MAPPA DELL'ARGOMENTO ATOMO
GLI ORBITALI ATOMICI
LIVELLI ENERGETICI E TRANSIZIONI
PERCORSO STORICO SULLA SCOPERTA DELLE PARTICELLE SUBATOMICHE E SULLE TEORIE/MODELLI ATOMICI
PERIODI E GRUPPI
MOTO DEGLI ELETTRONI ED ENERGIA
LA STRUTTURA DELL'ATOMO (BOHR E TEORIA PIù MODERNA)
LA TAVOLA PERIODICA
LE TRE LEGGI PONDERALI DI LAVOISIER, PROUST E DALTON
LE TRASFORMAZIONI DEL NUCLEO:GLI ISOTOPI
GLI IONI
VARIAZIONI PERIODICHE
LO STOCCAGGIO DELLE SOSTANZE RADIOATTIVE
DATAZIONE CON IL C-14
UTILIZZO DELLE SOSTANZE RADIOATTIVE
LA SCOPERTA DELL'ATOMO
1794
PROUST
400 A.C.
1804
LEGGE DELLE PROPORZIONI DEFINITE
DEMOCRITO
1886-1897
DALTON
1750
LEGGE DELLE PROPORZIONI MULTIPLE 1°TEORIA ATOMICA
immaginò la materia costituita da particelle INDIVISIBILI a cui diede il nome di ATOMO
LAVOISIER
LEGGE DELLA CONSERVAZIONE DELLA MASSA
GOLDSTEIN (E IN SEGUITO RUTHERFORD)
MA COS'è UN MODELLO? INSIEME DI TEORIE CHE DESCRIVE UN FENOMENO IN MODO OGGETTIVO. L'OBIETTIVO DEL MODELLO è QUELLO DI POTER POI ANALIZZARE E STUDIARE IL FENOMENO PREVEDENDONE ANCHE ALCUNE CARATTERISTICHE
SCOPERTAPROTONE
thomson
SCOPERTAELETTRONE
LA SCOPERTA DELL'ATOMO
1915
BOHR-SOMMERFELD
1904
1927-1932
MODELLO DELLE ORBITE ATOMICHE
THOMSON
1910
MODELLO A PANETTONE
RUTHERFORD
SCOPERTA DEL NEUTRONETEORIE QUANTISTICHE
SCOPERTA DEL NUCLEO EMODELLO PLANETARIO
MODELLO DEGLI ORBITALI ATOMICI
TRASFORMAZIONI FISICHE E CHIMICHE
LA MATERIA CHE CI CIRCONDA PUò ESSERE SOGGETTA A DUE TIPI DI TRASFORMAZIONI:
Trasformazioni chimiche
Trasformazioni fisiche
La materia cambia la composizione chimica
La materia cambia il proprio stato fisico ma non la composizione
I composti che reagiscono, chiamati REAGENTI, si trasformano modificando la propria strttura chimica in altri composti chiamati PRODOTTI con proprietà chimiche e fisiche diverse dai reagenti.
L'acqua nei tre stati stati fisici, solido,liquido e gassoso ha sempre formula chimica H2O e mantiene le proprie proprietà chimiche
Le reazioni si rappresentano ponendo un freccia, che indica una reazione chimica, e scrivendo a sinistra i REAGENTI e a destra i PRODOTTI
reagente1 + reagente2 --> prodotto1 + prodotto2
LA SCOPERTA DELL'ATOMO
POSSIAMO VEDERE QUESTO VIDEO (10 minuti) CHE RIASSUME LA STORIA DELLE SCOPERTE SCIENTIFICHE SULL'ATOMO. SOFFERMATEVI SOPRATTUTTO A COMPRENDERE COME DA UNA SEMPLICE SFERA (DI DALTON) SI è ARRIVATI A MIGLIORARE IL MODELLO. Data la complessità di alcune spiegazioni, potete guardare il video fino al minuto 5:43 senza soffermarvi troppo sugli esperimenti di Thomson e Rutherford.
VIDEO
LE LEGGI PONDERALI
Leggi o regole che riescono a descrivere ciò che gli scienziati osservano quando studiano le reazioni chimiche tra elementi e composti
1789, LEGGE DELLA CONSERVAZIONE DELLA MASSA DI LAVOISIER
1799, LEGGE DELLE PROPORZIONI DEFINITE DI PROUST
1808, LEGGE DELLE PROPORZIONI MULTIPLE DI DALTON
LEGGE DELLA CONSERVAZIONE DELLA MASSA
QUANDO AVVIENE UNA TRASFORMAZIONE CHIMICA, LA MASSA NON VARIA, CIOè I PRODOTTI FINALI DELLA TRASFORMAZIONE HANNO LA STESSA MASSA DEI MATERIALI DI PARTENZA ovvero IN UNA REAZIONE CHIMICA LA SOMMA DELLE MASSE DEI REAGENTI DEVE ESSERE UGUALE ALLA SOMMA DELLE MASSE DEI PRODOTTI ovvero NULLA SI CREA E NULLA SI DISTRUGGE, TUTTO SI TRASFORMA N.B. Proveremo la legge con un'esperienza di laboratorio
LEGGE DELLA CONSERVAZIONE DELLA MASSA
ESERCIZI PER CASA:
1. quanti grammi di ossigeno reagiscono con 6,8g di cromo se si ottengono 10g di prodotto, l'ossido di cromo?
