la struttura dell atomo

Transcript

1

2 CAPITOLO 1 la struttura dell atomo Prerequisiti - Concetti... 2 Prova di ingresso... 4 Unità 1 atomo e quanti di energia La natura elettrica dell atomo... 7 L esperimento di Rutherford... 8 L atomo nucleare La radiazione elettromagnetica I quanti di energia per saperne di più Lo spettro del corpo nero e la catastrofe ultravioletta. 13 verso e le competenze 1 Il volume nucleare Unità 2 Il modello atomico di Bohr L atomo di Bohr chimica in pillole I fuochi d artificio Le energie di ionizzazione verso e le competenze 2 Spettroscopio low cost unità 3 Il dualismo onda-particella L elettrone-onda chimica in pillole Il principio di complementarità per saperne di più Uno sguardo sul mondo dei quanti Il concetto di orbitale verso e le competenze 3 Build a glossary unità 4 Il modello quantomeccanico: orbitali e numeri quantici I numeri quantici Gli orbitali s, p, d, f verso e le competenze 4 Orbitali gonfiabili unità 5 Ordine e regole dello spazio orbitale L energia degli orbitali L ordine di riempimento degli orbitali e la configurazione elettronica totale verso e le competenze 5 Ordine di riempimento degli orbitali laboratorio delle competenze A Storia dei modelli atomici laboratorio delle competenze B Scalini quantici sintesi dei concetti e quesiti esercizi Spettroscopia chimica Animazione Energia di ionizzazione e livelli energetici La struttura elettronica degli elementi Effetto fotoelettrico Luci al neon e altre lampade a scarica Scheda di laboratorio Analisi alla fiamma e spettoscopia LospettrodelSole Il modello elettronico a gusci Configurazione elettronica totale degli elementi V

3 CAPITOLO 2 struttura elettronica e proprietà periodiche Unità 6 la struttura del sistema periodico Periodicità delle proprietà degli elementi Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi verso e le competenze 6 The development of the Periodic Table Unità 7 dalla configurazione alle proprietà periodiche Configurazione elettronica esterna Configurazione elettronica e proprietà degli elementi verso e le competenze 7 La battaglia navale unità 8 Proprietà periodiche degli elementi Volume atomico e raggio atomico Energia di ionizzazione e affinità elettronica Elettronegatività Il carattere metallico verso e le competenze 8 Quattro nuovi elementi chimici laboratorio delle competenze C La Tavola periodica rotonda laboratorio delle competenze D Recognize mysterious elements sintesi dei concetti e quesiti esercizi Tavola periodica e numeri quantici Elettronegatività Animazione Tavola periodica interattiva Raggio atomico e salinità dell oceano VI

4 CAPITOLO 3 legame chimico Unità 9 stabilità degli atomi e regola dell ottetto I legami chimici La configurazione stabile a bassa energia e la regola dell ottetto. 65 verso e le competenze 9 Bilie e molle Unità 10 I legami intramolecolari Legame chimico e posizione degli elementi nel Sistema periodico Il legame covalente omopolare ( E < 0,5) Formula di struttura di Lewis La teoria del legame di valenza chimica in pillole Linus Pauling, uno scienziato «rivoluzionario» Gli orbitali molecolari: un primo sguardo Il legame covalente eteropolare (0,5 E < 1,7) per saperne di più Regole per ricavare le strutture di Lewis delle molecole Il legame covalente dativo Il legame ionico ( E 1,7) Il legame metallico Legami primari e differenza di elettronegatività Legami e orbitali molecolari Orbitali molecolari di legame e di antilegame Orbitali molecolari nelle molecole degli elementi del secondo periodo verso e le competenze Progetta un quiz Unità 11 I legami intermolecolari I legami chimici secondari Le interazioni di Van der Waals Il legame idrogeno Il legame ione-dipolo Energia e lunghezza di legame verso e le competenze La tensione superficiale laboratorio delle competenze E Same element, different substances.. 91 laboratorio delle competenze F Energia di legame laboratorio delle competenze G The covalent bond between two atoms 92 sintesi dei concetti e quesiti esercizi I legami chimici Animazione Il legame covalente Il legame ionico e il legame metallico Polarità delle molecole Scheda di laboratorio Decomposizione di una sostanza pura con il calore L energia di legame e la degradazione dei minerali VII

