chimica generale fino al legame ionico
Di cosa parla
- LA MATERIA E LA SUA STRUTTURA:
- La chimica studia le proprietà e le reazioni della materia, spiegando gli stati fisici (solido, liquido, gas) tramite il livello microscopico (atomi, molecole, ioni).
- Definizioni: Elemento, Sostanza Pura, Composto, Miscela.
- La Struttura Atomica, dal concetto di Democrito, fu formalizzata da Dalton (atomi indivisibili e conservati).
- Modelli Atomici:
- Thomson (1897): Atomo come una "panettone" positivo con elettroni negativi.
- Rutherford: Nucleo denso e positivo al centro, elettroni in orbita.
- Chadwick: Scoperta del neutrone nel nucleo.
- L'atomo è prevalentemente spazio vuoto, il nucleo concentra massa e carica, gli elettroni determinano volume e proprietà chimiche.
- MASSA E QUANTITÀ DI MATERIA:
- La massa atomica è nel nucleo. Il Numero Atomico (Z) è il numero di protoni; il Numero di Massa (A) è protoni + neutroni.
- Gli Isotopi sono atomi dello stesso elemento con diverso numero di neutroni.
- L'unità di massa atomica (uma) è 1/12 della massa del Carbonio-12.
- Il Numero di Avogadro (6,02x10^23) è la costante per contare atomi e molecole.
- La Mole è la quantità di materia contenente il Numero di Avogadro di particelle, e la sua massa in grammi è pari alla massa atomica o molecolare.
- ALLOTROPIA E POLIMORFISMO:
- Allotropia: Proprietà di un elemento di esistere in diverse forme strutturali (es. Carbonio: diamante, grafite; Ossigeno: O2, O3).
- Polimorfismo: Proprietà di un composto solido di presentare più forme cristalline (es. CaCO3: aragonite, calcite), influenzando le proprietà.
- LA MECCANICA QUANTISTICA:
- L'Effetto Fotoelettrico dimostra la natura particellare della luce (fotoni) con energia quantizzata (E=hf). L'emissione elettronica dipende dalla frequenza, non dall'intensità.
- Gli Spettri Atomici evidenziano la quantizzazione degli stati energetici.
- Il Modello di Bohr introduce orbite e energie quantizzate.
- Il Modello di De Broglie associa una natura ondulatoria alla materia (λ=h/p), dove l'ampiezza dell'onda rappresenta la probabilità di localizzazione.
- Il Principio di Heisenberg afferma l'impossibilità di misurare simultaneamente posizione e quantità di moto con alta precisione.
- L'Equazione di Schrödinger descrive gli elettroni come onde stazionarie, con soluzioni che corrispondono a stati di energia costante.
- ORBITALI ATOMICI E NUMERI QUANTICI:
- Gli elettroni sono descritti da quattro numeri quantici: n (principale, dimensione/energia), l (secondario, forma), ml (magnetico, orientamento) e ms (spin, rotazione).
- L'Effetto Schermo riduce la carica nucleare efficace (Zeff = Z - S) per gli elettroni esterni.
- Il Principio di Esclusione di Pauli stabilisce che ogni orbitale può contenere al massimo due elettroni con spin opposto.
- La Regola di Hund indica che gli elettroni occupano orbitali degeneri con lo stesso spin prima di accoppiarsi.
- PROPRIETÀ PERIODICHE:
- Dipendono dalla carica nucleare efficace (Zeff).
- I Raggi Atomici (RA) diminuiscono lungo un periodo e aumentano lungo un gruppo.
- I Raggi Ionici: i cationi sono più piccoli e gli anioni più grandi dell'atomo neutro.
- L'Energia di Ionizzazione (EI), l'energia minima per rimuovere un elettrone, aumenta lungo un periodo e diminuisce lungo un gruppo.
- L'Affinità Elettronica (AE), l'energia rilasciata all'acquisizione di un elettrone, aumenta (in valore assoluto) lungo un periodo e diminuisce lungo un gruppo.
- LEGAMI CHIMICI:
- I legami coinvolgono gli elettroni di valenza per raggiungere la Regola dell'Ottetto (8 elettroni nel guscio esterno).
- Tipi di Legame:
- Ionico: Trasferimento di elettroni (es. Sali, ossidi metallici).
- Covalente: Condivisione di elettroni (es. elementi e composti molecolari).
- Metallico: In elementi metallici.
- La Lunghezza di Legame è la distanza media tra atomi legati, che decresce con l'aumentare dell'Ordine di Legame (numero di coppie di elettroni condivisi).
- L'Energia di Legame, necessaria per rompere un legame, aumenta con l'ordine di legame e diminuisce con il numero quantico principale.
- Il Ciclo di Born-Haber è uno strumento termodinamico per calcolare l'energia reticolare di composti ionici.