2. 56 g di zolfo si combinano e reagiscono completamente con il ferro e si ottengono 154 g di solfuro di ferro. Trovare quanti grammi di ferro sono necessari per la reazione.
3. Scrivere le reazioni dei due esercizi precedenti.
LEGGE DELLE PROPORZIONI DEFINITE
IMMAGINATE DI DOVER FARE UNA TORTA CON I SEGUENTI INGREDIENTI 500 g DI FARINA 2 UOVA 250 g DI ZUCCHERO SE LA QUANTITà DI QUALCHE INGREDIENTE VENISSE MODIFICATO, LA TORTA NON SAREBBE PIù BUONA COME L'ORIGINALE... BISOGNA QUINDI RISPETTARE DEI RAPPORTI BEN DEFINITI PER AVERE IL RISULTATO OTTIMALE
LEGGE PROPORZIONI DEFINITE
E SE VOLESSI FARE UNA TORTA PIù GRANDE? DOVREI COMUNQUE MANTENERE LE STESSE PROPORZIONI TORTA GRANDE IL DOPPIO TORTA GRANDE IL TRIPLO 500 g FARINA 1000 g FARINA 1500 g FARINA 2 UOVA 4 UOVA 6 UOVA 250 g ZUCCHERO 500 g ZUCCHERO 750 g ZUCCHERO MATEMATICAMENTE UTILIZZO DELLE PROPORZIONI O IL METODO DELLA TABELLA
LEGGE PROPORZIONI DEFINITE
PROUST SCOPRì, FACENDO VARI ESPERIMENTI E PROVE IN LABORATORIO, CHE PER OTTENERE UNA CERTA SOSTANZA DOVEVA UTILIZZARE DEI RAPPORTI BEN DEFINITI. ANDANDO A MODIFICARE I RAPPORTI TRA LE SOSTANZE, SI PUò OTTENERE: 1. UN'ALTRA SOSTANZA 2. LA STESSA SOSTANZA MA CON QUALCHE INGREDIENTE CHE AVANZA La legge delle proporzioni definite o di Proust (1799) dice che: IN UN COMPOSTO CHIMICO GLI ELEMENTI CHE LO COSTITUISCONO SONO SEMPRE PRESENTI IN RAPPORTI DI MASSA COSTANTI E DEFINITI
Per esempio, per ottenere l'acqua serve 1 grammo di idrogeno e 7,92 grammi di ossigeno
PROPORZIONI RISPETTATE, ESEMPIO DELLA TORTA PIù GRANDE
QUANDO MODIFICO LA QUANTITà DI UN SOLO INGREDIENTE SENZA MANTENERE I RAPPORTI, QUESTO AVANZA
Il rapporto tra la massa di idrogeno e di ossigeno nel composto acqua è di 1g:7,92g se modifico i grammi di uno, devo modificare i grammi dell'altro mantenendo la proporzione
LEGGE PROPORZIONI DEFINITE
ESERCIZI PER CASA: 1. L’ossido di calcio CaO forma con l’acqua l’idrossido di calcio Ca(OH)2. Se 56 g di ossido di calcio si combinano con 18 g di acqua, qual è il rapporto tra le masse di ossido ed acqua? Procedi così: scrivi la relativa reazione scrivi sotto i composti i dati dell'esercizio calcola quanti grammi di acqua ti servono per 1 g di CaO 2. Nel biossido di piombo PbO2 il rapporto di combinazione tra piombo Pb ed ossigeno O è di 1g : 0.154g. Determina la massa in grammi di ossigeno O che si combina con 40 g di piombo Pb. (utilizza le proporzioni)
LEGGE DELLE PROPORZIONI MULTIPLE
DALTON QUINDI SCOPRì CHE QUANDO DUE SOSTANZE SI UNISCONO, POSSONO FORMARE DIVERSI PRODOTTI IN CUI COMUNQUE IL LORO RAPPORTO è ESPRESSO DA NUMERI INTERI.
OSSERVIAMO COME FUNZIONA LA LEGGE CON I COMPOSTI CHIMICI CARBONIO ED OSSIGENO FORMANO DUE TIPI DI COMPOSTI L'OSSIDO DI CARBONIO, RAPPORTO CARBONIO:OSSIGENO = 1:1
IL BIOSSIDO DI CARBONIO, RAPPORTO CARBONIO:OSSIGENO = 1:2
MA INSOMMA ALLA FINE COM'è FATTO L'ATOMO?
