I.I.S. CHINO CHINI DISPENSE DI CHIMICA Prof. Petrucci Raffaele A.S. 2011/2012 Ero giovanissimo, avevo l illusione che l intelligenza umana potesse arrivare a tutto. E perciò m ero ingolfato negli studi oltre misura. "Enrico Fermi"
SISTEMA INTERNAZIONALE IL SISTEMA INTERNAZIONALE CLASSIFICA LE GRANDEZZE E LE RISPETTIVE UNITA' DI MISURA LE GRANDEZZE VENGONO SUDDIVISE IN: GRANDEZZE FONDAMENTALI GRANDEZZE DERIVATE Grandezza Unità di misura Grandezza Unità di misura Massa Kg (chilogrammo) Area m 2 (metro quadro) Tempo S (secondo) Volume m 3 (metro cubo) Lunghezza m (metro) Densità Kg/m 3 (chilogrammo su metro cubo) Quantità di materia mol (moli) GRANDEZZE INTENSIVE NON dipendono dalle dimensioni del campione GRANDEZZE ESTENSIVE Dipendono dalla dimensioni del campione ESEMPIO DI GRANDEZZA INTENSIVA E' LA DENSITA' ESEMPIO DI GRANDEZZA ESTENSIVA E' IL VOLUME LA DENSITA' La densità si definisce come il numero di particelle di composto contenute in un determinato volume. questo significa che più è alto il numero di particelle maggiore è la densità Se prendo due contenitori in cui metto in uno 100 ml di olio e nell'altro 100 ml d'acqua io avrò una situazione del genere: 2 molecola d'acqua molecole d'olio
come si può vedere le molecole d'acqua sono un numero maggiore di quelle d'olio questo significa che l'olio è meno denso dell'acqua La densità di una sostanza può essere determinata mediante una formula: d = densità m = massa V = volume esempio: Una sostanza ha una massa di 12 Kg e occupa un volume di 10 l (litri) calcola la densità di tale sostanza per risolvere questo problema devi seguire i seguenti passaggi: 1) scrivere la formula per calcolare la densità 2) individuare nei dati del problema quanto vale la massa e quanto il volume m = 12 Kg V = 10 l (litri) 3) sostituire nella formula per calcolare la densità al posto di m e V i valori corrispondenti = 1,2 Kg/l (chilogrammo su litro) LA TEMPERATURA La temperatura, come abbiamo detto in precedenza, è una grandezza intensiva (cioè non dipende dalla grandezza del campione) e inoltre è una grandezza fondamentale e nel sistema internazionale ha come unità di misura il grado Kelvin che si indica con K. La temperatura espressa in gradi Kelvin si chiama TEMPERATURA ASSOLUTA. Quando si misura la temperatura di una sostanza con un termometro, il valore che leggiamo è espresso in gradi centigradi (che si indicano con C), se vogliamo trasformarlo in gradi Kelvin dobbiamo aggiungere 273.15 cioè: T(K) = T( C) + 273.15 3 se invece dobbiamo passare da gradi centigradi a gradi Kelvin dobbiamo togliere 273.15 cioè:
T( C) = T(K) -273.15 il valore 273.15 prende il nome di FATTORE DI CONVERSIONE. esempio: trasformare in 50 C in gradi K (Kelvin) T(K) = 50 +275.15 = 323.15 trasformare 560 K in C T( C) = 560-273.15 = 286.85 CALORE Il calore è una forma di energia chiamata energia termica, in chimica il calore è molto importante in quanto quasi tutte le reazioni chimiche si possono dividere in due grandi gruppi: REAZIONI CHIMICHE CHE AVVENGONO ASSORBENDO CALORE DALL'AMBIENTE REAZIONI CHIMICHE CHE AVVENGONO CEDENDO CALORE ALL'AMBIENTE REAZIONI ENDOTERMICHE REAZIONI ESOTERMICHE Il calore può essere calcolato tramite la formula: q = m * c * ΔT si pronuncia delta T q è il calore; m è la massa; c è il calore specifico; ΔT è la differenza di temperatura il calore (q) ha come unità di misura la caloria (cal) o il Joule (J). la massa m viene espressa in grammi (g) Il calore specifico c è una grandezza specifica per ogni sostanza, cioè ogni sostanza chimica possiede un proprio calore specifico. Il calore specifico viene definito come: LA QUANTITA' DI CALORE ASSORBITA O CEDUTA DA UN GRAMMO DI CAMPIONE PER INNALZARE O ABBASSARE LA SUA TEMPERATURA DI UN GRADO CENTIGRADO. l'unità di misura del calore specifico nel sistema internazionale è ; cioè Joule su grammo per grado Kelvin oppure Joule su grammo per grado centigrado. Il calore specifico è stato determinato sperimentalmente per ogni singolo materiale ed è riportato in una tabella, sono riportati di seguito alcuni esempi: 4
