Chimica Inorganica Flashcards
1
Q
Che cos’è la materia?
A
Si definisce materia qualsiasi cosa che occupa uno spazio e possiede una massa
2
Q
Miscela
A
è un campione di materia costituito da due o più sostanze
3
Q
Dalla miscela Cosa si ottiene
A
sostanze pure
4
Q
Come si tratta una miscela per ottenere sostanze pure
A
Con trattamenti di tipo fisico
5
Q
Esempi di trattamento di tipo fisico
A
Filtrazione, decantazione e centrifugazione
6
Q
COME DI SUDDIVIDONO LE MISCELE?
A
In omogenee ed eterogenee
7
Q
Cos’è una fase?
A
è una porzione ben definita di materia, che presenta composizione omogena e costante, senza alcuna superificie di separazione.
8
Q
COSA SONO I SISTEMI MONOFASICI?
A
Sono sistemi costituiti da un unica fase, come ad esempio le soluzioni acquose, costituite da sale più acqua.
9
Q
E I sistemi multifasici?
A
Sono sistemi che presentano più di una fase, ovvero in essi troviamo almeno due fasi differenti, per questo si parla di mescela o miscuglio.
10
Q
Tipi di miscele eterogenee:
A
-miscela eterogena liquido- liquido, ovvero formata da due fasi, entrambe allo stato liquido
-miscela eterogenea che presenta due fasi in stati di aggregazione differenti: acqua e gesso
-Sangue al microscopio si può vedere come esso sia formato da una componente liquida e una corpuscolata.
11
Q
Omogeneità.?
A
L omogeneità dipende dalle dimensioni del componente disperso/ soluto.
12
Q
Criterio di omogeneità
A
Il diametro della particella dispersa deve essere inferiore a 1 nm, in quel caso si parla di miscela monofasica.
13
Q
Sostanze pure sono:
A
Elementi e composti
14
Q
Elementi
A
Sono sostanze formate danno stesso identico atomo
15
Q
Composti
A
Sono sostanze pure costituite da elementi diversi
16
Q
Dai composti come possiamo ottenere i singoli elementi?
A
Attraverso reazioni chimice
17
Q
Atomo
A
È la più piccola parte di un elemento e conserva tutte che conserva tutte le caratteristiche che consentono di identificare l’elemento stesso.
18
Q
Atomo com’è costituito?
A
Da una zona centrale, formata da nucleoni cioè protoni più neutroni. E da una zona periferica dove orbitano gli elettroni
19
Q
Protoni
A
Particelli fondamentali che presentano una carica elettrica positiva (1,602 ×10^-19 C)
Ed hanno una massa considerevolmente piccola
20
Q
Neutroni
A
Particelle elettricamente neutre ed hanno una massa leggermente superiore a quella del protone.
21
Q
Elettroni
A
Particelle cariche negativamente, (entità di carica stessa del protone) ed hanno una massa 1840 volte più piccola del protone e neutroni.
22
Q
Atomo è (a livello di carica elettrica).
A
Elettricamente neutro, perché ha lo stesso numero di cariche positive e negative
23
Q
Ioni?
A
Sono atomi che hanno acquistato o perso elettroni.
24
Q
Catione
A
Ione positivo, che ha perso una carica negativa
25
Anione
Ione negativo, ha acquistato un elettrone quindi possiede una carica negativa in più.
26
Numero atomico
Z, indica il numero di protoni presenti nel nucleo, che corrisponde anche al numero di elettroni
27
Numero di massa
A, posto in alto a sinistra, indica il numero di numero nucleoni, ovvero la somma tra protoni e neutroni.
28
Le proprietà chimiche di un elemento dipendono?
Dagli elettroni presenti nella configurazione esterna, cioè gli elettroni di valenza.
29
Isotopi
Sono atomi dello stesso elemento che hanno lo stesso numero atomico Z, ma diverso numero di massa, ovvero ciò che varia è il numero di neutroni presenti nel nucleo.
30
NUCLIDI
rappresentano le varie forme nucleari di tutti gli elementi senza fare distinzioni. Perciò Sia Z, che A possono essere diversi.
31
ISOTOPI INSTABILI
sono, radioisotopi, Che tendono a disintegrarsi, trasformandosi in elementi più stabili.
32
Nella disintegrazione di radiositopi cosa vengono emesse?
Radiazioni alfa, beta o gamma
33
L emissione di radiazioni, dai radioisotpi viene definita
Decadimento radioattivo
34
con Carbonio 14 è stato
possibile.
risalire all'età dell'uomo di Similaun
35
Per verificare come agiscono le radiazioni del decadimento, che tipo di esperimento è stato fatto?
Le radiazioni dei radiosiotopi, sono state fatte passare attraverso fenditure e guidate all interno di un campo elettrico costituito da due piastre.