DOVRESTE AVER COMPRESO CHE HA UN NUCLEO (scoperto da rutherford) ATTORNO A CUI RUOTANO DEGLI ELETTRONI (modello di Bohr) SU DELLE ORBITE ATOMICHE DEFINITE IL NUCLEO HA CARICA POSITIVA E AL SUO INTERNO SI TROVANO SIA I PROTONI (che hanno carica positiva) SIA I NEUTRONI (con carica neutra)
L'ATOMO, nello stato fondamentale, HA CARICA NEUTRA QUANDO IL NUMERO DEGLI ELETTRONI è diverso da quello dell'atomo neutro, posso avere ioni positivi o negativi a seconda del rapporto con i protoni
GAME
CARATTERISTICHE PARTICELLE SUBATOMICHE
- PROTONI ED ELETTRONI HANNO UGUALE CARICA MA DI SEGNO OPPOSTO
- IL PROTONE (E CIRCA ANCHE IL NEUTRONE) HA UNA MASSA 2000 VOLTE PIù GRANDE DI QUELLA DELL'ELETTRONE
- LA MASSA DELL'ATOMO DIPENDE DALLA MASSA DEL NUCLEO
COME DESCRIVERE UN ATOMO
- IL NUMERO DI MASSA ATOMICA è DATO DALLA SOMMA DEI PROTONI E DEI NEUTRONI CHE SI TROVANO NEL NUCLEO
- IL NUMERO ATOMICO, è DATO DALLA SOMMA DEI SOLI PROTONI. IN UN ATOMO NEUTRO, IL NUMERO ATOMICO INDICA ANCHE IL NUMERO DEGLI ELETTRONI
COME DESCRIVERE UN ATOMO
IL NUMERO DI MASSA ATOMICA E IL NUMERO ATOMICO SONO DUE VALORI CARATTERISTICI DI UN ATOMO DI UN DATO ELEMENTO CONOSCENDO QUESTI, SIAMO CAPACI DI COSTRUIRE IL NOSTRO ATOMO, QUINDI DI CONOSCERE IL NUMERO DI PARTICELLE CHE LO COMPONGONO E DISEGNARLO PROVIAMO A DESCRIVERE IL BROMO LA TAVOLA PERIODICA CI DICE CHE IL BROMO Br HA NUMERO DI MASSA = 80 E NUMERO ATOMICO = 35 80 = PROTONI + NEUTRONI 35 = PROTONI = ELETTRONI NUMERO DI MASSA - NUMERO ATOMICO = NUMERO DEI NEUTRONI QUINDI 80 - 35 = 45 NEUTRONI
ALL'ESTERNO, SU ORBITE CONCENTRICHE, DOVREI DISEGNARE 35 PALLINE, GLI ELETTRONI
NEL NUCLEO DOVREI DISEGNARE 80 PALLINE DI CUI 35 SONO PROTONI E 45 SONO NEUTRONI
GLI ISOTOPI
IN NATURA ESISTONO, PER OGNI ELEMENTO DELLA TAVOLA PERIODICA, DIVERSI ISOTOPI: GLI ISOTOPI SONO ATOMI DI UNO STESSO ELEMENTO CHE DIFFERISCONO PER LA MASSA ATOMICA E PIù PRECISAMENTE PER IL NUMERO DEI NEUTRONI. MENTRE IL NUMERO ATOMICO NON CAMBIA. PER ESEMPIO L'OSSIGENO HA TRE ISOTOPI CHE POSSIAMO COSì DESCRIVERE
OSSERVATE I NUCLEI, NELL'OSSIGENO-16 CI SONO 8 PROTONI E 8 NEUTRONI, NELL'OSSIGENO-17 HO 8 PROTONI E 9 NEUTRONI, NELL'OSSIGENO-18 HO 8 PROTONI E 10 NEUTRONI. COME POTETE NOTARE, IL NUMERO DEI PROTONI E DEGLI ELETTRONI NON VARIA. POSSIAMO UTILIZZARE I SIMBOLI E SCRIVERE QUINDI
DOVE
GLI IONI
GLI IONI SONO ATOMI CHE HANNO UNA CARICA NON NEUTRA, CIOè POSITIVA O NEGATIVA, POICHè HANNO, RISPETTIVAMENTE, PERSO OD ACQUISTATO ELETTRONI RISPETTO L'ATOMO ALLO STATO NEUTRO. SE L'ATOMO HA PERSO ELETTRONI, SARà CARICO POSITIVAMENTE, DIVENTERà UN CATIONE. SE L'ATOMO HA ACQUISTATO IELETTRONI, SARà CARICO NEGATIVAMENTE, DIVENTERà UN ANIONE.