Calori specifici Sostanza cal/g C J/g C Alluminio 0.21 0.896 Argento 0.057 0.239 Rame 0.092 0.385 Zinco 0.096 0.389 Piombo 0.031 0.129 Ferro 0.108 0.450 Stagno 0.057 0.239 Bronzo 0.091 0.380 Invar (lega di acciaio al 36% di Ni) 0.11 0.460 Ottone 0.091 0.380 Oro 0.031 0.129 Mercurio 0.033 0.139 Carbone vegetale 0.263 1.2 Zolfo 0.175 0.732 Ghiaccio ( a 0 C) 0.488 2.04 Acqua ( a 0 C) 1.01 4.218 Acqua 1 4.18 Acqua di mare 0.95 3.925 Glicerolo 0.572 2.39 Etanolo 0.581 2.43 Benzina 0.536 2.24 Olio lubrificante 0.443 1.850 Petrolio 0.455 1.9 Aria 0.24 1.005 Idrogeno 3.397 14.280 Ossigeno 0.291 0.917 Azoto 0.248 1.038 Biossido di carbonio 0.20 0.836 Vapore d'acqua ( a 100 C) 0.464 1.940 Il ΔT può essere determinato sperimentalmente attraverso uno strumento chiamato CALORIMETRO che mi permette di misurare la temperatura iniziale e la temperatura finale di una reazione chimica; cioè con tale strumento posso determinare la temperatura prima che avvenga la reazione cioè la temperatura iniziale (T INIZIALE ) e la temperatura subito dopo la fine della reazione cioè la temperatura finale (T FINALE ). Facendo la sottrazione tra temperatura finale e temperatura iniziale mi trovo il ΔT. 5 ΔT = T FINALE - T INIZIALE
esempio: calcola la quantità di calore necessaria per riscaldare 20g di alluminio da 250 C a 320 C. 1) prima di tutto devo trovare nella tabella il valore del calore specifico corrispondente al materiale che è indicato nel problema, in questo caso l'alluminio. Dalla tabella sopra riportata si può vedere che l'alluminio ha un calore specifico di 0.21 cal/g* C oppure 0.896 J/g* C. Posso prendere il primo o il secondo valore indifferentemente, devo fare attenzione però a quale sarà alla fine l'unità di misura della temperatura, perché se prendo il primo valore (cioè 0.21) avrò il calore espresso in cal se predo il secondo valore (cioè 0.869) avrò il calore espresso in J. 2) calcolo il ΔT sapendo che T iniziale = 250 C e la T finale = 320 C basta applicare la formula: 3) si applica la formula per calcolare il calore: ΔT = T FINALE - T INIZIALE = 320-250 = 70 C q = m * c * ΔT =20 * 0.21 * 70 = 294 cal se al posto di 0.21 avessi usato 0.896 il calore sarebbe espresso i J q = m * c * ΔT =20 * 0.896 * 70 = 1254.4 J ESERCIZI 1) SCRIVI LA DEFINIZIONE DI SISTEMA INTERNAZIONALE 2) FAI DUE ESEMPI DI GRANDEZZE FONDAMENTALI E DUE DI GRANDEZZE DERIVATE E SCRIVI ACCANTO LA RISPETTIVA UNITA' DI MISURA 3) SCRIVI LA DEFINIZIONE DI DENSITA' 4) CALCOLA LA DENSITA' DI UNA SOSTANZA CHE HA MASSA DI 50 Kg E OCCUPA UN VOLUME DI 20 l (LITRI) 5) CALCOLA LA DENSITA' DI UNA SOSTANZA CHE HA MASSA DI 98.56 Kg E OCCUPA UN VOLUME DI 23.1 l (LITRI) 6) COME SI CHIAMA IL NUMERO 273.15 CHE SERVE PER CONVERTIRA LA TEMPERATURA DA GRADI KELVIN A GRADI CENTIGRADI E VICEVERSA? 7) TRASFORMA IN GRADI KELVIN (K) LE SEGUENTI TEMPERATURE ESPRESSE IN GRADI CENTIGRADI ( C): 56.3 C 86.23 C 456 C 8) TRASFORMA IN GRADI CENTIGRADI ( C) LE SEGUENTI TEMPERATURE ESPRESSE IN GRADI KELVIN(K): 569 K 895.6 K 358.15 K 6