5 CAPITOLO 4 Forma delle molecole e proprietà delle sostanze Unità 12 la forma delle molecole Angolo di legame e forma delle molecole Il modello VSEPR verso e le competenze La forma delle molecole Unità 13 L ibridazione degli orbitali e la risonanza La teoria degli orbitali ibridi Ibridi di risonanza verso e le competenze Molecule shapes per saperne di più Espansione dell ottetto Unità 14 Legami, polarità e solubilità Forma e polarità delle molecole Polarità e miscibilità La formazione delle soluzioni Soluzioni di un solido in un liquido verso e le competenze Il simile scioglie il simile laboratorio delle competenze H Shape and polarity of molecules laboratorio delle competenze I Quale colore è più polare? sintesi dei concetti e quesiti esercizi Forma delle molecole ed elettricità Conducibilità elettrica delle sostanze Dal modello VSEPR al modello VSED L accumulo e la carenza di vitamine negli organismi Forma delle molecole VIII

6 CAPITOLO 5 nomi e formule dei composti chimici Unità 15 costruire una formula chimica La formula di un composto La valenza Numero di ossidazione Calcolo del numero di ossidazione Numero di ossidazione e formule verso e le competenze Le formule impossibili Unità 16 Criteri di nomenclatura Il nome delle sostanze allo stato elementare Criteri generali di nomenclatura chimica Criteri generali della nomenclatura tradizionale Criteri generali della nomenclatura IUPAC verso e le competenze Diversi nomi, stessa sostanza Unità 17 Nomenclatura di idruri, ossidi basici, idrossidi Composti contenenti metalli Idruri (metallo + idrogeno) Ossidi basici (metallo + ossigeno) chimica in pillole I perossidi: un ossigeno di troppo Idrossidi (metallo + ossigeno + idrogeno) verso e le competenze La ruggine Unità 18 Nomenclatura di idracidi, ossidi acidi, ossiacidi Composti contenenti non-metalli Idracidi (idrogeno + non-metallo) Ossidi acidi o anidridi (non-metallo + ossigeno) Ossiacidi (idrogeno + non-metallo + ossigeno) verso e le competenze Due ossidi del carbonio Unità 19 Nomenclatura dei sali Composti contenenti metalli e non-metalli Sali binari Sali ternari e quaternari Il nome degli ioni positivi chimica in pillole Lingue e nomenclatura chimica verso e le competenze I sali da cucina laboratorio delle competenze J Acque a confronto laboratorio delle competenze K Elettronegatività e numeri laboratorio delle competenze K di ossidazione laboratorio delle competenze L Traditional and IUPAC names sintesi dei concetti e quesiti esercizi Valenza e numero di ossidazione Il nome dei minerali IX

7 CAPITOLO 6 radioattività e reazioni nucleari Unità 20 la chimica nucleare La scoperta della radioattività L era atomica chimica in pillole Marie Curie: non solo scienza Il nucleo dell atomo e il difetto di massa chimica in pillole Albert Einstein Nuclei stabili e nuclei instabili verso e le competenze La potenza del Sole per saperne di più L origine degli elementi Unità 21 Le trasformazioni del nucleo Il decadimento radioattivo Caratteristiche delle radiazioni emesse dai radioisotopi Il tempo di dimezzamento verso e le competenze Datazione delle rocce marziane Unità 22 Le reazioni nucleari Le trasmutazioni nucleari La fissione nucleare La fusione nucleare Confronto tra reazioni chimiche e reazioni nucleari verso e le competenze Il ghiaccio pesante laboratorio delle competenze M Radiocarbon dating of the Shroud laboratorio delle competenze M of Turin laboratorio delle competenze N La bomba atomica sintesi dei concetti e quesiti esercizi Il ghiaccio pesante Decadimento a Decadimento b Fissione nucleare Altri tipi di decadimento radioattivo 10 Esercizi interattivi X

