CHIMICAMENTE. Lezioni del prof. Puletti Classe II B

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1 CHIMICAMENTE Lezioni del prof. Puletti Classe II B Scuola Media PIO X Artigianelli A.S

2 PERCORSO - cos è la materia e da cosa è costituita - le particelle atomiche fondamentali: protoni, neutroni ed elettroni - evoluzione dei modelli atomici - gli orbitali e la regola dell Aufbau - la tavola periodica degli elementi - gli atomi si aggregano: le molecole - le reazioni e le equazioni chimiche Attività di laboratorio

3 Informazioni tecniche prima di cominciare Questa presentazione non sostituisce il lavoro da fare sul libro ma serve per sottolineare quali sono le parti più importanti da trattenere. 1. Scaricate questa presentazione dal sito della scuola. 2. Come attività di laboratorio costruiremo dei modelli di atomi in classe. Per questo è necessario acquistare del materiale che poi vi dirò. 3. Stampatevi a colori la Tavola Periodica di cui trovate il link in questa presentazione.

4 Laboratorio di chimica a scuola Costruiamo gli atomi Materiale necessario - Plastilina colorata (vari colori, soprattutto rosso, verde, giallo, blu) - Stuzzicadenti da spiedini (più lunghi) Cosa costruire Atomi: 1.Idrogeno, 2.Carbonio, 3.Ossigeno, 4.Elio, 5.Neon, 6.Kripton, 7.Potassio, 8.Sodio, 9.Piombo Molecole: Acqua, anidride carbonica, ammoniaca, glucosio

5 Alcune domande (di ripasso) per iniziare 1a. Cos è la massa? 1b. Qual è la sua unità di misura? È la quantità di materia posseduta da un corpo Si misura con il Kg m 2a. Cos è il volume? 2b. Qual è la sua unità di misura? È lo spazio occupato da un corpo Si misura con il m 3 3a. Cos è la densità? 3b. Qual è la sua unità di misura? È il rapporto tra massa e volume di un corpo Si misura con il Kg m /m 3

6 Alcune domande (di ripasso) per iniziare 1a. Cos è la massa? 1b. Qual è la sua unità di misura? 2a. Cos è il volume? 2b. Qual è la sua unità di misura? È la quantità di materia posseduta da un corpo Si misura con il Kg m È lo spazio occupato da un corpo Si misura con il m 3 Dunque: cos è la materia? [DEFINIZIONE] Con la parola materia si indica qualsiasi cosa abbia una massa e occupi uno spazio oppure anche la sostanza di cui gli oggetti fisici sono composti

7 Di cosa è fatta la materia? ovvero: l infinitamente piccolo Quello che - ad oggi - è considerato l unità fondamentale della materia si chiama ATOMO MA COME E FATTO UN ATOMO?

8 Di cosa è fatta la materia? ovvero: l infinitamente piccolo I modelli atomici di Thomson, Rutherford e Bohr Il panettone di Thomson (1898) Thomson propose il primo modello fisico dell'atomo. Immaginò che un atomo fosse costituito da una sferetta di materia caricata positivamente (protoni e neutroni non erano stati ancora scoperti) in cui gli elettroni negativi (da poco scoperti) erano immersi.

9 Di cosa è fatta la materia? ovvero: l infinitamente piccolo Rutherford (1911) I modelli atomici di Thomson, Rutherford e Bohr Fece un esperimento cruciale per mettere alla prova il modello di Thomson. Propose un modello di atomo in cui quasi tutta la massa dell'atomo è concentrata in una porzione molto piccola, il cosiddetto nucleo (caricato positivamente) e gli elettroni gli ruotano attorno così come i pianeti ruotano attorno al sole. Il modello di Rutherford ha però un grande "difetto" che lo mette in crisi. Secondo la teoria elettromagnetica una carica in movimento accelerato (non in moto rettilineo uniforme) emette onde elettromagnetiche e quindi perde energia. Per questo motivo, gli elettroni dell'atomo di Rutherford, perché ruotano su orbite circolari, dovrebbero emettere onde elettromagnetiche e quindi, perdendo energia, cadere nel nucleo cosa che invece non accade, perché gli atomi sono oggetti molto stabili (la materia appare normalmente stabile).

10 Di cosa è fatta la materia? ovvero: l infinitamente piccolo I modelli atomici di Thomson, Rutherford e Bohr Le correzioni di Bohr a Rutherford (1913) Nel 1913 Bohr propose una modifica concettuale al modello di Rutherford. Pur accettandone l'idea di "modello planetario", postulò che gli elettroni avessero a disposizione orbite di "parcheggio fisse nelle quali non emettono né assorbono energia. Un elettrone emette od assorbe energia elettromagnetica sotto forma di onde elettromagnetiche solo se "salta" da un'orbita all'altra. Questa idea, non compatibile con le leggi della fisica classica (di Newton), si basa sulle idee della nascente meccanica quantistica.

11 Di cosa è fatta la materia? ovvero: l infinitamente piccolo I modelli atomici di Thomson, Rutherford e Bohr Le correzioni di Bohr a Rutherford (1913) Nel 1913 Bohr propose una modifica concettuale al modello di Rutherford. Pur accettandone l'idea di "modello planetario", postulò che gli elettroni avessero a disposizione orbite di "parcheggio fisse nelle quali non emettono né assorbono energia. Un elettrone emette od assorbe energia elettromagnetica sotto forma di onde elettromagnetiche solo se "salta" da un'orbita all'altra. Questa idea, non compatibile con le leggi della fisica classica (di Newton), si basa sulle idee della nascente meccanica quantistica.

12 Quali sono le componenti principali di un atomo? - + SALI DI LITIO Caratteri chimici del Litio NEUTRONE Numero di protoni: 3 Numero di neutroni: 4 Massa atomica (protoni + neutroni): 7 + PROTONE Numero atomico (num. di protoni o elettroni): 3 - ELETTRONE

13 La tavola periodica: dov è il Litio? Nato a Tobol'sk (Siberia), 8 febbraio 1834 Morto a San Pietroburgo nel Scarica dal link qui riportato e stampa (a colori!) la tavola periorica GRUPPI PERIODI

14 Principio di costruzione della configurazione elettronica di un atomo detto Regola Aufbau (=costruzione)

15 Cosa è l ORBITALE? Alla base del principio dell aufbau c è il Principio di minima energia: ogni elettrone occupa l'orbitale disponibile a energia più bassa.

16 Utilizziamo la regola dell AUFBAU Seguendo la regola dell aufbau disponi gli elettroni di questi atomi: III II I - Idrogeno - Elio - Ossigeno - Fosforo - Litio - Carbonio - Neon - Argon

17 Laboratorio di chimica a scuola Costruiamo gli atomi Materiale necessario - Plastilina colorata (vari colori, soprattutto rosso, verde, giallo, blu) - Stuzzicadenti da spiedini (più lunghi) Cosa costruire Atomi: 1.Idrogeno, 2.Carbonio, 3.Ossigeno, 4.Elio, 5.Neon, 6.Kripton, 7.Potassio, 8.Sodio, 9.Piombo Molecole: Acqua, anidride carbonica, ammoniaca, glucosio

18 La fotosintesi come esempio di reazione chimica Reazioni ed equazioni chimiche Che differenza c è tra equazione chimica e reazione chimica? La reazione chimica è un fenomeno chimico (che consiste in una trasformazione della materia) L equazione chimica è la rappresentazione di tale fenomeno FENOMENO EQUAZIONE Luce 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 (6 Anidride carbonica) + (6 Acqua) (Glucosio) + (6 Ossigeno)