Corso Geochimica

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1 Corso Geochimica Il termine geochimica venne usato per la prima volta dal chimico svizzero-tedesco Christian Friedrich Schönbein nel Dall etimologia della parola si capisce subito che il campo della geochimica e dato dall unione delle discipline della geologia e della chimica. In geochimica usiamo gli strumenti della chimica per risolvere problemi geologici; cioe usiamo la chimica per capire la Terra e il suo funzionamento. Costanza Bonadiman (bdc@unife.it)

2 Corso Geochimica

3 Tabella periodica sulla base del Numero Atomico (numero di protoni nel nucleo, Z) La Tabella Periodica mostra i simboli e i numeri atomici degli elementi che sono presenti in natura. Molte tabelle periodiche piu vecchie numerano i gruppi come IA-VIIIA and IB-VIIB. Questa versione utilizza la moderna Convenzione IUPAC (The International Union of Pure and Applied Chemistry).

4 .test d ingresso Concetti (terminologia) acquisiti: Numero Atomico? Numero di massa? Isotopi? Unita di massa atomica? peso atomico (atomic weight)?

5 Come per la maggior parte delle teorie, la Tavola Periodica di Mendeleyev ha subito diverse revisioni dalla sua prima versione. Tra le piu importanti, noi organizziamo oggi la tabella periodica sulla base del Numero Atomico (numero di protoni, Z) piuttosto che sulla base del peso atomico. Il numero atomico di un elemento e la piu importante delle proprieta ed e determinata dal numero di protoni nel nucleo (quindi i termini numero atomico e numero di protoni sono sinonimi). Il numero di protoni determina il numero degli elettroni e come questi elettroni sono organizzati. Numero di massa A 2He 4 Numero atomico = numero di protoni = Z La massa di un atomo e funzione sia del numero di protoni che del numero di neutroni. Generalmente, diversi numeri di neutroni possono combinarsi con un dato numero di protoni a formare un nucleo stabile (discuteremo la stabilita nucleare in dettaglio piu avanti). Questo da origine a diversi isotopi dello stesso elemento, cioe atomi che hanno lo stesso numero atomico ma masse diverse. Per esempio, l elio ha due isotopi stabili: 3 He e 4 He. Entrambi 3 He e 4 He hanno 2 protoni (e un numero uguale di elettroni), ma 4 He ha 2 neutroni mentre 3 He ne ha solo 1.

6 Isotopi Stesso Z (numero atomico = numero protoni), diverso A (numero di massa = numero protoni + numero neutroni; dovuto al diverso numero di neutroni) Notazione per un nuclide: 14 C 6 Al variare di n diversi isotopi di un elemento 12 C 13 C 14 C

7 Isotopi dell idrogeno

8 Unita di massa atomica Le masse degli atomi sono troppo piccole per essere espresse in grammi e per questo e stata definita l unita di massa atomica (amu, atomic mass unit) come 1/12 della massa del 12 C. In altre parole, la massa del 12 C e arbitrariamente fissata a 12 amu e le masse di tutti gli altri nuclidi e particelle subatomiche sono espresse rispetto a quella del 12 C.

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10 Il peso atomico (atomic weight) di un elemento dipende sia dalle masse dei suoi vari isotopi sia dall abbondanza relativa di questi isotopi: Il peso atomico di un elemento e quindi la media pesata delle masse degli isotopi costituenti.

11 Il peso atomico (atomic weight) di un elemento dipende sia dalle masse dei suoi vari isotopi sia dall abbondanza relativa di questi isotopi: Il peso atomico di un elemento e quindi la media pesata delle masse degli isotopi costituenti.

12 Pesi atomici degli elementi Se si conoscono le masse degli isotopi naturali di un elemento e le loro abbondanze, allora possiamo calcolare il peso atomico (atomic weight) di quell elemento. Il peso atomico di un elemento e la somma delle masse dei suoi isotopi naturali pesate in accordo con l abbondanza di ogni singolo isotopo espressa come frazione decimale Isotope Cl Cl Mass Abundance Atomicweight amu

13 Cosmochimica Cap (Principle and Applications of Geochemistry, Faure) Letture consigliate: Cap. 10- Geochemistry, White Elements: vol 7 (n.1),