un’attrazione che costituisce il legame metallico.

Gli elettroni “vaganti” sono quelli che conferiscono ai metalli la tipica proprietà di essere buoni conduttori di energia elettrica.

LE EQUAZIONI CHIMICHE

Le reazioni chimiche si rappresentano con una

particolare uguaglianza chiamata equazione

chimica.

A sinistra del segno di uguaglianza si scrivono le

formule dei reagenti e a destra quelle dei prodotti.

Le equazioni chimiche non ci indicano solo quali sono

i reagenti e i prodotti ma anche quante molecole di

reagenti e prodotti sono coinvolte.

L’equazione infatti deve rispettare la legge della

conservazione della massa e tutti gli atomi presenti a sinistra si devono ritrovare anche a destra.

I COMPOSTI DELL’OSSIGENO

Tra le reazioni a noi più familiari, ve ne sono moltissime a cui partecipa l’ossigeno, che possiamo chiamare ossidazioni.

GLI OSSIDI BASICI SI FORMANO DA: METALLO + OSSIGENO

Quando un metallo reagisce con l’ossigeno, si forma un ossido chiamato anche ossido basico(si dice che il metallo si è ossidato).

Per esempio il ferro reagisce a temperatura ambiente con l’ossigeno e si forma un particolare ossido di ferro (ossido ferrico

Fe2O3).

GLI OSSIDI ACIDI, O ANIDRIDI, SI FORMANO DA NON METALLO + OSSIGENO

Quando un non metallo reagisce con l’ossigeno, si forma

un ossido chiamato anche ossido acido o anidride. La reazione del carbonio con l’ossigeno è una

combustione ed è descritta dall’ equazione:

C + O2 CO2

CARBONIO OSSIGENO ANIDRIDE

CARBONICA

L’anidride carbonica viene anche detta diossido( o biossido) di carbonio. Quando

l’ossigeno è scarso, il carbonio reagisce formando il monossido di carbonio, CO, secondo la reazione:

2C + O2 2CO

Il monossido di carbonio è un gas velenosissimo e mortale.

La reazione tra lo zolfo,S, e l’ossigeno molecolare,O2, è descritta dalla equazione:

S + O2 SO2

GLI IDROSSIDI SONO BASI CHE SI FORMANO DA OSSIDO + ACQUA

Quando un ossido reagisce con l’acqua, si forma un composto chiamato idrossido.

Per esempio l’ossido di calcio viene anche chiamato calce viva perché reagisce velocemente con l’ acqua.

CaO + H2O Ca(OH)2

Gli idrossidi sono delle basi: le basi sono composti che in acqua rilasciano ioni OH-.

GLI OSSIACIDI SI FORMANO DA: ANIDRIDE CARBONICA + ACQUA

Quando un’anidride reagisce con l’acqua si forma un composto chiamato ossiacido.

Per esempio l’anidride solforosa,SO2, reagisce con l’acqua, formando l’acido solforoso, H2SO3, secondo la reazione:

SO 2 + H2O H2SO3

LE SOLUZIONI SONO MISCELE OMOGENEE

Una soluzione è un miscuglio omogeneo di due o più sostanze pure.

In una soluzione si distinguono il solvente, che è in genere la sostanza presente in quantità maggiore e il soluto presente in quantità minore. I soluti possono essere anche più di uno.

LA MOLECOLA DELL’ACQUA

La molecola dell’acqua è formata due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno.

NELL’ACQUA PURA C’È UNA UGUALE QUANTITÀ DI IONI H+ E OH-

Anche una soluzione può essere neutra purché la quantità di ioni H+ eguagli a quella degli ioni OH-.

Una soluzione è basica quando la concentrazione di ioni H+ supera quella degli ioni OH-.

Una soluzione è acida quando la concentrazione di ioni OH- supera quella degli ioni H+.