8 CAPITOLO 7 proprietà delle soluzioni Unità 23 la ionizzazione delle sostanze Le soluzioni chimica in pillole I colloidi Dissociazione elettrolitica Ionizzazione in soluzione Elettroliti forti ed elettroliti deboli chimica in pillole Svante Arrhenius e la dissociazione elettrolitica verso e le competenze Soluzioni conducibili e non Unità 24 le proprietà colligative Proprietà delle soluzioni Abbassamento della pressione di vapore Innalzamento della temperatura di ebollizione Abbassamento della temperatura di solidificazione Osmosi Pressione osmotica chimica in pillole L osmosi inversa Calcolo della pressione osmotica verso e le competenze Sale, zucchero e temperatura di ebollizione laboratorio delle competenze O Beer-Lambert law sintesi dei concetti e quesiti esercizi Proprietà colligative Osmosi nell uovo Animazione Dissociazione ionica, dissoluzione molecolare, reazione di ionizzazione Osmosi Soluzioni di zucchero e sale Passaggi tra le grandezze usate per esprimere la concentrazione delle soluzioni Il passaggio di sostanze attraverso la membrana plasmatica XI

9 CAPITOLO 8 reazioni chimiche Unità 25 reazioni ed equazioni chimiche Le equazioni chimiche Bilanciamento delle equazioni chimiche verso e le competenze Sfida di classe sui bilanciamenti Unità 26 stechiometria e tipi di reazioni Stechiometria delle reazioni chimiche Il reagente limitante Stechiometria delle reazioni in soluzione Stechiometria delle reazioni in fase gassosa La resa di reazione Classificazione delle reazioni chimiche verso e le competenze La reazione di doppio scambio laboratorio delle competenze P La diluizione laboratorio delle competenze Q Limiting reagents problem sintesi dei concetti e quesiti esercizi Le reazioni chimiche Reagenti e prodotti Regole sistematiche per il bilanciamento delle equazioni chimiche Azoto: il fattore limitante degli ecosistemi XII

10 CAPITOLO 9 energia e velocità delle reazioni chimiche Unità 27 energia nei sistemi chimici Energia di legame ed energia chimica Primo principio della termodinamica e sistemi chimici Variazioni dell energia interna di un sistema verso e le competenze Il sistema Unità 28 funzioni di stato termodinamiche: l entalpia Entalpia e calore di reazione Reazioni esotermiche ed endotermiche La legge di Hess Entalpia standard di formazione per saperne di più L idrogeno, un combustibile alternativo verso e le competenze Il sale refrigerante Unità 29 funzioni di stato termodinamiche: Unità 29 entropia ed energia libera Spontaneità delle reazioni chimiche ed entropia Ordine, disordine, entropia Entropia molare standard L energia libera e la spontaneità delle reazioni Energia libera standard verso e le competenze Entalpia, entropia, energia libera verso e le competenze nelle trasformazioni Unità 30 cinetica chimica Velocità delle reazioni chimiche Velocità e concentrazione dei reagenti: ordine di reazione Velocità e suddivisione dei reagenti Teoria degli urti e fattore sterico L energia di attivazione Velocità e temperatura Velocità e catalizzatori verso e le competenze Reazioni e velocità di reazione laboratorio delle competenze R Heats of reaction - Hess law sintesi dei concetti e quesiti esercizi Entalpia, entropia, energia libera Reazioni e velocità di reazione Scheda di laboratorio Influenza della concentrazione dei reagenti sulla velocità di una reazione Influenza della suddivisione dei reagenti sulla velocità di una reazione Influenza della temperatura sulla velocità di una reazione Influenza di un catalizzatore sulla velocità di una reazione Gli enzimi: catalizzatori biologici XIII

11 CAPITOLO 10 L equilibrio chimico Unità 31 sistemi chimici in equilibrio Reversibilità delle reazioni chimiche L equilibrio chimico Dinamicità dell equilibrio chimico La legge di azione di massa verso e le competenze Equilibrio non vuol dire uguali quantità Unità 32 costante di equilibrio La costante di equilibrio La costante di equilibrio in fase gassosa La costante di equilibrio nei sistemi eterogenei Quoziente di reazione verso e le competenze To manipulate conditions in a reversible verso e le competenze reaction Unità 33 perturbazione dell equilibrio Il principio dell equilibrio mobile La termodinamica dell equilibrio per saperne di più Equilibri dei gas nel sangue Effetto della pressione sull equilibrio chimico Effetto della temperatura sull equilibrio chimico verso e le competenze Il cucchiaino nel collo della bottiglia funziona? 295 Unità 34 equilibri di solubilità Il prodotto di solubilità e l effetto dello ione in comune per saperne di più Le grotte, le stalattiti e l equilibrio del carbonato per saperne di più di calcio Solubilità e precipitazione verso e le competenze Costruire stalattiti e stalagmiti laboratorio delle competenze S Nitrogen fixation sintesi dei concetti e quesiti esercizi L equilibrio chimico Animazione Lo stato di equilibrio Il processo Haber-Bosch: come sfruttare l equilibrio mobile Il solfato di bario e l intestino ai raggi X XIV