LA TAVOLA PERIODICA
LA TAVOLA PERIODICA FU IDEATA DA MENDELEEV NEL 1869. IL CHIMICO RUSSO VOLEVA TROVARE UN CRITERIO PER ORDINARE GLI ELEMENTI FINO AD ALLORA CONOSCIUTI. LI MISE IN ORDINE DI NUMERO ATOMICO E RAGGRUPPò GLI ELEMENTI IN BASE ALLA LORO REATTIVITà. NACQUE COSì UNA PRIMA BOZZA DELLA TAVOLA PERIODICA. L'INTUIZIONE DI MENDELEEV FU DI PREDIRE L'ESISTENZA ALCUNI ELEMENTI ALLORA ANCORA SCONOSCIUTI, DESCRIVENDONE IL NUMERO ATOMICO E ANCHE ALCUNE REAZIONI CARATTERISTICHE. QUANDO QUESTI ELEMENTI FURONO SCOPERTI, VENNERO POSIZIONATI PROPRIO DOVE AVEVA PREDETTO MENDELEEV. IN REALTà, ESISTONO DIVERSI TIPI DI TAVOLA PERIODICA, ALCUNE ANCHE DI FORMA CIRCOLARE PER ESEMPIO, O CON UNA DIVERSA DISPOSIZIONE DEGLI ELEMENTI:
LA TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
SULLA TAVOLA PERIODICA SONO RIPORTATI TUTTI GLI ELEMENTI PURI ESISTENTI IN NATURA, ANCHE SE ALCUNI SONO DI ORIGINE ARTIFICIALE. GLI ELEMENTI SONO SOSTANZE PURE CHE NON SONO SCOMPONIBILI ULTERIORMENTE, CHE HANNO PROPRIETà CHIMICHE E FISICHE UNICHE E NON VARIABILI. GUARDANDO LA TAVOLA PERIODICA POSSIAMO QUINDI NOTARE CHE CI SONO IN TOTALE 118 ELEMENTI, CHE COSTITUISCONO LA BASE DI PARTENZA PER TUTTE LE SOSTANZE E LA MATERIA CHE CI CIRCONDA. LA TAVOLA PERIODICA è SUDDIVISA IN GRUPPI, CHE SONO LE COLONNE, E PERIODI, CHE SONO LE RIGHE. GLI ELEMENTI APPARTENENTI ALLO STESSO GRUPPO HANNO LA STESSA REATTIVITà (POICHè HANNO LO STESSO NUMERO DI ELETTRONI SULL'ORBITALE ATOMICO PIù ESTERNO DETTO DI VALENZA) GLI ELEMENTI CHE APPARTENGONO ALLO STESSO PERIODO, HANNO INVECE GLI ELETTRONI PIù ESTERNI PRESENTI SULLO STESSO ORBITALE ATOMICO.
GLI ORBITALI ATOMICI E LA STRUTTURA DELL'ATOMO
TUTTI GLI ATOMI, DI QUALUNQUE ELEMENTO ESSI SIANO, HANNO 7 ORBITALI ATOMICI CHE VENGONO INDICATI CON I NUMERI DA 1 A 7 A PARTIRE DAL CENTRO DELL'ATOMO. A SECONDA DEGLI ELETTRONI CHE UN ELEMENTO POSSIEDE, GLI ORBITALI POSSONO ESSERE OCCUPATI TUTTI O IN PARTE. L'ORBITALE DI VALENZA è L'ULTIMO ORBITALE OCCUPATO DAGLI ELETTRONI DI UN ELEMENTO E QUESTI ULTIMI PRENDONO INFATTI IL NOME DI ELETTRONI DI VALENZA. LA TAVOLA PERIODICA MI PERMETTE DI CAPIRE SIA QUANTI SONO GLI ELETTRONI DI VALENZA SIA L'ORBITALE SU CUI ESSI SI TROVANO INFATTI:
GRUPPO (SOLO NUMERI ROMANI) --> INDICA IL N° DEGLI ELETTRONI DI VALENZA PRESENTI SULL'ORBITALE DI VALENZA. PERIODO --> n° DELL'ORBITALE DI VALENZA, ultimo orbitale occupato.
IL FRANCIO APPARTIENE AL SETTIMO PERIODO, HA QUINDI TUTTI GLI ORBITALI ATOMICI OCCUPATI FINO AL SETTIMO CHE è QUINDI ANCHE L'ORBITALE DI VALENZA, (ORBITALE ROSSO). INOLTRE APPARTIENE AL PRIMO GRUPPO, QUINDI HA UN SOLO ELETTRONE DI VALENZA (EVIDENZIATO IN VERDE)
LA TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
ALCUNI GRUPPI HANNO DEI NOMI PARTICOLARI:
- 1° GRUPPO: METALLI ALCALINI, SONO QUELLI CHE SI UTILIZZANO NELLE PILE ALCALINE, APPUNTO. DI QUESTO GRUPPO ABBIAMO VISTO UN VIDEO IN CLASSE SULLA REATTIVITà, SEMPRE PIù VIOLENTA, CON L'ACQUA
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- 2° GRUPPO: METALLI ALCALINO-TERROSI
- DAL 3° AL 12° GRUPPO: METALLI DI TRANSIZIONE
- 17° GRUPPO: NON METALLI, ALOGENI (TRANNE L'ASTATO, L'ULTIMO)
- 18° GRUPPO: GAS NOBILI, ELEMENTI NON, O MOLTO POCO, REATTIVI
ABBIAMO POI VISTO CHE GLI ELEMENTI VERDE SCURO SONO METALLI (COME GLI ELEMENTI IN ARANCIONE, GIALLO CHIARO E ROSA), QUELLI VERDE CHIARO SONO I SEMI-METALLI E QUELLI IN GRIGIO SONO I NON METALLI.
