Atomi, molecole e ioni

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1 Atomi, molecole e ioni anione + - catione

2 Teoria atomica di Dalton 1. Un elemento è composto da particelle minuscole chiamate atomi. 2. In una normale reazione chimica, nessun atomo di nessun elemento scompare o si trasforma in un atomo di un altro elemento 3. I composti si formano per combinazione di atomi di due o più elementi. L atomo viene quindi definito come la più piccola particella di un elemento che interviene in una reazione chimica.

3 Teoria atomica di Dalton spiegò tre leggi fondamentali della chimica: 1. La legge di conservazione della massa 2. La legge della composizione costante 3. La legge delle proporzioni multiple

4 2 Cr : 3 O 1 Cr : 3 O

5 Esperimento di Thompson L atomo contiene elettroni, particelle cariche negativamente con carica negativa unitaria e massa pari a circa 1/2000 di quella dell atomo più leggero.

6 Esperimento di Rutherford Il nucleo dell atomo è pesante e carico positivamente.

7 La maggior parte della massa di un atomo (>99,9 %) è concentrata nel nucleo, anche se il volume del nucleo è molto più piccolo di quello dell atomo.

8 Numero atomico Tutti gli atomi di uno stesso elemento hanno lo stesso numero di protoni nel nucleo. Questo numero è definito come il numero atomico di un atomo. Z = numero di protoni In un atomo neutro il numero di protoni è uguale al numero di elettroni. Atomo di H: 1 protone, 1 elettrone, Z=1

9 Numero di massa e Isotopi Il numero di massa (A) di un atomo è: A = numero dei protoni + numero dei neutroni. Gli atomi di un dato elemento possono differenziarsi nel numero di neutroni!!! Atomi con lo stesso numero atomico, ma diverso numero di massa si chiamano isotopi.

10 Numero di massa A Z X Numero atomico elemento Gli isotopi dell idrogeno: 1 H, 2 H, 3 H 1 1 1

11 Tavola periodica Nomenclatura dei gruppi: IUPAC 1985.

12 Gas Liquidi Lr Lu Uuu Uun Mt Hs Bh Sg Db Rf Ra Fr Rn At Po Bi Pb Tl Hg Au Pt Ir Os Re W Ta Hf Ba Cs Xe I Te Sb Sn In Cd Ag Pd Rh Ru Tc Mo Nb Zr Y Sr Rb Kr Br Se As Ge Ga Zn Cu Ni Co Fe Mn Cr V Ti Sc Ca K Ar Cl S P Si Al Mg Na Ne F O N C B Be Li He H Yb Tm Er Ho Dy Tb Gd Eu Sm Pm Nd Pr Ce La No Md Fm Es Cf Bk Cm Am Pu Np U Pa Th Ac Solidi

13 Periodi Gruppi

14 Non metalli Semimetalli Lr Lu Uuu Uun Mt Hs Bh Sg Db Rf Ra Fr Rn At Po Bi Pb Tl Hg Au Pt Ir Os Re W Ta Hf Ba Cs Xe I Te Sb Sn In Cd Ag Pd Rh Ru Tc Mo Nb Zr Y Sr Rb Kr Br Se As Ge Ga Zn Cu Ni Co Fe Mn Cr V Ti Sc Ca K Ar Cl S P Si Al Mg Na Ne F O N C B Be Li He H Yb Tm Er Ho Dy Tb Gd Eu Sm Pm Nd Pr Ce La No Md Fm Es Cf Bk Cm Am Pu Np U Pa Th Ac Metalli

15 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun Uuu La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No

16 Numero atomico Massa atomica Prima ionizzazione (ev) 8 15, ,61 0,66 Ossigeno O [He] 2s 2 2p 4 3,5-2 Elettronegatività Numeri di ossidazione Raggio atomico (Å)

17

18 Come atomi isolati si trovano in natura solo i gas nobili: He, Ne, Ar, In generale, gli atomi tendono a combinarsi e a formare molecole e ioni Gli atomi sono uniti tra loro da grandi forze chiamate legami covalenti. Le forze tra molecole adiacenti sono, invece, abbastanza deboli.

19 Le molecole vengono rappresentate mediante formule molecolari H 2 O NH 3 CH 4 H O H H N H H H H C H H e formule di struttura

20 Ioni Quando un atomo perde o acquista elettroni si formano particelle cariche chiamate ioni. atomo Na ione Na + + e - (11p, 11e) (11p, 10e) atomo Ca ione Ca e - (20p, 20e) (20p, 18e) Gli atomi carichi positivamente vengono chiamati cationi.

