Corso di Chimica Generale e Inorganica

Transcript

1 Corso di Chimica Generale e Inorganica Prof. Manuel Sergi Testi consigliati: QUALSIASI TESTO UNIVERSITARIO DI CHIMICA GENERALE VA BENE! Sacco, Pasquali, Marchetti Chimica generale e inorganica Casa Editrice Ambrosiana Manotti Lanfredi, Tiripicchio Fondamenti di chimica Casa Editrice Ambrosiana Kotz, Treichel Chimica EdiSes J.E. Brady, J.R. Holum, Chimica, Ed. Zanichelli P.W. Atkins, Chimica Generale, Ed. Zanichelli Bertini, Luchinat, Mani, Chimica Casa Editrice Ambrosiana SCIENZA CHE STUDIA LE PROPRIETÀ DELLE SOSTANZE, IL LORO COMPORTAMENTO E PROCESSI DI TRASFORMAZIONE 1

2 LA MATERIA CARATTERIZZAZIONE DELLA MATERIA TRAMITE PROPRIETÀ MACROSCOPICHE CLASSIFICAZIONE SOLIDO LIQUIDO GASSOSO SISTEMI OMOGENEI ED ETEROGENEI FASE: PORZIONE DI MATERIA DELIMINATA E CARATTERIZZATA IN TUTTE LE SUE PARTI DALLE STESSE PROPRIETÀ SISTEMA OMOGENEO UNA SOLA FASE leghe metalliche, aria, vino, sono miscele omogenee SISTEMA ETEROGENEO PIÙ FASI Legno, granito, suolo, nebbia, latte 2

3 PROPRIETÀ FISICHE: SONO CARATTERISTICHE CHE POSSONO ESSERE OSSERVATE SENZA MODIFICARE L IDENTITÀ CHIMICA PROPRIETÀ CHIMICHE: CAPACITÀ A DAR LUOGO A REAZIONI CHIMICHE REAZIONE CHIMICA: PROCESSO IN CUI UNA O PIÙ SOSTANZE MODIFICANO L IDENTITÀ CHIMICA ELEMENTI E COMPOSTI ELEMENTO: SOSTANZA PURA CHE NON PUÒ ESSERE TRASFORMATA CHIMICAMENTE IN ALTRE SOSTANZE PIÙ SEMPLICI (azoto, carbonio, idrogeno, ossigeno) COMPOSTO: SOSTANZA PURA CHE SOTTOPOSTA A PROCESSI CHIMICI SI DECOMPONE IN ALTRE SOSTANZE PIÙ SEMPLICI (sale da cucina, zucchero, anidride carbonica, metano) SIMBOLI CHIMICI AD OGNI ELEMENTO VIENE ASSEGNATO UN SIMBOLO IDROGENO SODIO POTASSIO FERRO PIOMBO H Na K Fe Pb 3

4 Gli Elementi di Mendelejev LEGGE DI CONSERVAZIONE DELLA MASSA IN UNA REAZIONE CHIMICA LA MASSA TOTALE DELLE SOSTANZE CHE ENTRANO IN REAZIONE È UGUALE A QUELLA DELLE SOSTANZE OTTENUTE ALLA FINE DELLA REAZIONE LEGGE DI PROUST O DELLE PROPORZIONI DEFINITE IN UN COMPOSTO CHIMICO LE MASSE DEGLI ELEMENTI SONO SEMPRE PRESENTI IN UN RAPPORTO DEFINITO E COSTANTE 4

5 TEORIA ATOMICA DI DALTON LA MATERIA È COSTITUITA DA PARTICELLE PICCOLISSIME E INDIVISIBILI CHIAMATE ATOMI; L ATOMO È LA PIÙ PICCOLA PARTE DI UN ELEMENTO; GLI ATOMI DI UNO STESSO ELEMENTO SONO TUTTI UGUALI E HANNO LA STESSA MASSA; LE REAZIONI CHIMICHE AVVENGONO FRA ATOMI INTERI; IN UNA REAZIONE CHIMICA GLI ATOMI CONSERVANO LA LORO IDENTITÀ AVOGADRO VOLUMI UGUALI DI GAS DIVERSI, NELLE STESSE CONDIZIONI DI TEMPERATURA E DI PRESSIONE, CONTENGONO LO STESSO NUMERO DI MOLECOLE La Mole Una MOLE e la quantità di sostanza che contiene tante unità elementari quanti sono gli atomi contenuti in 12 g esatti dell isotopo 12 del carbonio. Gli atomi contenuti in 12 g esatti di 12 C sono : 6.022x = Numero di Avogadro 5

6 Quanto è grande ? Se vinceste una mole di lire il giorno della vostra nascita, spendendo un miliardo al secondo per il resto della vostra vita, il giorno del 90 compleanno avreste ancora il 99,999% della somma iniziale. Se rovesciate un bicchiere d acqua sulla costa adriatica, immaginando un perfetto mescolamento degli oceani, un bicchiere d acqua raccolto nel mare della Polinesia conterrebbe almeno 100 molecole d acqua originali. Quanto pesa una mole di H? Un atomo di H pesa 1 UMA: 1/12 di un atomo di 12 C. Una mole di H peserà pertanto 1/12 di una mole di 12 C: 1g. Ed una mole di O? Un atomo di O pesa 16: i 16/12 di un atomo di 12 C. Una mole di atomi di O pesa pertanto i 16/12 di una mole di atomi di 12 C: 16 g!! 6

7 Multipli delle Unità SI Fattore Prefisso Simbolo Exa E Peta P Tera T 10 9 Giga G 10 6 Mega M 10 3 Chilo K 10-3 milli m 10-6 micro m 10-9 nano n pico p femto f Sistema SI Lunghezza - metro -m Massa - chilogrammo - kg Tempo - secondo - s Corrente elettrica - Ampère - A Temperatura - Kelvin - K Quantità di materia - mole - mol Intensità luminosa - candela - cd MOLECOLE H 2 C 2 O 4 NUMERI DI ATOMI PRESENTI NELLA MOLECOLA 7

8 FORMULE CHIMICHE COEFFICIENTE DI REAZIONE O STECHIOMETRICO 2H 2 + O 2 REAGENTI 2H 2 O PRODOTTI SIMBOLI s l g aq D SOLIDO LIQUIDO GAS SOLUZIONE ACQUOSA CALORE REAZIONE IRREVERSIBILE REAZIONE REVERSIBILE SVILUPPO DI GAS PRECIPITATO C (s) + O 2(g) CO 2(g) Peso Atomico e Mole Si può pertanto generalizzare che il peso di una mole di qualunque elemento è pari al suo peso atomico espresso in grammi. Analogamente il peso di una mole di molecole di qualunque sostanza è pari al peso in grammi corrispondente al peso molecolare. 8

9 I MODELLI IL MODELLO ATOMICO DELLA MATERIA IL MODELLO ELETTRONICO DELL ATOMO IL MODELLO DEL LEGAME CHIMICO FINE 9