IL PH ( pi acca) MISURA LA CONCENTRAZIONE DEGLI IONI H+

Il ph assume valori da 0 a 14. Da 0 a 7 la soluzione è acida.7 la soluzione è neutra.

Da 7 a 14 la soluzione è basica.

GLI INDICATORI

Gli indicatori sono sostanze che cambiano il loro colore a seconda del ph della soluzione.

L’indicatore di più facile uso è la cartina al tornasole: essa diventa rossa in soluzione acida e azzurra in soluzione basica.

DOMANDE SULL’UNITA’

Che cosa si intende per fenomeno chimico?

Un fenomeno chimico è una trasformazione che non cambia la natura delle sostanze.

Perchè la fusione del ghiaccio è un fenomeno fisico?

La fusione del ghiaccio è un fenomeno fisico perchè la sostanza “acqua” rimane sempre acqua.

Che cos’è un fenomeno chimico?

Un fenomeno chimico è quando avviene la trasformazione delle sostanze in sostanze completamente diverse.

Che cosa sono i reagenti di una reazione chimica?

I reagenti sono le sostanze di partenza di una reazione chimica.

E che cosa sono i prodotti?

I prodotti sono le trasformazioni dei reagenti in sostanze con caratteristiche differenti.

Quali sono i reagenti e quali i prodotti nella combustione del legno?

I reagenti nella combustione del legno sono: il legno e l’ossigeno.

I prodotti sono: l’anidride carbonica, il vapore acqueo e la cenere.

Che cosa afferma la legge della conservazione della massa?

La legge afferma: in una reazione chimica la massa dei prodotti di reazione è uguale alla massa dei reagenti.

Questa legge è stata formulata nel 1789 da Lavoisier.

Che cos’è una molecola di una sostanza?

La molecola di una sostanza è la più piccola particella di quella sostanza che ancora ne conserva tutte le proprietà.

Che cos’è un elemento chimico?

Un elemento chimico è una sostanza che non può essere scomposta in altre sostanze più semplici.

Che cos’è un atomo?

Un atomo è la più piccola parte di un elemento che ne conserva le proprietà.

Perchè l’acqua e il metano sono composti?

L’acqua e il metano sono composti perchè risultano dalla combinazione di atomi di due o più elementi differenti. La loro formula ci

fa capire quali atomi sono presenti nella sua molecola.

Quali particelle compongono l’atomo?

Le particelle che compongono l’atomo sono tre: protoni, neutroni ed elettroni.

Quali particelle formano il nucleo?

Formano il nucleo i protoni e i neutroni; metre gli elettroni si muovono intorno a esso.

Che tipo di carica elettrica porta un elettrone? E un protone? E un neutrone?

• Un elettrone porta una carica elettrica negativa.

• Un protone porta una carica elettrica positiva.

• Un neutrone non possiede alcuna carica elettrica.

Che cos’è il numero atomico?

Il numero atomico è il contrassegno di identità di un atomo rappresentato dal numero dei protoni che contiene.

Che cos’è il peso atomico?

Il peso atomico esprime quante volte l’atomo di un elemento pesa di più della dodicesima parte dell’atomo di carbonio con numero

di massa 12.

Come si dispongono gli elettroni intorno al nucleo?

Gli elettroni si dispongono nei vari strati a partire da quello più interno.

Lo strato più interno può contenere solo 2 elettroni, il secondo e il terzo possono contenere fino a 8 elettroni ciascuno.

Come sono ordinati gli elementi nella tavola periodica?

Gli elementi nella tavola periodica sono in ordine crescente di numero atomico.

Che cosa sono i periodi e i gruppi della tavola periodica?

I periodi nella tavola periodica sono le righe orizzontali dove sono disposti gli elementi e i gruppi sono le colonne verticali.

I metalli tendono a cedere o ad acquistare elettroni? E i non metalli?

I metalli tendono a cedere elettroni esterni mentre i non metalli ad acquistare elettroni.

Perchè i gas nobili sono detti gas inerti?