LA TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
LA TAVOLA PERIODICA SI DISTINGUE QUINDI IN TRE GRANDI GRUPPI: I METALLI CHE SONO SOLIDI (TRANNE IL MERCURIO) OTTIMI CONDUTTORI DI ELETTRICITà E DI CALORE LUCIDI ALLA VISTA DUTTILI E MALLEABILI I NON METALLI, CHE HANNO PROPRIETà DEL TUTTO OPPOSTE AI METALLI I SEMI METALLI, CHE HANNO PROPRIETà INTERMEDIE TRA LE DUE CLASSI
l'atomo e la tavola periodica
emanuela.manupie
Created on September 25, 2021
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MAPPA DELL'ARGOMENTO ATOMO
GLI ORBITALI ATOMICI
LIVELLI ENERGETICI E TRANSIZIONI
PERCORSO STORICO SULLA SCOPERTA DELLE PARTICELLE SUBATOMICHE E SULLE TEORIE/MODELLI ATOMICI
PERIODI E GRUPPI
MOTO DEGLI ELETTRONI ED ENERGIA
LA STRUTTURA DELL'ATOMO (BOHR E TEORIA PIù MODERNA)
LA TAVOLA PERIODICA
LE TRE LEGGI PONDERALI DI LAVOISIER, PROUST E DALTON
LE TRASFORMAZIONI DEL NUCLEO:GLI ISOTOPI
GLI IONI
VARIAZIONI PERIODICHE
LO STOCCAGGIO DELLE SOSTANZE RADIOATTIVE
DATAZIONE CON IL C-14
UTILIZZO DELLE SOSTANZE RADIOATTIVE
LA SCOPERTA DELL'ATOMO
1794
PROUST
400 A.C.
1804
LEGGE DELLE PROPORZIONI DEFINITE
DEMOCRITO
1886-1897
DALTON
1750
LEGGE DELLE PROPORZIONI MULTIPLE 1°TEORIA ATOMICA
immaginò la materia costituita da particelle INDIVISIBILI a cui diede il nome di ATOMO
LAVOISIER
LEGGE DELLA CONSERVAZIONE DELLA MASSA
GOLDSTEIN (E IN SEGUITO RUTHERFORD)
MA COS'è UN MODELLO? INSIEME DI TEORIE CHE DESCRIVE UN FENOMENO IN MODO OGGETTIVO. L'OBIETTIVO DEL MODELLO è QUELLO DI POTER POI ANALIZZARE E STUDIARE IL FENOMENO PREVEDENDONE ANCHE ALCUNE CARATTERISTICHE
SCOPERTAPROTONE
thomson
SCOPERTAELETTRONE
LA SCOPERTA DELL'ATOMO
1915
BOHR-SOMMERFELD
1904
1927-1932
MODELLO DELLE ORBITE ATOMICHE
THOMSON
1910
MODELLO A PANETTONE
RUTHERFORD
SCOPERTA DEL NEUTRONETEORIE QUANTISTICHE
SCOPERTA DEL NUCLEO EMODELLO PLANETARIO
MODELLO DEGLI ORBITALI ATOMICI
TRASFORMAZIONI FISICHE E CHIMICHE
LA MATERIA CHE CI CIRCONDA PUò ESSERE SOGGETTA A DUE TIPI DI TRASFORMAZIONI:
Trasformazioni chimiche
Trasformazioni fisiche
La materia cambia la composizione chimica
La materia cambia il proprio stato fisico ma non la composizione
I composti che reagiscono, chiamati REAGENTI, si trasformano modificando la propria strttura chimica in altri composti chiamati PRODOTTI con proprietà chimiche e fisiche diverse dai reagenti.
L'acqua nei tre stati stati fisici, solido,liquido e gassoso ha sempre formula chimica H2O e mantiene le proprie proprietà chimiche
Le reazioni si rappresentano ponendo un freccia, che indica una reazione chimica, e scrivendo a sinistra i REAGENTI e a destra i PRODOTTI
reagente1 + reagente2 --> prodotto1 + prodotto2
LA SCOPERTA DELL'ATOMO
POSSIAMO VEDERE QUESTO VIDEO (10 minuti) CHE RIASSUME LA STORIA DELLE SCOPERTE SCIENTIFICHE SULL'ATOMO. SOFFERMATEVI SOPRATTUTTO A COMPRENDERE COME DA UNA SEMPLICE SFERA (DI DALTON) SI è ARRIVATI A MIGLIORARE IL MODELLO. Data la complessità di alcune spiegazioni, potete guardare il video fino al minuto 5:43 senza soffermarvi troppo sugli esperimenti di Thomson e Rutherford.