9) CALCOLA IL CALORE CHE OCCORRE FORNIRE A 15 g DI PIOMBO PER INNALZARE LA PROPRIA TEMPERATURA DA 236 C A 698 C. CALCOLA IL CALORE SIA IN J (JOULE) CHE IN cal (CALORIE) 10) CALCOLA IL CALORE IN cal DI 10g DI ZOLFO CHE BRUCIANO SAPENDO CHE LA VARIAZIONE DI TEMPERATURA (ΔT) E' UGUALE A 56 C. LA MATERIA La materia è tutto ciò che ci circonda che ha una massa e occupa uno spazio. Gli stati fisici della materia sono tre SOLIDO, LIQUIDO E GASSOSO. Le proprietà dei vari stati fisici della materia si possono riassumere con la seguente tabella: VOLUME SOLIDO LIQUIDO GASSOSO Proprio (significa che il liquido se viene messo all'interno di un contenitore non occupa tutto il volume del contenitore ma occupa solo il volume delimitato dalla sua forma) Proprio (significa che il solido se viene messo all'interno di un contenitore non occupa tutto il volume del contenitore ma occupa solo il volume delimitato dalla sua forma) FORMA Propria Assume la forma del recipiente che lo contiene Occupa tutto il volume ad esso disponibile Assume la forma del recipiente che lo contiene DENSITA' Alta Media Bassa PRESSIONE ESERCITATA Se si applica una Se si applica una pressione la materia allo pressione la materia allo stato solido non cambia stato liquido non cambia ne forma ne volume ne stato fisico, si dice quindi che è INCOMPRIMIBILE ne forma ne volume ne stato fisico, si dice quindi che è INCOMPRIMIBILE In chimica la materia si definisce anche sostanza e si divide in: Se si applica una pressione la materia allo stato gassoso cambia volume, forma e stato quindi si dice che è COMPRIMIBILE SOSTANZA PURA: cioè costituita da un solo tipo di elemento chimico MISCUGLI: sostanza formata da più tipi di elementi chimici i miscugli a loro volta sono suddivisi in: MISCUGLI ETEROGENEI: cioè costituiti da due o più sostanze messe insieme ma che non si mischiano tra di loro (Esempio: ACQUA E OLIO; ACQUA E SABBIA) si dice formati da due o più FASI MISCUGLI OMOGENEI: cioè costituiti da due o più sostanze messe insieme che si mischiano tra loro (Esempio: ACQUA E SALE; ACQUA E ZUCCHERO; VINO) si dice formati da una sola FASE 7
La FASE in chimica individua UNA PORZIONE DI MATERIA FISICAMENTE DISTINGUIBILE CHE HA UN VOLUME DEFINITO, LE CUI MOLECOLE O ATOMI CHE LA COSTITUISCONO HANNO LE STESSE PROPRIETA'. FASE FASE I miscugli omogenei sono chiamati SOLUZIONI. Le SOLUZIONI sono formate da una parte chiamate SOLUTO e dall'altra chiamata SOLVENTE. Il SOLUTO è la sostanza che si trova in minore quantità all'interno della soluzione Il SOLVENTE è la sostanza che si trova in maggiore quantità all'interno della soluzione Il solvente scioglie il soluto Le soluzioni quindi sono formate da un soluto e un solvente. La quantità di soluto che si trova all'interno di una soluzione è definita CONCENTRAZIONE DELLA SOLUZIONE. Vi sono più formule matematiche per determinare la concentrazione di una soluzione, quella che prenderemo in considerazione e la formula che ci permette di determinare il volume di soluto presente all'interno di una soluzione che viene chiamato PERCENTO IN VOLUME: V(soluto) = volume di soluto in millilitri (ml) V(solvente) = volume di solvente in millilitri (ml) esempio Una soluzione è preparata sciogliendo 80 ml di alcool etilico in sufficiente acqua per avere 250 ml di soluzione. Quale è il percento in volume di alcool nella soluzione? 8 1) Si individuano nel testo il volume del soluto e quello della soluzione. Il volume del soluto è sempre quello più piccolo, in questo caso 24 ml, il volume del solvente è sempre quello più grande, in questo caso 250 ml.
