LE TEORIE DELLA MATERIA

IL CONCETTO DI ATOMO HA RADICI
ANTICHE
FILOSOFI GRECI:
LEUCIPPO circa 450 a.C.
LE TEORIE DELLA
MATERIA
DEMOCRITO
La materia non è continua ma è formata
da particelle piccolissime.
circa 400 a.C.
discepolo di Leucippo
Definì “atomi” le “particelle piccolissime” di
Leucippo.
gli atomi sono:
1) immutabili;
2) indistruttibili;
3) indivisibili.
CONTRARI A LEUCIPPO E DEMOCRITO
FILOSOFI ROMANI:
LUCREZIO 95-55 a.C.
Riprende i concetti di Democrito nella sua
opera “De rerum natura”.
LA MODERNA TEORIA ATOMICA É NATA
GRAZIE A LAVOISIER, PROUST E
DALTON
PLATONE
ARISTOTELE
• All’inizio del 1800 John Dalton arrivò alla
conclusione che la materia è formata da
particelle
piccolissime
(atomi)
che
possono legarsi per formare molecole
dall’analisi delle seguenti leggi:
1) legge di Lavoisier
(conservazione della massa)
2) legge di Proust
(proporzioni definite)
3) legge di Dalton
(proporzioni multiple)
LEGGE DI LAVOISIER o DELLA
CONSERVAZIONE DELLA MASSA
(1774)
• “In un sistema chimico isolato, la
somma delle masse che effettivamente
reagiscono tra loro è praticamente
uguale alla somma delle masse delle
sostanze che si formano nella
reazione”.
• “Nulla si crea, nulla si distrugge, ma
tutto si trasforma”.
LEGGE DI PROUST o DELLE
PROPORZIONI DEFINITE E COSTANTI
(1801)
• “Quando due o più elementi si
combinano tra loro per formare un
composto, essi si combinano secondo
proporzioni in massa definite e
costanti”.
• Se si vuole preparare in laboratorio del
solfuro ferroso (pirite), occorre fare reagire
ferro e zolfo nel rapporto di 1 g di ferro per
0,57 g di zolfo. In accordo con la legge di
Lavoisier, si otterranno 1,57 g di solfuro
ferroso.
• Se vogliamo ottenere una quantità di
solfuro ferroso dieci volte maggiore e cioè
15,7 g, bisogna sempre rispettare il
rapporto di combinazione (1 : 0,57) tra
ferro e zolfo e quindi bisogna mettere a
reagire 10 g di ferro con 5,7 g di zolfo:
• Se invece mettiamo a reagire 10 g di ferro
con 8 g zi zolfo, una quantità superiore a
quella
richiesta
dal
rapporto
di
combinazione (5,7 g), si otterrà sempre la
stessa quantità di solfuro ferroso (15,7 g)
ma parte dello zolfo (8 g - 5,7 g = 2,3 g)
non reagisce per dare il solfuro ferroso e
rimane inalterato alla fine della reazione:
LEGGE DI DALTON o DELLE
PROPORZIONI MULTIPLE (1803)
• “Le quantità in massa di un elemento
che si combinano con la stessa
quantità di un altro elemento per
formare diversi composti, stanno tra
loro in rapporti espressi da numeri
interi”.
• Se carbonio e ossigeno reagiscono nel
rapporto di 1 g di carbonio per 1,33 g di
ossigeno, in accordo con la legge di
Lavoisier, si ottengono 2,33 di un gas
velenoso chiamato ossido di carbonio.
• Ciò che sorprese Dalton fu che le masse
di ossigeno che si combinavano con la
stessa massa di carbonio (1 g) erano l'una
il doppio dell'altra (2,66 contro 1,33).
• Se carbonio e ossigeno reagiscono nel
rapporto di 1 g di carbonio per 2,66 g di
ossigeno, si ottengono in questo caso 3,66
g di biossido di carbonio, composto
gassoso noto anche con il nome di
anidride carbonica.
TEORIA ATOMICA DI DALTON (1808)
• Le leggi di Lavoisier, di Proust, di Dalton
pur riassumendo le regolarità sperimentali
riscontrate nelle reazioni chimiche non
danno spiegazione sul perché esse si
verificano e si comportano in quel modo.
