Elementi e Composti
materia miscugli omogenei e eterogenei sostanze elementari composti atomi
Gli atomi sono, per convenzione, le unità costituenti le sostanze Le sostanze possono essere costituite da atomi di una sola specie atomica (sostanze elementari) oppure da atomi di specie diverse (sostanze composte o composti) Le sostanze elementari possono essere formate da singoli atomi da molecole discrete da un insieme continuo di atomi
Una sbarra di ferro puro è costituito da atomi di ferro L'acqua pura è costituita da aggregati di atomi ciascuno dei quali contiene un atomo di ossigeno e due di idrogeno Il cloruro di sodio (NaCl) è costituito da atomi di Na (ioni Na + ) e atomi di Cl (ioni Cl - ) Quando NaCl si scioglie in acqua si ha una soluzione acquosa di NaCl
Ferro, acqua, sale, soluzione sono sistemi semplici; si chiamano omogenei o monofasici Si definisce fase una porzione di materia, separata dal resto da una superficie di separazione, all'interno della quale le proprietà chimiche e fisiche sono costanti
L aria è un miscuglio omogeneo i cui componenti principali sono le sostanze elementari azoto (N 2 ), ossigeno (O 2 ) e il composto diossido di carbonio (CO 2 ) L'acqua di un fiume è un miscuglio di granelli di fango e acqua: è un sistema eterogeneo, cioè costituito da più fasi L'acqua è una porzione omogenea; i granelli a loro volta sono sistemi eterogenei perché contengono fasi diverse rappresentate da sostanze diverse
Tutta la materia è costituita da atomi di un centinaio di specie chimiche diverse La maggior parte della materia è costituita da una decina di elementi soltanto simboli chimici O Si Al Fe Ca Na K Mg Cl H 46 26 7,5 4,7 3,4 2,6 2,4 1,9 1,9 0,9
I composti I composti possono essere formati da molecole discrete da concatenazioni infinite di atomi da ioni tenuti insieme da forze elettrostatiche
Un composto è una combinazione specifica di atomi, la cui composizione è fissa e costante qualsiasi ne sia la fonte Il composto H 2 O è sempre costituito da 2 atomi di H e un atomo di O Il composti si dividono in: composti ionici composti molecolari
Ed è usanza dividerli in Composti organici Contengono C e H (e altri elementi ) Composti inorganici Tutti gli altri!
Le sostanze si differenziano per la natura degli atomi costituenti per il rapporto numerico diverso degli atomi per la diversa disposizione degli atomi
Le sostanze elementari e i composti sono rappresentati da formule chimiche Formula minima Formula molecolare Formula di struttura Formula minima (stechiometrica, elementare) Riporta quali elementi compongono la sostanza e in quale rapporto stanno fra loro NaCl H 2 O P 2 O 5 H 2 SO 4
Formula molecolare Indica il numero degli atomi di ciascun elemento nella molecola P 4 O 10 As 4 Formula di struttura Indica come gli atomi sono legati fra loro e come sono disposti nello spazio
NaSO 4 Na 2 S 2 O 8 Na + perossodisolfato
Per ione poliatomico si intende un gruppo di atomi legati fra loro con una carica complessiva positiva o negativa OH - NH 4 + SO 4 2- I composti ionici sono formati da ioni di carica opposta tenuti insieme dall attrazione fra cariche opposte NaCl NaOH Na 2 SO 4 Un composto ionico è costituito da un catione e un anione e deve essere elettricamente neutro
L atomo Gli atomi sono costituiti da un nucleo positivo e da elettroni negativi Il raggio di un atomo e' dell'ordine di 1Å Il nucleo ha un raggio di 10-5 Å Il nucleo è costituito da neutroni e protoni e loro masse sono 1,675x10-27 e 1,673x10-27 Kg, rispettivamente
L atomo La carica del neutrone e' zero e quella del protone 1,6022x10-19 C L'elettrone ha carica uguale e di segno opposto al protone; la sua massa e' 9,1095x10-31 Kg
Nuclidi Un nuclide e' un atomo caratterizzato dal numero atomico Z (numero di protoni) e dal numero di massa A (numero di neutroni e di protoni) Il nuclide neutro ha un numero di elettroni uguale a quello di protoni. Il numero Z caratterizza la specie atomica. Nuclidi con lo stesso Z ma differente A si chiamano isotopi Una stessa specie atomica ha, di norma, diversi isotopi: si parla di miscela isotopica naturale Le specie atomiche descritte sono 106, di cui 90 naturali; di queste, 81 hanno almeno un nuclide stabile
Peso atomico Si definisce peso atomico di un elemento la massa relativa e media di quell'elemento rispetto ad 1/12 della massa di un nuclide di 12 C Il peso atomico dell'idrogeno e': 1,007825 x 0,9985 + 2,014102 x 0,0015 = 1,007976 Quello del carbonio e': 12 x 0,9889 + 13 x 0,0111 = 12,0111
Peso molecolare La somma dei pesi atomici di tutti gli elementi contenuti in una molecola di una sostanza elementare o di un composto è chiamata peso molecolare della sostanza Quando una sostanza non è costituita da molecole discrete, bensì da un insieme infinito di atomi o ioni, non è formalmente corretto parlare di peso molecolare della sostanza. Si definisce pertanto peso formula della sostanza la somma dei pesi atomici degli elementi che compaiono nella formula della sostanza
Atomi neutri e ioni Atomi dello stesso elemento possono differire fra loro per massa o per la carica Quando un atomo possiede un numero di e - uguale al numero di p, si dice neutro Un atomo che ha un numero di e - diverso dal numero di p, si chiama ione