36
nel campo elettrico, Come si
comportavano le radiazioni
Alfa, venivano deviate e venivano attratte dalla piastra carica negativamente, per questo si capì che erano delle particelle positive.
Beta, venivano deviate e venivano attratte dalla piastra positiva, si capì che erano dunque elettroni.
Gamma, queste radiazioni non venivano deviate, si capì quindi che le gamma non erano particelle, ma radiazioni elettromagnetiche.
37
Quali sono le radiazioni più penetranti ?
Sono le gamma, Che avanzano per km
Poi ci sono le beta, che vengono fermate dopo metri
E poi le alfa, che vengono bloccate anche da un foglio di carta.
38
Da cosa dipende la stabilità di un nucleo?
Dal rapporto tra il numero di protoni e Il numero di neutroni.
39
Quali forze sono presenti nel nucleo?
Potenti forze di repulsione elettrostatica, tra I protoni che tendono a far si che un protone si allontani da un altro.
Ma sono presenti, anche forze nucleari a corto raggio, che sono altrettanto forti e tendono tenere insieme neutroni e protoni.
40
I neutroni quindi servono
A tenere distanti i protoni
41
All'interno del nucleo serve?
Un giusto rapporto tra neutroni e protoni.
42
GRAFICO DELLA STABILITA protoni e neutroni, descrizione:
Il grafico mostra sull asse delle x, il numero di protoni e sull asse delle y il numero di neutroni
In questo grafico sono rappresentati i diversi nuclei, in nero quelli stabili e in rosso quelli instabili.
Tutti i radioisotopi instabili tendono alla stabilità, tuttavia la loro tipologia di decadimento radioattivo, dipende dalla loro posizione, ovvero se si trovano al di sopra, o al di sotto della curva di stabilità.
43
Quali elementi sono instabili nel grafico di stabilità legata aI nucleo
Tutti gli elementi oltre al bismuto (83), sono instabili e radioattivi. Tendono alla stabilità, decadendo, ovvero emettendo radiazioni.
44
Nel grafico di stabilità oltre il Bismuto, che tipo di radiazioni vengono emesse?
Radiazioni alfa, trasformandosi in Isotopi più stabili.
45
Nel grafico di stabilità, la linea retta rappresenta?
un rapporto ideale di circa 1, tra protoni e neutroni, che non si rispetta dopo il calcio.(infatti si ha uno stacco verso l'alto).
46
Nel grafico di stabilità, I radioisotopi che si trovano sopra la
curva, produrranno?
Radiazioni di tipo Beta-. Ci sono, infatti più neutroni rispetto ai protoni nel nucleo, quindi un neutrone viene convertito in un protone, più un elettrone. In questo caso il numero di massa rimane uguale, perché un neutrone in un protone, ma cambia il numero atomico, ovvero un protone in più. Cambia l' elemento stesso.
47
I radioisotopi che si trovano al di sotto della curva? Che decadimento hanno?
Possono comportarsi in 3 modi(reazioni nucleari).
- Emissione Beta+, in cui il nucleo ha, più protoni, che neutroni, perciò in protone verrà convertito in neutrone, più positroni(particella simile all elettrone, carica positivamente)in modo da compensare le cariche. In questo modo in numero di massa rimane invariato, ma cambia il numero atomico (Z).
- Cattura elettronica: un elettrone più interno, viene cattu ra e assieme ad un protone, va a formare un neutrone (pos+ neg= neutra). A non cambia, varia Z.
- Rilascio di protoni accompagnato da un emissione di gamma: in questo caso cambia sia il numero di massa e il numero atomico diminuisce (perdita protone).
48
Descrizione riassuntiva di tutti i decadimenti:
-alfa, avendo nucleo pesante (troppi nucleoni), emetto neutroni e protoni, ovvero nuclei di elio bipositivi.
- Beta +, avendo più protoni, converto protone in neutrone, più positroni.
-Beta-, avendo più neutroni, converto neutrone in protone più elettrone. (Aumenta numo degli elettroni).
-Gamma, l'accessorio energia viene liberato sotto forma di radiazione elettromagnetica.
49
VELOCITÀ DI DECADIMENTO RADIOATTIVO è determinata?
Dall' attività A.
50
Cos'è l'attività A?
È il numero di disintegrazioni osservate per unità
di tempo. Quindi il numero di radionuclidi instabili che disintegrato in un'unità di tempo. Sarebbe il tempo necessario, affinché l'isotopo radioattivo si disentegri e si trasformi in un isotopo più stabile.
51
L' attività A è proporzionale?
Alla quantità del campione radioattivo, perciò se io dimezzo la concentrazione iniziale dell isotopo, dimezzo anche l'attività o se io raddoppio la concentrazione, raddoppio l'attività.
