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10/4/2016
TEORIA ATOMICA DELLA MATERIA
La chimica fu riconosciuta come disciplina scientifica, cioè disciplina
supportata da verifiche sperimentali, solo alla fine del 1700.
Le prime intuizioni sulla struttura della materia sono attribuibili agli antichi
filosofi greci: Democrito (IV sec. a.C.) postulò che la materia fosse
costituita da particelle piccolissime e indivisibili (atomi).
All'inizio del 1800 la concezione atomistica della materia fu ripresa dallo
scienziato inglese John Dalton, il quale propose una teoria che
interpretava in modo semplice le leggi fino ad allora formulate in base a
misure delle masse delle sostanze coivolte nelle reazioni chimiche e
chiamate leggi stechiometriche.
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LEGGE DI CONSERVAZIONE DI MASSA
E’ la prima delle leggi storiche della stechiometria, fu enunciata da
Lavoisier nel 1785.
In una trasformazione chimica la massa totale dei reagenti è uguale
alla massa totale dei prodotti – in altre parole la materia non si crea e
non si distrugge ma solo si trasforma.
Basandosi su questa e altre leggi stechiometriche, nel 1808 Dalton
formulò la prima teoria atomica fondata su dati sperimentali.
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TEORIA ATOMICA DELLA MATERIA (DALTON)
(1) la materia è costituita da ATOMI che sono indivisibili e indistruttibili
(2) tutti gli atomi di un elemento sono uguali in massa e proprietà
chimiche
(3) i composti sono formati da combinazioni di atomi diversi, in rapporti di
numeri interi piccoli
(4) una REAZIONE CHIMICA comporta la combinazione, separazione o
riarrangiamento di atomi: gli atomi non vengono nè creati nè distrutti nel
corso di reazioni chimiche ordinarie (Lavoisier)
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ELEMENTI
La materia costituita da un solo tipo di atomi è detta Elemento.
Gli elementi finora noti sono 118, di cui solo 90 presenti in natura, mentre
tutti gli altri sono ottenuti artificialmente. Ogni elemento ha il suo nome e il
suo simbolo, quest'ultimo è costituito da una, due o tre lettere.
I primi 10 elementi in ordine di abbondanza sullo strato superficiale della
crosta terrestre (O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, Ti, H) corrispondono a circa
il 99.5% in peso. Considerando i primi 20 (aggiungiamo Cl, P, Mn, F, Ba,
Sr, C, S, N, Cr) si arriva a circa il 99.9%. Il solo ossigeno corrisponde in
peso al 47%, il silicio al 26%.
Altri elementi come I, Hg, Ag, sono molto poco abbondanti ma non rari,
mentre il titanio, tra i primi 10 in ordine di abbondanza, viene considerato
raro (perché difficilmente ottenibile).
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L’ATOMO
L' ATOMO è la piu' piccola parte di un elemento che mantiene le proprietà
chimiche dell'elemento.
Gli atomi sono costituiti dalle particelle subatomiche protoni, neutroni,
elettroni. Nel nucleo si trovano protoni (+) e neutroni (particelle non
cariche), di massa quasi uguale. Nello spazio attorno al nucleo si trovano
gli elettroni (-) la cui carica e' uguale in valore assoluto a quella dei protoni,
e la cui massa è circa 2000 volte piu' piccola.
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ATOMI
L'atomo e' elettricamente neutro (n. protoni = n. elettroni).
Tutti gli atomi dello stesso elemento hanno un numero uguale di protoni
che è chiamato NUMERO ATOMICO (Z).
Si definisce inoltre il NUMERO DI MASSA (A) = n. protoni + n. neutroni
La notazione usata e' zAX per es. 816O.
Tutti gli elementi sono riportati nella Tavola Periodica, in ordine di
numero atomico crescente; ciascun elemento occupa una casella in cui
compaiono simbolo e numero atomico.
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LA TAVOLA PERIODICA
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LA TAVOLA PERIODICA
Colonne: GRUPPI (elementi con proprietà chimiche e fisiche simili)
Righe: PERIODI (le proprietà chimiche e fisiche variano progressivamente
lungo un periodo)
Numerazioni dei gruppi:
(1) con numeri romani da I a VIII seguiti dalla lettera A o B, in sequenza;
(2) con numeri romani seguiti da A o B, ma i gruppi principali sono di tipo A
e gli elementi di transizione di tipo B;
(3) con numeri arabi da 1 a 18 (IUPAC).
IUPAC = International Union of Pure and Applied Chemistry
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LA TAVOLA PERIODICA
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MASSA ATOMICA E ISOTOPI
MASSA ATOMICA: si esprime in unità di massa atomica (uma o amu)
Convenzione: all’atomo 12C si assegna massa pari a 12 uma esatti
1 uma = 1/12 (massa atomo 12C)
1 uma = 1.66x10-27 Kg
Nella tavola periodica per ciascun elemento è riportata la
MASSA ATOMICA MEDIA
(infatti quasi tutti gli elementi esistono in natura come miscele di isotopi).
ISOTOPI: atomi con uguale numero atomico e diverso numero di massa.
IDROGENO: 1H (abb. nat. 99.99%)
2H (D) Deuterio (0.01%)
3H (T) Tritio (radioattivo, presente in tracce)
Massa atomica media (= media pesata) = 1.008 uma
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MASSA ATOMICA MEDIA
CARBONIO: 12C (abb. nat. 98.9%); 13C (1.1%); 14C (tracce)
Massa atomica media = media pesata delle masse dei singoli isotopi
= 12 x 98.9/100 + 13 x 1.1/100 = 12.011 uma
CLORO : 35Cl (abb. nat. 77.33%); 37Cl (22.67%)
Massa atomica media = media pesata delle masse dei singoli isotopi
= 35 x 77.33/100 + 37 x 22.67/100 = 35.453 uma
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