• John Dalton cercò per primo una
spiegazione e nel 1808 propose una sua
teoria atomica che, sebbene in seguito a
modifiche in alcuni punti, è ancora oggi
ritenuta valida nelle sue linee essenziali.
• La teoria atomica di Dalton si può
riassumere in sei punti:
1) la materia è costituita da piccolissime
particelle indivisibili detti atomi;
2) l'atomo è la più piccola parte di un
elemento;
3) gli atomi di uno stesso elemento sono
tutti uguali ed hanno tutti la stessa massa;
atomi di elementi differenti non sono
uguali ed hanno masse differenti;
4) le reazioni chimiche avvengono tra
atomi interi e non fra fra-zioni di atomi;
5) il più piccolo aggregato di atomi diversi
si dice molecola;
6) gli atomi degli elementi combinati in un
composto conservano la loro identità e
sono indistruttibili.
LA TEORIA ATOMICA SPIEGA LE
PROPRIETÀ DELLA MATERIA
ELEMENTI:
Sono costituiti da atomi che
identiche proprietà chimiche.
N.B.
ISOTOPO:
atomi di uno stesso elemento (stesso
numero atomico = stesso numero di
protoni) ma diverso numero di massa
(diverso numero di neutroni).
hanno
non stessa massa (Dalton)
esistono gli isotopi
12C
13C
14C
98,89%
1,11%
tracce
radioattivo
tempo
dimezzamento =
5570 anni
ISOTOPO RADIOATTIVO o
RADIOISOTOPO o
RADIONUCLIDE
possono essere usati come traccianti e
per la radiodatazione.
(la massa atomica del carbonio presente
nelle tavole periodiche è una media
ponderata dei vari isotopi).
MOLECOLA:
è un raggruppamento di due o più atomi
che possiedono proprietà chimiche
caratteristiche.
FORMULA CHIMICA:
indica da quali elementi una molecola è
costituita e quanti atomi di ciascun
elemento essa contiene.
stessi atomi: H2, O2, N2, H
1) formula bruta o formula grezza;
H2O
2) formula di struttura.
atomi diversi: H2O, CO, CO2, H
• Proprietà:
a) macroscopiche
esempio:
temperatura fusione
temperatura ebollizione
densità
H
b) microscopiche
esempio:
atomi di cui è composto
H
•
-
LE PARTICELLE SONO IN CONTINUO
MOVIMEENTO: LA TEORIA CINETICOMOLECOLARE
tutte le particelle non sono ferme ma in
continuo ed inarrestabile moto:
solidi: oscillano e vibrano intorno a
posizioni fisse
liquidi: sono in contatto tra loro ma hanno
maggiore libertà
gas:
la libertà di movimento è massima
e il moto molecolare è
assolutamente disordinato
IONE:
atomi (o gruppi di atomi) con una o più
cariche elettriche positive o negative.
Na+, Mg2+, Cl-, O2-, NH4+, CO32a) ione positivo = CATIONE
b) ione negativo = ANIONE
ESISTEMA = ECINETICA + EPOTENZIALE
ECINETICA = 1/2mv2
EPOTENZIALE = mgh
m = massa
v = velocità
g = accelerazione gravità (circa 9,8 m/s2)
ALTRE LEGGI
LEGGE DI GAY-LUSSAC o DEI VOLUMI
DI COMBINAZIONE TRA GAS (1808)
• “Quando due sostanze gassose, che si
trovino nelle stesse condi-zioni di
temperatura e di pressione,
si
combinano tra di loro per dare origine a
nuove sostanze, pure gassose, i volumi
delle sostanze reagenti ed i volumi
delle sostanze prodotte stanno tra loro
secondo rapporti esprimibili con
numeri interi razionali e semplici”.
LEGGE DI AVOGADRO (1811)
• “Volumi uguali di gas differenti, nelle
stesse condizioni di pressione e di
temperatura, contengono lo stesso
numero di molecole”.
• (Per molecola si intende il più piccolo
aggregato di atomi uguali o diversi,
capace
di
sussistere
praticamente
indipendente e che gode di tutte le
proprietà chimiche e fisiche della sostanza
in grande sia esso elemento o composto)