2) si sostituiscono nella formula per calcolare il percento in volume, in questo caso si ha: ESERCIZI 1) COSA E' UN MISCUGLIO OMOGENEO? 2) COSA SI INTENDE PER FASE? 3) DA COSA SONO COSTITUITE LE SOLUZIONI? 4) DAI LA DEFINIZIONE DI MATERIA 5) QUALI SONO LE CARATTERISTICHE DELLA MATERIA ALLO STATO SOLIDO? 6) QUALI SONO LE CARATTERISTICHE DELLA MATERIA ALLO STATO LIQUIDO? 7) QUALI SONO LE CARATTERISTICHE DELLA MATERIA ALLO STATO GASSOSO? 8)UNA SOLUZIONE E' PREPARATRA AGGIUNGENDO 40 ml DI ALCCOL ETILICO A SUFFICIENTE ACQUA PER AVERE 150 ml DI SOLUZIONE. QUALE E' IL PERCENTO IN VOLUME DI ALCOOL ETILICO NELLA SOLUZIONE? 9
ELEMENTI, MOLECOLE E COMPOSTI ELEMENTI : sono la parte più piccola della materia chimica (sostanza), possono essere formati da uno o più atomi i quali possiedono stesse proprietà e stessa massa. Gli elementi sono tutti classificati nella TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI e sono indicati con l'iniziale del proprio nome latino. il nome in latino del potassio è KALIUM e il simbolo nella tavola periodica è K MOLECOLE: derivano dall'unione di due o più atomi dello stesso tipo, ad esempio l'ossigeno (che viene indicato con la lettera O) in natura non si trova come singolo atomo ma unito con un'altro atomo di ossigeno (O-O) cioè due atomi di ossigeno legati insieme o ancora più precisamente una molecola di ossigeno e si indica mettendo un numerino in basso a destra del simbolo dell'elemento che mi indica quanti elementi uguali sono uniti tra loro per formare la molecola. Es. La molecola di ossigeno è formata da due atomi di ossigeno legati insieme e si indica O 2 La molecola dell'azoto (che nella tavola periodica è indicato con la lettera N) è formata da due atomi di azoto legati insieme e si indica N 2 La molecola dell'ozono è formata da tre atomi di ossigeno legati insieme e si indica con O 3 10 COMPOSTI: derivano dall'unione di due o più elementi diversi. Nel linguaggio scientifico anche i composti si chiamano molecole (non si dice un composto d'acqua ma una molecola d'acqua).
Es. L'acqua è un composto perché e formata da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno H 2 O (il numerino in basso a destra del simbolo dell'elemento chimico indica quanti atomi di quell'elemento sono presenti, se in basso a desta del simbolo chimico non viene indicato nessun numero significa che è presente solo un atomo di quell'elemento). H 2 O due atomi di idrogeno un atomo di ossigeno RAPPRESENTAZIONE DEGLI ELEMENTI MOLECOLE E COMPOSTI Gli elementi si rappresentano con il simbolo corrispondente al nome (tutti i simboli degli elementi con i rispettivi nomi sono scritti nella tavola periodica degli elementi) Le molecole sono indicate con il simbolo dell'elemento da cui sono formate e in basso a destra del simbolo dell'elemento si indica il numero di atomi dell'elemento che forma la molecola. Tale numero prende il nome di INDICE STECHIOMETRICO. O 2 simbolo dell'elemento che costituisce la molecola indice stechiometrico L' indice stechiometrico indica il numero di atomi dell'elemento presenti nel la molecola I composti sono indicati con i simboli degli elementi che le compongono e i rispettivi indici stechiometrici (come nelle molecole ma in questo caso i simboli degli elementi sono più di uno in quanto i composti sono costituiti da elementi diversi). Se ci sono più composti dello stesso tipo questi si indicano mettendo un numero davanti alla formula. Es. Se sono presenti due molecole d'acqua si scrive 2H 2 O se sono presenti 3 molecole di anidride carbonica si scrive 3CO 2 Il numeri scritto davanti alla formula del composto si chiama COEFFICIENTE STECHIOMETRICO coefficiente stechiometrico 3CO 2 11 QUESTE RAPPRESENTAZIONI PRENDONO IL NOME DI FORMULE CHIMICHE
