Chimica - Laura Damiani
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Chimica Lezione 1 Cos’è un trasformazione chimica? • Una reazione chimica è una trasformazione della materia che avviene senza variazioni misurabili di massa, in cui uno o più reagenti iniziali modificano la loro struttura e composizione originaria per generare i prodotti. • Quindi LA MASSA SI CONSERVA • Non cambia pertanto il numero di atomi coinvolti, cambia la loro CONNETTIVITA’ (l’ordine, la disposizione relativa dei legami) • E’ un processo nel quale cambia la NATURA CHIMICA delle sostanze che vi prendono parte. Nella formazione di una o più nuove sostanze queste differiscono da quelle originarie nella composizione e nelle proprietà chimiche. I reagenti sono le sostanze presenti prima della reazione; danno origine, dopo la reazione, ai prodotti. Esempio: reazione di formazione dell’acqua • 2H2 + O2 2H2O + Altri tipi di trasformazioni: le trasformazioni fisiche • Trasformazione fisica: processo che conduce a cambiamenti temporanei e reversibili della materia e che non comporta alcun cambiamento nella natura della sostanza. • Nessuna nuova sostanza compare come risultato di una trasformazione fisica. In essa vengono modificate una o più proprietà fisiche di una sostanza quali lo stato di aggregazione, le dimensioni, la forma. • Ne sono esempio: i passaggi di stato, la dissoluzione di un sale, la riduzione in pezzi un materiale o la magnetizzazione della polvere di ferro. La Tavola periodica • La tavola periodica rappresenta una sintesi di tutti gli elementi noti • Sono distribuiti secondo un ORDINE preciso e non casuale • Sono collocati in ordine di numero atomico CRESCENTE quindi gli elementi sono progressivamente sistemati da sinistra a destra, dall’alto verso il basso Che cos’è il numero atomico? Perché descrive la natura chimica degli elementi? • Gli elementi quindi sono ordinati in base al numero atomico • In altre parole elementi con numero atomico diverso hanno un NOME diverso, cioè una diversa NATURA CHIMICA • Il numero atomico è il numero di elettroni presenti in un atomo di un elemento • Quindi il numero di elettroni stabilisce le proprietà CHIMICHE di un elemento Struttura dell’atomo • Un atomo è costituito da un nucleo che contiene protoni (con carica positiva) e neutroni (privi di carica) • Attorno al nucleo ruotano in porzioni di spazio tridimensionali, di forma diversa (orbitali) gli elettroni, che hanno carica negativa • Il VALORE della carica di elettroni e protoni è IDENTICO (per convenzione è posto uguale a +/- 1) • In un atomo NEUTRO elettroni e neutroni sono presenti in ugual numero: il numero ATOMICO è quindi pari anche al numero di protoni Il numero di massa atomica • La massa di un atomo è costituita quasi esclusivamente dalla massa del nucleo • Nel nucleo troviamo protoni e neutroni • Il numero di massa atomica è quindi pari alla SOMMA del numero di neutroni e di protoni Numero di massa (A) • • • • Z+N Z=numero di protoni N=numero di neutroni NUCLIDE= specie atomica caratterizzata da una ben determinata composizione del nucleo (atomo contrassegnato dal suo numero atomico e di massa) • Due nuclidi aventi lo stesso numero atomico ma masse diverse si dicono ISOTOPI Isotopi Isotopi di uno stesso elemento hanno lo stesso n° di protoni (e quindi di elettroni) ma un diverso n° di neutroni hanno lo stesso n° atomico (Z) ma un diverso n° di massa (A) diversa massa Esercizio 1.1 Indicare il nome e determinare il numero di protoni, elettroni e neutroni nei seguenti isotopi • • • 31 15P 138 Ba 56 238 U 92 Miscele isotopiche • Il nucleo di un atomo di numero atomico Z è formato dall’insieme di Z protoni e N neutroni • Con Z protoni possono però essere stabili più nuclei, diversi nel numero di neutroni • In natura gli elementi sono presenti sotto forma di miscele isotopiche • Gli isotopi hanno uguali proprietà chimiche e diverse proprietà fisiche • L’ ossigeno presente in natura è formato per il 99,76% da 168O per lo 0,04% da 178O e per lo 0,20% da 188O • Le proprietà chimiche degli atomi non dipendono quindi dalla struttura del nucleo (e solo pochissimo dalla massa) • La reattività (capacità di formare legami) degli atomi è data dagli elettroni che sono in moto attorno al nucleo su orbite elettroniche • Gli elettroni impegnati nei legami appartengono alle orbite elettroniche più esterne Cos’è quindi un legame chimico? • E’ un’INTERAZIONE tra due (o più) atomi (uguali o diversi) che da isolati vengono a formare un SISTEMA • E’ costituito da ELETTRONI • Gli elettroni coinvolti sono quelli del GUSCIO DI VALENZA (l’orbitale più esterno di un atomo) Il legame covalente • Si stabilisce tra due atomi che mettono in COMUNE una o più coppie di elettroni del guscio elettronico più esterno • Atomi legati tramite questo tipo di legame originano dei composti (o elementi) chiamati MOLECOLE H H H2 Gli ioni • Uno ione è un ATOMO o una MOLECOLA che possiede una CARICA (positiva o negativa) • È quindi una specie chimica che ha ACQUISTATO o CEDUTO uno o più elettroni rispetto alla sua forma neutra (= priva di carica) • Gli ioni carichi negativamente sono detti anioni e quelli carichi positivamente sono chiamati cationi Ioni Ione atomico • È uno ione formato da un solo atomo • Na+ • Cl• Ca2+ Ione molecolare • È formato da più di un atomo • OH• NO3• NH4+