12 CAPITOLO 11 acidi e basi Unità 35 le teorie sugli acidi e le basi La teoria di Arrhenius Acidi e basi secondo Brønsted-Lowry Coppie coniugate acido-base Acidi e basi secondo Lewis verso e le competenze Storia di acidi e basi Unità 36 l equilibrio acido-base La ionizzazione e il prodotto ionico dell acqua Soluzioni acide, basiche e neutre Equilibri di dissociazione di acidi e basi Elettronegatività e comportamento acido-base Elettronegatività e forza di acidi e basi verso e le competenze Concentrazione di acidi e basi Unità 37 Il ph La scala del ph per saperne di più Il ph della pelle Calcolo del ph delle soluzioni Reazioni di neutralizzazione acido-base verso e le competenze La scala del ph Unità 38 il comportamento acido-base dei sali L idrolisi salina Le soluzioni tampone verso e le competenze Tamponi di ph nel sangue Unità 39 la concentrazione di acidi e basi nelle soluzioni Gli indicatori di ph La titolazione acido-base Equivalente chimico e normalità verso e le competenze Acidi, basi e indicatori laboratorio delle competenze T Acid rain laboratorio delle competenze U ph by successive dilutions sintesi dei concetti e quesiti esercizi Acidi, basi e indicatori Soluzioni acide e basiche Scala del ph Scheda di laboratorio Forza degli acidi Titolazione acido-base Le piogge acide XV

13 CAPITOLO 12 elettrochimica Unità 40 le reazioni di ossidoriduzione Elettricità e chimica Le reazioni redox chimica in pillole Luigi Galvani e l elettricità delle rane Bilanciamento delle reazioni redox Bilanciamento di una reazione redox in ambiente acido con il metodo della variazione del numero di ossidazione Bilanciamento di una reazione redox in ambiente acido con il metodo ionico-elettronico Bilanciamento di una reazione redox in ambiente basico con il metodo della variazione del numero di ossidazione Bilanciamento di una reazione redox in ambiente neutro con il metodo ionico-elettronico Equivalenti e normalità nelle reazioni redox verso e le competenze Ossidoriduzione dei metalli in ambiente acido 367 Unità 41 La produzione di energia elettrica Le pile elettriche chimica in pillole Alessandro Volta: non solo pile La pila Daniell verso e le competenze La lampadina posteriore della bicicletta Unità 42 La spontaneità delle reazioni redox Direzionalità delle reazioni redox e forza elettromotrice Il semielemento di riferimento Scala dei potenziali di riduzione Calcolo della forza elettromotrice di una pila per saperne di più Reazioni di ossidoriduzione e corrosione Termodinamica delle reazioni redox Potenziale di riduzione in condizioni non standard chimica in pillole Walther Hermann Nernst, scienziato e inventore verso e le competenze Le pile «bio» Le pile Elettrolisi dell acqua Scheda di laboratorio Costruzione di alcune pile Conducibilità elettrica dei liquidi Reazioni di ossidoriduzione e viventi Le pile in commercio Unità 43 processi elettrolitici La conducibilità elettrica delle soluzioni L elettrolisi Esempi di processi elettrolitici Soluzione acquosa di cloruro di sodio Elettrolisi dell acqua per saperne di più Applicazioni industriali dell elettrolisi Prima legge di Faraday Seconda legge di Faraday chimica in pillole Faraday: una vita per la scienza verso e le competenze L elettrolisi del sale in acqua laboratorio delle competenze V Lithium-superoxide batteries laboratorio delle competenze W Exploring oxidation-reduction laboratorio delle competenze W reactions sintesi dei concetti e quesiti esercizi prova esperta 1 La combustione prova esperta 2 Cruciverba chimico prova esperta 3 La gestione dei rifiuti nel tuo Comune XVI