VIDEO
LE LEGGI PONDERALI
Leggi o regole che riescono a descrivere ciò che gli scienziati osservano quando studiano le reazioni chimiche tra elementi e composti
1789, LEGGE DELLA CONSERVAZIONE DELLA MASSA DI LAVOISIER
1799, LEGGE DELLE PROPORZIONI DEFINITE DI PROUST
1808, LEGGE DELLE PROPORZIONI MULTIPLE DI DALTON
LEGGE DELLA CONSERVAZIONE DELLA MASSA
QUANDO AVVIENE UNA TRASFORMAZIONE CHIMICA, LA MASSA NON VARIA, CIOè I PRODOTTI FINALI DELLA TRASFORMAZIONE HANNO LA STESSA MASSA DEI MATERIALI DI PARTENZA ovvero IN UNA REAZIONE CHIMICA LA SOMMA DELLE MASSE DEI REAGENTI DEVE ESSERE UGUALE ALLA SOMMA DELLE MASSE DEI PRODOTTI ovvero NULLA SI CREA E NULLA SI DISTRUGGE, TUTTO SI TRASFORMA N.B. Proveremo la legge con un'esperienza di laboratorio
LEGGE DELLA CONSERVAZIONE DELLA MASSA
ESERCIZI PER CASA:
1. quanti grammi di ossigeno reagiscono con 6,8g di cromo se si ottengono 10g di prodotto, l'ossido di cromo?
2. 56 g di zolfo si combinano e reagiscono completamente con il ferro e si ottengono 154 g di solfuro di ferro. Trovare quanti grammi di ferro sono necessari per la reazione.
3. Scrivere le reazioni dei due esercizi precedenti.
LEGGE DELLE PROPORZIONI DEFINITE
IMMAGINATE DI DOVER FARE UNA TORTA CON I SEGUENTI INGREDIENTI 500 g DI FARINA 2 UOVA 250 g DI ZUCCHERO SE LA QUANTITà DI QUALCHE INGREDIENTE VENISSE MODIFICATO, LA TORTA NON SAREBBE PIù BUONA COME L'ORIGINALE... BISOGNA QUINDI RISPETTARE DEI RAPPORTI BEN DEFINITI PER AVERE IL RISULTATO OTTIMALE
LEGGE PROPORZIONI DEFINITE
E SE VOLESSI FARE UNA TORTA PIù GRANDE? DOVREI COMUNQUE MANTENERE LE STESSE PROPORZIONI TORTA GRANDE IL DOPPIO TORTA GRANDE IL TRIPLO 500 g FARINA 1000 g FARINA 1500 g FARINA 2 UOVA 4 UOVA 6 UOVA 250 g ZUCCHERO 500 g ZUCCHERO 750 g ZUCCHERO MATEMATICAMENTE UTILIZZO DELLE PROPORZIONI O IL METODO DELLA TABELLA
LEGGE PROPORZIONI DEFINITE
PROUST SCOPRì, FACENDO VARI ESPERIMENTI E PROVE IN LABORATORIO, CHE PER OTTENERE UNA CERTA SOSTANZA DOVEVA UTILIZZARE DEI RAPPORTI BEN DEFINITI. ANDANDO A MODIFICARE I RAPPORTI TRA LE SOSTANZE, SI PUò OTTENERE: 1. UN'ALTRA SOSTANZA 2. LA STESSA SOSTANZA MA CON QUALCHE INGREDIENTE CHE AVANZA La legge delle proporzioni definite o di Proust (1799) dice che: IN UN COMPOSTO CHIMICO GLI ELEMENTI CHE LO COSTITUISCONO SONO SEMPRE PRESENTI IN RAPPORTI DI MASSA COSTANTI E DEFINITI
Per esempio, per ottenere l'acqua serve 1 grammo di idrogeno e 7,92 grammi di ossigeno
PROPORZIONI RISPETTATE, ESEMPIO DELLA TORTA PIù GRANDE
QUANDO MODIFICO LA QUANTITà DI UN SOLO INGREDIENTE SENZA MANTENERE I RAPPORTI, QUESTO AVANZA
Il rapporto tra la massa di idrogeno e di ossigeno nel composto acqua è di 1g:7,92g se modifico i grammi di uno, devo modificare i grammi dell'altro mantenendo la proporzione
LEGGE PROPORZIONI DEFINITE
ESERCIZI PER CASA: 1. L’ossido di calcio CaO forma con l’acqua l’idrossido di calcio Ca(OH)2. Se 56 g di ossido di calcio si combinano con 18 g di acqua, qual è il rapporto tra le masse di ossido ed acqua? Procedi così: scrivi la relativa reazione scrivi sotto i composti i dati dell'esercizio calcola quanti grammi di acqua ti servono per 1 g di CaO 2. Nel biossido di piombo PbO2 il rapporto di combinazione tra piombo Pb ed ossigeno O è di 1g : 0.154g. Determina la massa in grammi di ossigeno O che si combina con 40 g di piombo Pb. (utilizza le proporzioni)
LEGGE DELLE PROPORZIONI MULTIPLE
DALTON QUINDI SCOPRì CHE QUANDO DUE SOSTANZE SI UNISCONO, POSSONO FORMARE DIVERSI PRODOTTI IN CUI COMUNQUE IL LORO RAPPORTO è ESPRESSO DA NUMERI INTERI.