21 Gli atomi dei non metalli formano ioni negativi, che vengono chiamati anioni. atomo Cl + e - ione Cl - (17p, 17e) (17p, 18e) atomo O + 2e - ione O 2- (8p, 8e) (8p, 10e) Notate che in entrambi i casi il numero dei protoni nel nucleo non cambia

22 Na + O 2- Ca 2+ Cl - Ioni monoatomici NO 3 - NH 4 + Ioni poliatomici OH - SO 4 2- Poiché un campione di materia è elettricamente neutro, i composti ionici contengono sempre sia cationi che anioni.

23 In ogni campione c è un ugual numero di ioni Na + e Cl -, ma nessuna molecola NaCl. Cl - Na + Na + Cl - Cl - Na + Cl - Na + Cl - Cl - Na +

24 Quando NaCl si scioglie in acqua, la soluzione che si forma conterrà ioni Na + e Cl -. Poiché Na + e Cl - sono particelle cariche, la soluzione sarà in grado di condurre corrente elettrica e si dice che NaCl è un elettrolita forte.

25 Gruppo N.elettroni Carica Esempi degli ioni 1 1 più del gas nobile precedente +1 Na +, K + Gli atomi 2 adiacenti 2 più del ad un+2 gas nobile Mg 2+,Ca(Gruppo 2+ 18) nella tavola gas nobile periodica tendono a formare ioni che contengono precedente lo stesso numero di elettroni 16del 2 vicino meno atomo del di -2gasOnobile 2-, S 2- gas nobile successivo 17 1 meno del gas nobile successivo -1 F -, Cl -

26 Diversi metalli che sono abbastanza distanti dai gas nobili formano ioni positivi. Molti di questi formano più di un catione. Ad es.: Fe 2+, Fe 3+ Cu +, Cu 2+

27 1. I cationi monoatomici prendono il nome del metallo da cui derivano. Na + sodio K + potassio Fe 2+ ferro (II) (-oso) Fe 3+ ferro (III) (ico) 2. Gli anioni monoatomici sono denominati aggiungendo il suffisso -uro alla radice del nome del non metallo da cui derivano. N 3- nitruro O 2- ossido H - idruro S 2- solfuro F - fluoruro Se 2- selenuro Cl - cloruro

28 3. Gli anioni poliatomici hanno nomi speciali -> vedi tabella Alcuni non metalli dei gruppi formano ossianioni (ioni poliatomici che contengono ossigeno).

29 Quando un non metallo forma due ossianioni: il suffisso ato viene usato per il composto che contiene più atomi di ossigeno, il suffisso ito per quello che ne contiene meno. NO 3- nitrato NO 2- nitrito Quando gli ossianioni sono più di due, vengono utilizzati i prefissi: per- per i composti con maggior numero di atomi di ossigeno ipo- per i composti col numero più basso di atomi di ossigeno

30 5. Il nome di un composto ionico consiste di due termini: il primo indica l anione, il secondo il catione: Cr(NO 3 ) 3 SnCl 2 nitrato di cromo (III) cloruro di stagno 6. Il nome sistematico di un composto molecolare binario che contiene due diversi non metalli consiste di due termini. Il primo è formato da: il prefisso greco appropriato indicante il numero di atomi dell elemento che nella formula appare per secondo la radice del nome del secondo elemento il suffisso uro o ido (nel caso degli ossidi).

31 Il secondo indica il nome dell elemento che compare per primo nelle formula; un prefisso greco viene usato per indicare il numero di atomi di quell elemento nella formula. N 2 O 5 pentossido di diazoto N 2 O 3 triossido di diazoto N 2 O 4 tetrossido di diazoto NO ossido di azoto

32 7. I composti molecolari binari che contengono H e che si dissociano in acqua formando ioni H + sono detti acidi. Sostanza pura HCl(g) cloruro di idrogeno HBr(g) bromuro di idrogeno HI(g) ioduro di idrogeno Soluzione acquosa H + (aq), Cl - (aq) acido cloridrico H + (aq), Br - (aq) acido bromidrico H + (aq), I - (aq) acido iodidrico 8. Gli acidi che contengono ossigeno sono detti ossiacidi. HClO 4 acido perclorico ClO 4- ione perclorato HClO 3 acido clorico ClO 3- ione clorato HClO 2 acido cloroso ClO 2- ione clorito HClO acido ipocloroso ClO - ione ipoclorito

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