52
TEMPO di dimezzamento:
Tempo necessario a ridurre metà della quantità iniziale del campione radioattivo ed è indipendente dalla stessa quantità. Questo tempo di dimezzamento rimane costante. T1/2= 0,693/k, dove k è la costante cinetica dell'isotopo in questione.
53
Per concentrazioni più basse il decadimento è?
Meno veloce.
54
Difetto di massa: è il fenomeno
Il fenomeno attraverso il quale possiamo osservare, che se pesiamo, da una parte il nucleo di un elemento e da un'altra parte, le particelle separate, noteremo che il peso delle ultime è maggiore, rispetto al nucleo.
55
Perchè vi è questo difetto di massa?
Perchè parte della massa del nucleo, è stata convertita in energia utilizzata come energia di legame nucleare. L'energia di legame nucleare è diversa per ciasciun atomo.
56
cos'è l'energia di legame nucleare?
È l'energia necessaria affinché protoni e neutroni si uniscano a formare il nucleo e corrisponde al difetto di massa.
57
Poiché ogni atomo ha la propria energia di legame nucleare, per tracciare un grafico, che consenta di conoscere le diverse energie è necessario?
Calcolare l'energia di legame per nucleone, che si ottiene facendo il difetto di massa diviso il numero di nucleoni presenti.
58
L' energia di legame per nucleone è massima?
Per il ferro, con numero di massa 56.
59
Il grafico dell'energia di legame per nucleone descrizione:
La zona gialla rappresenta la zona di massima stabilità, la quale diminuisce quando ci si sposta a destra o a sinistra della fascia. Quindi la stabilità diminuisce per atomi con numero di massa minore di 56e maggiore di 80.
60
In che modo gli atomi che sono fuori stabilità nucleare, cioè fuori dalla fascia gialla tenderanno a raggiungerla?
Attraverso fusione e fissione.
I radionuclidi a sinistra, tenderanno a fondersi per raggiungere un numero di massa maggiore, mentre quelli a destra tenderanno ad effettuare la fissione, avendo nuclei più grandi cercheranno di disintegrarsi.
61
Che cos'è la chimica?
È una disciplina scientifica che riguarda la materia, le sue trasformazioni, la sua composizione e le variazioni di energia, dovute a queste trasformazioni.
62
Con La FILTRAZIONE cosa ottengo?
Attraverso la filtrazione è possibile separare un soluto, dal solvente in cui è disperso. E' una tecnica che consente di ottenere, da una miscela, una sostanza pura.
63
Dove vengono Impiegati I radioisotopi?
Vengono largamente utilizzati in campo medico per alcune particolari tecniche come la
Scintigrafia o la PET.
64
SCINTIGRAFIA DESCRIZIONE:
È una tecnica di diagnostica per immagini. Utilizzando i radioisotopi è possibile costruire l’immagine
computerizzata di un determinato organo o tessuto con l’obiettivo di evidenziare l’eventuale presenza di
patologie. Per mettere in atto questa tecnica si utilizzano
radioisotopi γ-emittenti L’isotopo radioattivo viene incorporato dal paziente sotto
forma di sale tramite vari metodi (per endovena o inalazione). Durante l'esame vengono inalate dal paziente don molto basse del radio isotopo, per assicurarsi che esso che non risulti nocivo. La pratica viene eseguita dopo circa due ore dall’assunzione del farmaco in modo tale che esso possa distribuirsi
in tutto il corpo. A questo punto il paziente viene fatto stendere su un lettino e passa sotto un anello rilevatore in grado di captare le radiazioni γ emesse dall’isotopo utilizzato. Lo strumento in questione è collegato ad un computer che presenta dei particolari software capaci di rielaborare un’immagine sulla base delle radiazioni emesse; questi dati sono analizzati da un operatore esperto in grado di individuare possibili situazioni patologiche,come delle metastasi a livello osseo, fratture, oppure artrosi.
65
Aspetto fondamentale da considerare nella scintigrafia:
È il tempo di dimezzamento dei vari Isotopi, infatti esso non deve essere molto lungo, in modo tale che il farmaco si degradi velocemente.
66
Qual' è la tecnica più sofistica della scintigrafia?
La PET(tomografia emissione di positroni). In questo caso vengono utilizzati radioisotopi che emettono positroni e che hanno una vita estremamente breve.
67
Come avviene Ia PET?
Come per la Scintigrafia il paziente integra il radioisotopo sottoforma di sali. Gli isotopi utilizzati hanno
generalmente un tempo di dimezzamento molto breve che varia da ore a addirittura pochi minuti. Tutta via, nella PET, I radioisotopi emettono positroni, che incontrano a livello dei tessuti, elettroni, CIÒ che accade, è un vero e proprio annichilimento materia-antimateria. Questa reazione emette due raggi γ a 180 gradi. Questi raggi vengono captati da un anello rivelatore, che tramite sofisticatissime apparecchiature, permette di elaborare un’immagine computerizzata, dell'organo oggetto d'indagine.