GLI ELEMENTI NELLA TAVOLA PERIODICA Tutti gli elementi chimici che si trovano in natura sono rappresentati nella tavola periodica degli elementi. La struttura della tavola periodica, cioè la posizione che occupano gli elementi nella tavola periodica, è ben precisa in funzione delle loro caratteristiche. Una prima divisione viene fatta tra METALLI, NON METALLI E SEMIMETALLI. TUTTI QUELLI CHE SI TROVANO NELLA PARTE SINISTRA DELLA TAVOLA PERIODICA SONO METALLI GLI ELEMENTI CHE SI TROVANO A CAVALLO DELLA LINEA GIALLA SONO SEMIMETALLI GLI ELEMENTI CHE SI TROVANO NELLA PARTE DESTRA DELLA TAVOLA PERIODICA SONO NON METALLI CARATTERISTICHE DEGLI ELEMENTI (METALLI, NON METALLI E SEMIMETALLI) METALLI SEMIMETALLI NON METALLI Si trovano tutti allo stato solido tranne il mercurio che è liquido Si trovano tutti allo stato solido Si trovano per la maggior parte allo stato solido e gassoso tranne il bromo che è liquido Sono ottimi conduttori sia di calore che di elettricità Sono ottimi conduttori sia di calore che di elettricità solo in alcune condizioni Non sono conduttori ne di calore ne di elettricità Sono duttili (resistenti a forze come trazione e compressione) e malleabili (si possono lavorare Sono poco duttili (resistenti a forze come trazione e compressione) e poco malleabili (si possono lavorare senza Non sono duttili (resistenti a forze come trazione e compressione) ne malleabili (si possono lavorare senza 12
senza provocarne la rottura) provocarne la rottura) provocarne la rottura) LE REAZIONI CHIMICHE Le reazioni chimiche o trasformazioni chimiche (come già studiato precedentemente) cambiamo la conformazione atomico-molecolare della materia. Questo vuol dire, in linea generale, che si parte da una materia formata da alcune molecole e dopo che è avvenuta la reazione chimica si arriva a una materia formata da molecole completamente differenti. La reazione chimica in generale può essere schematizzata in questo mode: A + B C +D materia di partenza formata da due diverse molecole A e B (le lettere indicano due molecole qualsiasi) materia di arrivo formata da due diverse molecole C e D (le lettere indicano due molecole qualsiasi) le molecole di partenza sono chiamate REAGENTI le molecole di arrivo sono chiamate PRODOTTI Possiamo quindi concludere che una reazione chimica parte dai REAGENTI per formare i PRODOTTI. Inoltre i REAGENTI e i PRODOTTI sono formati da molecole con struttura completamente diversa e con proprietà completamente diverse. STRUTTURA DELL'ATOMO L'atomo è formato da tre tipi di particelle: PROTONO, NEUTRONI ed ELETTRONO, queste tre particelle essendo prendono il nome do particelle subatomiche cioè più piccole dell'atomo. PROTONI NEUTRONI ELETTRONI Protoni e neutroni hanno masse simili e si trovano in una zona molto piccola e molto densa al centro dell'atomo chiamata NUCLEO Gli elettroni hanno una massa molto piccola tanto da poter essere considerata trascurabile rispetto a quelle dei protoni e neutroni. Gli elettroni si muovono 13
