Atomo e legame chimico

OSS – 2– Chimica – Pioda
Ripasso: atomo e legame chimico
1
Atomo e legame chimico
Parole chiave
Particelle elementari (protone, elettrone, neutrone), atomo, nucleo, orbitali, massa atomica (peso
atomico), mole, numero di Avogadro, elettronegatività, differenza di elettronegatività. legame
ionico, legame covalente (apolare, polare e dativo).
Particelle e atomi
Particella
Massa
Carica elettrica
Protone
1 UMA
1 carica el. positiva
Neutrone
1 UMA
non ha carica
Elettrone
1/ 1836 UMA (~0)
1 carica el. negativa
2
8
8
1°
2°
3°
18
4°
18
5°
32
6°
32
7°
Regole per gli elementi
1. L'identità degli elementi è data dal numero di protoni che hanno nel nucleo.
2. Gli elementi sono elettricamente neutri. Ciò comporta che un elemento della tavola periodica
avrà sempre lo stesso numero di elettroni e di protoni.
3. Il numero di neutroni è variabile. I primi 20 elementi hanno circa lo stesso numero di neutroni
e di protoni; con l'aumentare del peso atomico il numero di neutroni aumenta in proporzione
rispetto ai protoni (uranio vs. carbonio). Il numero di neutroni si trova sottraendo alla massa il
numero dei protoni e arrotondando all'intero. Nuclei con lo stesso numero di protoni ma con
un diverso numero di neutroni vengono chiamati isotopi.
4. Gli elettroni si ordinano attorno agli atomi negli orbitali, partendo sempre dall'orbitale più
vicino all'atomo e via via gli altri sempre più lontani: questo perché gli elettroni, più si
trovano in vicinanza del nucleo, più ne sono attratti.
Esercizio
Per ciascun atomo (elemento) trova: il numero di protoni, di neutroni (stima) e di elettroni. Trova
anche il numero di elettroni per ciascun orbitale, seguendo la regola 3 (v. sopra). trova anche il
nome dell'elemento.
H
C
N
Na
Al
Au
S
OSS – 2– Chimica – Pioda
Ripasso: atomo e legame chimico
2
Gruppi
Gli elementi che si trovano nella stessa colonna (gruppo) hanno proprietà chimiche simili. I
gruppi sono denominati con numeri romani (da IA a VIII/0 e da IB a VIIIB).
Metalli
Non metalli
Gruppo IA : perdono 1 e- Gruppo VII : prendono 1 eGruppo IIA : perdono 2 e- Gruppo VI : prendono 2 eGruppo IIIA : perdono 3 e- Gruppo V : prendono 3 eGruppo IVA : perdono 4 e- Gruppo IV : prendono 4 e-
La mole, un ragionamento contadinesco!
Composizione
Unità
12 uova
1 dozzina
6.022*1023 particelle (atomi, molecole, ioni,
ecc.)
1 mole di particelle
1000 g
1 Kg
Schema riassuntivo dei calcoli con la mole.
: Massa atomica
Massa sostanza
Numero
x 6.022*1023
Moli
x Massa atomica
: 6.022*1023
Esercizio
Trova la massa di
1 mol di C
2.5 mol di N
0.04 mol di U
1*1023 atomi di Ca
0.08 g di Fe
23 Kg di K
Trova il numero di particelle di
1 mol di C
2.5 mol di N
Trova il numero di moli di
1 g di C
0.006 g di B
5*1023 atomi di F
5 Kg di Cu
Numero
Particelle
OSS – 2– Chimica – Pioda
Ripasso: atomo e legame chimico
Legame chimico: l'elettronegatività e forza di legame
Differenza di elettronegatività e legame chimico
3
OSS – 2– Chimica – Pioda
Ripasso: atomo e legame chimico
4
Esercizio
Provate a fare un ragionamento analogo per le seguenti coppie di elementi:
Na / Se
Ca / I
Mg / S
Ti / O
Sc / O
Esercizi sul legame covalente Ricostruite la formula di struttura dei composti indicati in basso, utilizzando anche le indicazioni
fornite. In alcuni casi è possibile trovare più di una struttura!
Anidride carbonica (CO2)
Acqua ossigenata (H2O2)
Metanolo (CH3OH)
Alcol (C2H5OH)
Due C concatenati; uno dei due lega l'ossigeno
Acetilene (gas per saldare) (C2H2)
Etilene (gas per il polietilene) (C2H4)
Propano (C3H8)
Tre C concatenati
Acetone (C3H6O)
Tre C concatenati; il C al centro lega l'ossigeno
Glicina (C2H5NO2)
Aiutati con enciclopedia e/o web
Glucosio (C6H12O6)
Idem
Legame covalente dativo
Si tratta di un legame covalente in cui i due elettroni di legame sono offerti dallo stesso atomo. I
legami covalenti dativi sono importanti per molti sali inorganici e per tutti i fenomeni legati al pH
(che vedremo più avanti). Osservate l'esempio sottostante sul gesso (Solfato di calcio CaSO4).
Esercizio
Provate a capire come è fatto il fosfato di calcio (tipico minerale osseo). Formula Ca3(PO4)2