OSSERVIAMO COME FUNZIONA LA LEGGE CON I COMPOSTI CHIMICI CARBONIO ED OSSIGENO FORMANO DUE TIPI DI COMPOSTI L'OSSIDO DI CARBONIO, RAPPORTO CARBONIO:OSSIGENO = 1:1
IL BIOSSIDO DI CARBONIO, RAPPORTO CARBONIO:OSSIGENO = 1:2
MA INSOMMA ALLA FINE COM'è FATTO L'ATOMO?
DOVRESTE AVER COMPRESO CHE HA UN NUCLEO (scoperto da rutherford) ATTORNO A CUI RUOTANO DEGLI ELETTRONI (modello di Bohr) SU DELLE ORBITE ATOMICHE DEFINITE IL NUCLEO HA CARICA POSITIVA E AL SUO INTERNO SI TROVANO SIA I PROTONI (che hanno carica positiva) SIA I NEUTRONI (con carica neutra)
L'ATOMO, nello stato fondamentale, HA CARICA NEUTRA QUANDO IL NUMERO DEGLI ELETTRONI è diverso da quello dell'atomo neutro, posso avere ioni positivi o negativi a seconda del rapporto con i protoni
GAME
CARATTERISTICHE PARTICELLE SUBATOMICHE
COME DESCRIVERE UN ATOMO
COME DESCRIVERE UN ATOMO
IL NUMERO DI MASSA ATOMICA E IL NUMERO ATOMICO SONO DUE VALORI CARATTERISTICI DI UN ATOMO DI UN DATO ELEMENTO CONOSCENDO QUESTI, SIAMO CAPACI DI COSTRUIRE IL NOSTRO ATOMO, QUINDI DI CONOSCERE IL NUMERO DI PARTICELLE CHE LO COMPONGONO E DISEGNARLO PROVIAMO A DESCRIVERE IL BROMO LA TAVOLA PERIODICA CI DICE CHE IL BROMO Br HA NUMERO DI MASSA = 80 E NUMERO ATOMICO = 35 80 = PROTONI + NEUTRONI 35 = PROTONI = ELETTRONI NUMERO DI MASSA - NUMERO ATOMICO = NUMERO DEI NEUTRONI QUINDI 80 - 35 = 45 NEUTRONI
ALL'ESTERNO, SU ORBITE CONCENTRICHE, DOVREI DISEGNARE 35 PALLINE, GLI ELETTRONI
NEL NUCLEO DOVREI DISEGNARE 80 PALLINE DI CUI 35 SONO PROTONI E 45 SONO NEUTRONI
GLI ISOTOPI
IN NATURA ESISTONO, PER OGNI ELEMENTO DELLA TAVOLA PERIODICA, DIVERSI ISOTOPI: GLI ISOTOPI SONO ATOMI DI UNO STESSO ELEMENTO CHE DIFFERISCONO PER LA MASSA ATOMICA E PIù PRECISAMENTE PER IL NUMERO DEI NEUTRONI. MENTRE IL NUMERO ATOMICO NON CAMBIA. PER ESEMPIO L'OSSIGENO HA TRE ISOTOPI CHE POSSIAMO COSì DESCRIVERE
OSSERVATE I NUCLEI, NELL'OSSIGENO-16 CI SONO 8 PROTONI E 8 NEUTRONI, NELL'OSSIGENO-17 HO 8 PROTONI E 9 NEUTRONI, NELL'OSSIGENO-18 HO 8 PROTONI E 10 NEUTRONI. COME POTETE NOTARE, IL NUMERO DEI PROTONI E DEGLI ELETTRONI NON VARIA. POSSIAMO UTILIZZARE I SIMBOLI E SCRIVERE QUINDI
DOVE
GLI IONI
GLI IONI SONO ATOMI CHE HANNO UNA CARICA NON NEUTRA, CIOè POSITIVA O NEGATIVA, POICHè HANNO, RISPETTIVAMENTE, PERSO OD ACQUISTATO ELETTRONI RISPETTO L'ATOMO ALLO STATO NEUTRO. SE L'ATOMO HA PERSO ELETTRONI, SARà CARICO POSITIVAMENTE, DIVENTERà UN CATIONE. SE L'ATOMO HA ACQUISTATO IELETTRONI, SARà CARICO NEGATIVAMENTE, DIVENTERà UN ANIONE.