intorno al nucleo con orbite ben definite I protoni sono carichi positivamente (+) I neutroni non hanno carica, si dice quindi che sono neutri Gli elettroni hanno carica negativa (-) NUMERO ATOMICO E NUMERO DI MASSA NUMERO ATOMICO: si indica con la lettera Z ed esprime il numero di protoni presenti nell'atomo Il numero atomico, cioè il numero di protoni presenti nell'atomo, si scrive in basso a sinistra del simbolo dell'elemento. Es. 6C indica che l'atomo di carbonio ha numero atomico 6 cioè ha 6 protoni. Quando gli elementi sono neutri cioè il numero di protoni e quello degli elettroni sono uguali il numero atomico oltre ad indicare il numero di protoni esprime anche quello degli elettroni presenti nell'atomo. Quindi 6C indica che il carbonio ha 6 protoni e 6 elettroni. NB. Nella tavola periodica degli elementi è indicato il numero atomico di ogni elemento in alto a sinistra del quadratino dove è scritto il simbolo dell'elemento. 14
numero atomico Come si può vedere osservando la tavola periodica tutti gli elementi sono ordinati orizzontalmente in base al numero atomico crescente. Quindi si può concludere che gli elementi nella tavola periodica sono ordinati in base: 1. alle proprie caratteristiche di metalli, semimetalli e non metalli 2. al loro numero atomico cioè al numero di protoni presenti nell'atomo. NUMERO DI MASSA: si indica con la lettera A ed esprime il risultato della somma del numero dei neutroni e dei protoni presenti nell'atomo. Il numero di massa, cioè il risultato della somma dei protoni e dei neutroni, si scrive in alto a sinistra del simbolo dell'elemento. Es. 12 C indica che la somma tra il numero dei protoni e quella dei neutroni presenti nell'atomo di carbonio (C) è 12. Per determinare il numero di neutroni (il numero di neutroni si indica con la lettera N) presenti nell'atomi di un elemento chimico basta fare la differenza tra il numero di massa e il numero atomico: Es. Determinare il numero di neutroni che si trovano nel seguente elemento numero di massa ( protoni + neutroni) A numero atomico (protoni) Z 15 il numero di neutroni (N) si ricava dalla differenza tra il numero di massa e il numero atomico:
N = A - Z =63-29 =34 il numero di neutroni presenti nell'atomo di rame (Cu) è 34 GLI ISOTOPI Gli ISOTOPI sono atomi dello stesso elemento che hanno un numero differente di neutroni Es. L'atomo di idrogeno (H) può avere nel nucleo solo un protone, un protone e un neutrone oppure un protone e due neutroni. Questi sono tre atomi sono isotopi dello stesso elemento cioè dell'idrogeno e si chiamano Deuterio e Trizio. IDROGENO DEUTERIO TRIZIO IL NUCLEO DELL'ATOMO DI IDROGENO E' FORMATO SOLO DA UN PROTONE IL NUCLEO DELL'ATOMO DI IDROGENO E' FORMATO DA UN PROTONE E UN NEUTRONE IL NUCLEO DELL'ATOMO DI IDROGENO E' FORMATO DA UN PROTONE E DUE NEUTRONI IL NUMEO ATOMICO E IL NUMERO DI MASSA SONO UGUALI A 1 A=1 Z=1 IL NUMERO ATOMICO VALE 1 MA IL NUMERO DI MASSA VALE 2 A=2 Z=1 IL NUMERO ATOMICO VALE 1 MA IL NUMERO DI MASSA VALE 3 A=3 Z=1 N= A-Z = 1-1 =0 N= A-Z = 2-1 =1 N= A-Z = 3-1 =2 Significa che nel nucleo non sono presenti neutroni Significa che nel nucleo è presente un solo neutrone Significa che nel nucleo sono presenti due neutroni P =protoni e = elettroni P =protoni n = neutroni e = elettroni P =protoni n = neutroni e = elettroni 16