I gas nobili sono detti gas inerti perchè non formano legami con altri atomi e non partecipano a reazioni chimiche.

Perchè i metalli formano ioni positivi?

I metalli formano ioni positivi perchè le cariche positive dei protoni e quelle negative degli elettroni si sbilanciano e la neutralità

si perde.

Perchè i non metalli formano ioni negativi?

I non metalli formano ioni negativi perchè quando un atomo neutro acquista uno o più elettroni si trova ad avere una “eccedenza”

di tante cariche negative quanti sono gli elettroni acquistati.

Che cos’è un legame chimico?

Un legame chimico è la forza attrattiva che tiene unita gli atomi all’interno delle molecole.

Che cosa è un legame ionico?

Un legame ionico è un’attrazione elettrostatica che si stabilisce tra due ioni con carica opposta.

Che caratteristica devono avere due elementi per formare un legame ionico?

Due elementi per formare un legame ionico devono essere di carica opposta.

Perchè nel cloruro di sodio c’è un legame ionico?

Nel cloruro di sodio c’è un legame ionico perchè è formato dal sodio e dal cloro.

Che cos’è un legame covalente?

Un legame covalente si stabilisce tra atomi che mettono in comune alcuni elettroni.

In che cosa differisce il legame covalente dal legame ionico?

Nel legame covalente ci sono alcuni elettroni in comune tra gli atomi, mentre, nel legame ionico c’è un’attrazione elettrostatica

tra due ioni con carica opposta.

Perchè i metalli sono buoni conduttori dell’elettricità?

I metalli sono buoni conduttori dell’elettricità perchè il legame metallico è formato da elettroni “vaganti” che gli conferiscono

questa proprietà.

Che cosa si intende per equazione chimica?

Per equazione chimica si intende per reazioni chimiche che si presentano con una particolare uguaglianza.

Come si forma l’ossido di un metallo?

L’ossido di un metallo si forma con il metallo e l’ossigeno. Questo ossido è anche chiamato ossido basico.

Che cos’è una reazione di combustione?

Una reazione di combustione è la reazione tra il metallo e l’ossigeno; si sviluppa molto calore e si produce una fiamma.

Quali sono i reagenti nella reazione di formazione della ruggine?

I reagenti nella reazione di formazione della ruggine sono: il ferro e l’ossigeno dell’aria.

Che cos’è un’anidride?

Un’anidride è un ossido formato da un non metallo che reagisce con l’ossigeno.

Quali sono i reagenti necessari per produrre l’anidride carbonica?

I reagenti per produrre l’anidride carbonica sono il carbonio e l’ossigeno.

Quando si forma il pericoloso monossido di carbonio?

Il monossido di carbonio si forma quando l’ossigeno è scarso.

Come si forma un idrossido?

L’idrossido è un composto formato da un ossido che reagisce con l’acqua.

Che cosa succede quando una base è a contatto con l’acqua?

Quando una base è a contatto con l’acqua rilascia un ione OH¯.

Perchè l’acqua distillata è neutra?

L’acqua distillata è neutra perchè il numero di ioni H è uguale al numero di ioni OH¯.

Quando una soluzione è acida? Quando è basica? Una soluzione è acida quando la concentrazione di ioni H supera quella degli ioni OH¯. Una soluzione è basica quando la

concentrazione di ioni OH¯ supera quella degli ioni H.

Che cos’è il pH di una soluzione?

Il pH è una grandezza che serve per misurare la concentrazione di ioni idrogeno in una soluzione.

È più acida una soluzione con pH 2 o una con pH 5? Una soluzione con pH 2 è più acida di una soluzione con pH 5.

Che cosa sono gli indicatori?

Gli indicatori sono sostanze che cambiano il loro colore secondo il pH della soluzione.

Come “funziona” la cartina al tornasole?

La cartina al tornasole indica se la soluzione è acida o basica.

Se diventa rossa la soluzione è acida e se diventa azzurra la soluzione è basica.