LA TAVOLA PERIODICA
LA TAVOLA PERIODICA FU IDEATA DA MENDELEEV NEL 1869. IL CHIMICO RUSSO VOLEVA TROVARE UN CRITERIO PER ORDINARE GLI ELEMENTI FINO AD ALLORA CONOSCIUTI. LI MISE IN ORDINE DI NUMERO ATOMICO E RAGGRUPPò GLI ELEMENTI IN BASE ALLA LORO REATTIVITà. NACQUE COSì UNA PRIMA BOZZA DELLA TAVOLA PERIODICA. L'INTUIZIONE DI MENDELEEV FU DI PREDIRE L'ESISTENZA ALCUNI ELEMENTI ALLORA ANCORA SCONOSCIUTI, DESCRIVENDONE IL NUMERO ATOMICO E ANCHE ALCUNE REAZIONI CARATTERISTICHE. QUANDO QUESTI ELEMENTI FURONO SCOPERTI, VENNERO POSIZIONATI PROPRIO DOVE AVEVA PREDETTO MENDELEEV. IN REALTà, ESISTONO DIVERSI TIPI DI TAVOLA PERIODICA, ALCUNE ANCHE DI FORMA CIRCOLARE PER ESEMPIO, O CON UNA DIVERSA DISPOSIZIONE DEGLI ELEMENTI:
LA TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
SULLA TAVOLA PERIODICA SONO RIPORTATI TUTTI GLI ELEMENTI PURI ESISTENTI IN NATURA, ANCHE SE ALCUNI SONO DI ORIGINE ARTIFICIALE. GLI ELEMENTI SONO SOSTANZE PURE CHE NON SONO SCOMPONIBILI ULTERIORMENTE, CHE HANNO PROPRIETà CHIMICHE E FISICHE UNICHE E NON VARIABILI. GUARDANDO LA TAVOLA PERIODICA POSSIAMO QUINDI NOTARE CHE CI SONO IN TOTALE 118 ELEMENTI, CHE COSTITUISCONO LA BASE DI PARTENZA PER TUTTE LE SOSTANZE E LA MATERIA CHE CI CIRCONDA. LA TAVOLA PERIODICA è SUDDIVISA IN GRUPPI, CHE SONO LE COLONNE, E PERIODI, CHE SONO LE RIGHE. GLI ELEMENTI APPARTENENTI ALLO STESSO GRUPPO HANNO LA STESSA REATTIVITà (POICHè HANNO LO STESSO NUMERO DI ELETTRONI SULL'ORBITALE ATOMICO PIù ESTERNO DETTO DI VALENZA) GLI ELEMENTI CHE APPARTENGONO ALLO STESSO PERIODO, HANNO INVECE GLI ELETTRONI PIù ESTERNI PRESENTI SULLO STESSO ORBITALE ATOMICO.
GLI ORBITALI ATOMICI E LA STRUTTURA DELL'ATOMO
TUTTI GLI ATOMI, DI QUALUNQUE ELEMENTO ESSI SIANO, HANNO 7 ORBITALI ATOMICI CHE VENGONO INDICATI CON I NUMERI DA 1 A 7 A PARTIRE DAL CENTRO DELL'ATOMO. A SECONDA DEGLI ELETTRONI CHE UN ELEMENTO POSSIEDE, GLI ORBITALI POSSONO ESSERE OCCUPATI TUTTI O IN PARTE. L'ORBITALE DI VALENZA è L'ULTIMO ORBITALE OCCUPATO DAGLI ELETTRONI DI UN ELEMENTO E QUESTI ULTIMI PRENDONO INFATTI IL NOME DI ELETTRONI DI VALENZA. LA TAVOLA PERIODICA MI PERMETTE DI CAPIRE SIA QUANTI SONO GLI ELETTRONI DI VALENZA SIA L'ORBITALE SU CUI ESSI SI TROVANO INFATTI:
GRUPPO (SOLO NUMERI ROMANI) --> INDICA IL N° DEGLI ELETTRONI DI VALENZA PRESENTI SULL'ORBITALE DI VALENZA. PERIODO --> n° DELL'ORBITALE DI VALENZA, ultimo orbitale occupato.
IL FRANCIO APPARTIENE AL SETTIMO PERIODO, HA QUINDI TUTTI GLI ORBITALI ATOMICI OCCUPATI FINO AL SETTIMO CHE è QUINDI ANCHE L'ORBITALE DI VALENZA, (ORBITALE ROSSO). INOLTRE APPARTIENE AL PRIMO GRUPPO, QUINDI HA UN SOLO ELETTRONE DI VALENZA (EVIDENZIATO IN VERDE)
LA TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
ALCUNI GRUPPI HANNO DEI NOMI PARTICOLARI:
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- 2° GRUPPO: METALLI ALCALINO-TERROSI
- DAL 3° AL 12° GRUPPO: METALLI DI TRANSIZIONE
- 17° GRUPPO: NON METALLI, ALOGENI (TRANNE L'ASTATO, L'ULTIMO)
- 18° GRUPPO: GAS NOBILI, ELEMENTI NON, O MOLTO POCO, REATTIVI
ABBIAMO POI VISTO CHE GLI ELEMENTI VERDE SCURO SONO METALLI (COME GLI ELEMENTI IN ARANCIONE, GIALLO CHIARO E ROSA), QUELLI VERDE CHIARO SONO I SEMI-METALLI E QUELLI IN GRIGIO SONO I NON METALLI.LA TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
LA TAVOLA PERIODICA SI DISTINGUE QUINDI IN TRE GRANDI GRUPPI: I METALLI CHE SONO SOLIDI (TRANNE IL MERCURIO) OTTIMI CONDUTTORI DI ELETTRICITà E DI CALORE LUCIDI ALLA VISTA DUTTILI E MALLEABILI I NON METALLI, CHE HANNO PROPRIETà DEL TUTTO OPPOSTE AI METALLI I SEMI METALLI, CHE HANNO PROPRIETà INTERMEDIE TRA LE DUE CLASSI