MASSA ATOMICA (M.A.) La massa di ogni singolo elemento chimico viene chiamata massa atomica e si abbrevia con M.A., essa è riportata nella tavola periodica degli elementi ed è calcolata facendo la media delle masse di tutti gli isotopi di quell'elemento. massa atomica La massa atomica è troppo piccola per essere espressa in grammi (g), quindi si adopera un'altra unità di misura: UNITA' DI MASSA ATOMICA (SI ESPRIME CON IL SIMBOLO u). Quindi possiamo dire che il Litio (Li) ha una massa atomica di 6.941 u, l'idrogeno ha una massa atomica di 1.00794 u e così via. MASSA MOLECOLARE (M.M.) La massa molecolare è la somma delle masse di tutti gli elementi che costituiscono una molecola o un composto e si abbrevia con M.M. Es. la massa molecolare dell'acqua che ha formula chimica H 2 O si calcola seguendo questo procedimento: 1. Dalla formula chimica della molecola si determinano gli elementi che la compongono, nel caso dell'acqua sono idrogeno (H) e ossigeno (O) 2. Si ricavano le masse atomiche di ogni singolo elemento dalla tavola periodica M.A. (H) = 1.0079 u M.A. (O) = 15.9994 u 3. Si moltiplica la massa di ogni elemento per l'indice stechiometrico indicato nella formula chimica, in questo caso l'indice stechiometrico dell' H è 2 mentre quello dell'o è 1 poi si sommano. (H) = 1.0079 x 2 = 2.0158 u 17 (O) = 15.9994 x 1 = 15.9994 u
M.M. (H 2 O) = 2.0158 + 15.9994 = 18.058 u (questa è la massa molecolare dell'acqua) GLI IONI Gli atomi degli elementi sono formati come abbiamo detto da tre particelle: protoni, neutroni ed elettroni. I protoni sono carichi positivamente (+), gli elettroni sono carichi negativamente (-) mentre i neutroni non hanno carica. Tutti gli atomi degli elementi che si trovano in natura, se non soggetti a trasformazione chimica, hanno lo stesso numero di protoni ed elettroni, e siccome queste due particelle hanno cariche opposte (cioè i protoni ( +) e i neutroni ( -)) se si sommano tutte le cariche all'interno dell'atomo il risultato è uguale a zero, si dice allora che l'atomo è NEUTRO. Nel caso in cui il numero di elettroni e protoni sono diversi, si dice che l'atomo è in forma ionica o meglio è uno IONE. Gli ioni si dividono in: ANIONI nel caso in cui gli elettroni sono in numero maggiore rispetto ai protoni, quindi se si sommano le cariche positive e quelle negative presenti nell'atomo si avrà un valore negativo o meglio uno IONE NEGATIVO CATIONI nel caso in cui gli elettroni sono in numero minore rispetto ai protoni quindi se si sommano le cariche positive e quelle negative presenti nell'atomo si avrà un valore positivo o meglio uno IONE POSITIVO Possiamo riassumere gli ioni con questo schema: IONE CARICO NEGATIVAMENTE CARICO POSITIVAMENTE ANIONE CATIONE ESERCIZI PER CASA: 1) QUALE E' LA DIFFERENZA TRA ELEMENTI, MOLECOLE E COMPOSTI? 2) DOVE SONO CLASSIFICATI TUTTI GLI ELEMENTI ESISTENTI IN NATURA? 18 3) COME VENGONO SUDDIVISI GLI ELEMENTI NELLA TAVOLA PERIODICA? 4) DOVE SI TROVANO NELLA TAVOLA PERIODICA I METALLI, I SEMIMETALLI E I NON METALLI?
5) QUALI SONO LE PARTICELLE CHE COSTITUISCI L'ATOMO? 6) QUALI SONO LE CARICHE DELLE PARTICELLE CHE COSTITUISCONO L'ATOMO? 7) QUALE PATICELLE CHE COSTITYISCONO L'ATOMO HANNO MASSE SIMILI? 8) DOVE SI TROVANO NELL'ATOMO I PROTONI E I NEUTRONI? 9) DOVE SI TROVANO NELL'ATOMO GLI ELETTRONI? 10) COSA INDICA IL NUMERO DI MASSA? 11) COSA INDICA IL NUMERO ATOMICO? 12) SCRIVI AFFIANCO AD OGNI ELEMENTO CHIMICO SOTTO INDICATO IL NUMERO DI PROTONI, DI NEUTRONI E IL NOME DEL COPMPOSTO (USA LA TAVOLA PERIODICA) 13) COSA SONO GLI IONI? 14) COSA INDICA L'INDICE STECHIOMETRICO? 15) COSA INDICA IL COEFFICIENTE STECHIOMETRICO? 16) QUALE è LA DIFFERENZA TRA ANIONI E CATIONI? 17) DETERMINA LA MASSA MOLECOLARE DEI SEGUENTI COMPOSTI E SCRIVI QUALE E' L'INDICE STECHIOMETRICO DI OGNI SINGOLO ELEMENTO CHE COSTITUISCE IL COMPOSTO H 2 O, NO 3, HBr, H 2 SO 4, HNO 3 18) COME E' STATA CALCOLA LA MASSA ATOMICA DEGLI ELEMENTI INDICATA NELLA TAVOLA PERIODICA? 19
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