PROF. ALFONSO ANGUILLA ELEMENTI DI CHIMICA: I MATTONI DELLA MATERIA

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1 PROF. ALFONSO ANGUILLA ELEMENTI DI CHIMICA: I MATTONI DELLA MATERIA 1

2 Gli elettroni ruotano intorno al nucleo, trattenuti dalla loro carica elettrica negativa, che attrae la carica elettrica positiva dei neutroni. Per questo motivo vanno ad alta velocità senza mai lasciare la propria orbita, che si chiama GUSCIO ELETTRONICO. DENTRO LA MATERIA La materia è formata da particelle piccolissime: gli ATOMI. Fino a qualche anno fa si pensava che gli atomi fossero particelle indivisibili ATOMO Oggi sappiamo che gli atomi sono costituiti da particelle ancora più piccole (subatomiche = dentro l'atomo): PROTONI - ELETTRONI- NEUTRONI. PROTONI (CARICA ELETTRICA POSITIVA +) NEUTRONI (NON HANNO CARICA ELETTRICA) ELETTRONI (CARICA ELETTRICA NEGATIVA -) massa molto grande massa molto piccola (2000 volte più piccola di protoni e neutroni) Nel nucleo si trovano protoni e neutroni L'atomo ha una struttura a guscio ed è quasi vuoto perchè le particelle sono infinitamente piccole RICORDA 1. NUMERO DI PROTONI + NUMERO NEUTRONI = NUMERO DI MASSA DELL'ATOMO. 2. IN OGNI ATOMO IL NUMERO DEI PROTONI E' UGUALE AL NUMERO DEGLI ELETTRONI, QUINDI GLI ATOMI SONO ELETTRICAMENTE NEUTRI (PERCHE' ELETTRONI E PROTONI SI ANNULLANO A VICENDA). 3. CARICHE DI SEGNO OPPOSTO (+ -) SI ATTRAGGONO 4. CARICHE DI SEGNO UGUALE (++; --) SI RESPINGONO 2

3 GUSCI ELETTERONICI OGNI GUSCIO PUO' OSPITARE UN NUMERO MASSIMO DI ELETTRONI: - IL 1 GUSCIO (QUELLO PIU' VICINO AL NUCLEO) PUO' OSPITARE 2 ELETTRONI - IL 2 GUSCIO PUO' OSPITARNE 8 QUANDO GLI ELETTRONI COMPLETANO UN'ORBITA SI COLLOCANO NELL'ORBITA PIU' ESTERNA. IN NATURA ESISTONO 90 TIPI DI ATOMI DIVERSI QUESTI SI DISTINGUONO DAL NUMERO ATOMICO (Z), CIOE' DAL NUMERO DI PROTONI ED ELETTRONI CHE CONTENGONO ESEMPIO: ATOMO DI IDROGENO (H) HA UN SOLO PROTONE E, QUINDI, UN SOLO ELETTRONE IL NUMERO ATOMICO SARA' Z=1 3

4 COME SI CLASSIFICANO GLI ELEMENTI Gli elementi sono stati classificati NEL 1870 da Dimitrij Mendeleev nella TAVOLA PERIODICA. Gli elementi sono ordinati in base al loro NUMERO ATOMICO (quindi in base al numero di protoni contenuti nel nucleo) a partire da quello che ha il numero minore, l'idrogeno (Z=1). In questa tabella si va a capo ogni volta che gli elettroni hanno riempito un guscio elettronico. Gli elementi fino ad ora individuati sono 118, di cui solo 92 esistono in natura, mentre gli altri sono stati creati artificialmente dall'uomo. Ogni atomo ha il suo simbolo. Per indicare una sostanza composta da atomi diversi si utillizza la FORMULA CHIMICA. QUESTE COLONNE SI CHIAMANO GRUPPI QUESTE RIGHE SI CHIAMANO PERIODI 1 guscio Questa tavola e'organizzata periodicamente: nella prima riga ci 2 guscio sono gli elementi che hanno tanti elettroni quanti ne servono per completare il guscio elettronico. La prima riga si ferma all'elio che ha 2 elettroni (numero massimo di elettroni per il primo guscio). Nella seconda riga si arriva ad un numero massimo di 10 elettroni con il Neon (il secondo guscio si completa con 8 elettroni che si aggiungono ai 2 del primo guscio.) GLI ELEMENTI DI QUESTE COLONNE HANNO LO STESSO NUMERO DI ELETTRONI NEL GUSCIO PIU' ESTERNO Che geniaccio che sono stato! Clicca sulla mia foto per saperne di più su di me!! H O 2 MOLECOLA DI ACQUA Dmitrij_Ivanovi%C4%8D_Mendeleev...un atomo di ossigeno Due atomi di Idrogeno si uniscono con... 4

5 AIUTOOOOOOOOO!!!!!!!!!!! COSA SONO GLI ISOTOPI Il numero dei neutroni degli atomi di uno stesso elemento non è sempre uguale: l'idrogeno (numero atomico= 1), ad esempio, ha 3 isotopi. PRòZIO DEUTERIO TRIZIO RICORDA!!! L'ELEMENTO E I SUOI ISOTOPI HANNO LO STESSO COMPORTAMENTO CHIMICO MA DIVERSE CARATTERISTICHE DAL PUNTO DI VISTA FISICO! 5

6 COME FANNO GLI ATOMI A LEGARSI TRA LORO? Se prendiamo in esame i GAS INERTI vediamo che hanno scarsa attitudine a legarsi e a formare i composti: questo succede perchè il loro guscio esterno è completo con tutti gli elettroni che può ospitare: 8 elettroni. QUANDO IL GUSCIO ESTERNO E' COMPLETO SI DICE CHE L'ATOMO E' CHIMICAMENTE STABILE. Solitamente quando un atomo ha il guscio esterno incompleto tende a completarlo prendendo in prestito elettroni da un altro atomo di uno stesso elemento o di un altro diverso. Quello che vedi in alto è un legame chimico COVALENTE: gli atomi condividono elettroni. Questo tipo di legame è molto forte e occorrerebbe molta energia per spezzarlo. L'Idrogeno ha un solo elettrone nel guscio esterno e sappiamo che per completarlo ha bisogno di un altro elettrone in prestito: è per questo motivo che si lega ad un altro atomo di idrogeno completando il guscio esterno. Questo è un semplice legame chimico: H2 La disponibilità a cedere, acquistare o condividere elettroni in chimica si chiama VALENZA 6

7 valenza 1: monovalente valenza 3: trivalente 7

8 ...ALTRI LEGAMI CHIMICI LEGAME IONICO: Alcuni atomi raggiungono l'ottetto stabile acquistando o cedendo elettroni: Se l'atomo cede elettroni non sarà più neutro ma avrà al suo interno un numero maggiore di protoni e quindi sarà elettricamente positivo (IONE POSITIVO) Se l'atomo acquista elettroni non sarà più neutro ma avrà al suo interno un numero minore di protoni e quindi sarà elettricamente negativo (IONE NEGATIVO) LEGAME METALLICO: All'interno di un metallo tra atomo e atomo c'è un particolare legame chimico: gli elettroni del guscio più esterno tendono ad allontanarsi dall'atomo e si muovono anche sui gusci esterni degli altri atomi del metallo. Tutti gli elettroni esterni provenienti da vari atomi del metallo formano una "nuvola" elettronica carica negativamente. 8