68
Applicazione dello PET esempi:
Viene effettuata per analizzare cervelli affetti da Alzheimer. In questi caso si usa il carbonio 11, introdotto nel glucosio. L'attività cerebrale è misurata proprio tramite i livelli di consumo del glucosio, che sono molto alti in un cervello sano. Aree ad alto consumo, sono rappresentate in rosso, ma nei cervelli affetti da Alzheimer, prevalgono zone balaustre, che vanno ad indicare un'attività cerebrale nettamente inferiore, causata dal deperimento dei tessuti.
69
Le particelle subatomiche presenti nel nucleo con che ordine di grandezza sono espesse?
10^-24.
70
u. m. a. cosa è?
È l'unità di massa atomica, grandezza presa in considerazione, che corrisponde alla dodicesima parte dell'isotopo 12 del Carbonio, ovvero 1,6605 x 10^-24. È una grandezza relativa e adimensionale.
71
Tutte le masse degli atomi, per essere espresse in u.m.a.:
Vengono rapportate alla grandezza di riferimento, ad es la massa dell idrogeno 1,673... diviso 1,605...= 1,008 u.m.a. che è la massa atomica relativa dell'elemento in questione.
72
Ma le masse atomiche espresse in tavola periodica sono:
Il risultato di medie, infatti i vari elementi contengono isotopi con masse differenti, bisogna dunque capire con che percentuale essi sono presenti nell'elemento e loro masse atomiche relative.
73
Come si calcola la media atomica in tavola periodica?
Si calcola moltiplicando la massa atomica relativa dell'isotopo, per la sua abbondanza e poi sommare tutti i risultati. Ce se l'elemento ha 10 isotopi, sommeremo i 10 risultati ottenuti.
74
Cos'è la molecola?
È la più piccola unità discreta(ed è importante il termine discreta, indica isolabile, che ha vita a sé e
posso isolarla dal contesto generale, da tutte le altre molecole)costituita da due o più atomi che possono essere uguali o diversi.
75
La molecola mantiene le stesse con caratteristiche del composto?
SI.
76
Cosa rappresenta il peso molecolare ?
La somma dei pesi atomici di tutti gli atomi che costituiscono la molecola. Unità di misura dalton/ u. m. a..
77
Per composti costituiti da un insieme continuo di atomi, come i sali e i metalli:
Si parla di formula empirica o unità formula.
78
Cosa indica l'unità formula?
Il minimo rapporto esistente tra gli atomi.
79
Per questi tipi di composti, metalli o sali, non possiamo parlare di peso molecolare, quindi parliamo di:
Peso formula.
80
Come si calcola il peso formula?
Facendo la somma dei pesi atomici di tutti gli atomi che costituiscono la formula empirica.
81
Da un punto di vista matematico cambia qualcosa tra peso molecolare e peso forumula?
Non cambia niente.
82
A livello macroscopico, qual'è la grandezza di riferimento?
Il numero di Avogadro,(quella quantità di materia a cui corrisponde quel numero di Avogadro di atomi).
83
Che cosa indica il numero di Avogadro?
Indica il numero di atomi, 6,022×10²³ che sono presenti in 12g di ₆¹²C .
84
Che cos'è la MOLE?
Si definisce MOLE la quantità di materia che contiene un numero di Avogadro di particelle. (atomi,
molecole o altre unità fondamentali).
85
MASSA o PESO MOLARE, cosa indicano?
Massa o peso molare per i chimici non fa differenza,la quantità in grammi presente in una mole (g/mole) di un elemento o composto.
86
Relazione esistente tra peso/massa molare e peso molecolare:
Da un punto di vista numerico, la massa di una mole, come numero che è espresso in
grammi, corrisponde allo stesso del peso molecolare che è espresso invece in u.m.a. o Dalton.
Quindi è diversa l’unità di misura, ma il numero è identico. Questa è la relazione che lega la massa molare con la
massa atomica o molecolare.
87
Il NUMERO DI MOLI
Contenuto in una certa quantità di massa, espressa in grammi, può essere calcolato da questa
semplice relazione:
dividendo la massa in grammi per il suo peso molecolare (o peso formula, nel caso di
sale e metalli), ottengo il numero di moli presenti in una certa quantità di massa,
espressa in grammi.
88
I 3 stati di aggregazione della materia:
I tre stati sono solido, liquido e gassoso.
89
C'è un quarto stato di aggregazione?
Si, è il plasma, in cui la materia è ionizzata, cioè sotto forma di ioni, ma che non è presente alle nostre temperature. Il plasma si può ottenere a livello delle stelle e quindi parliamo di milioni di gradi kelvin.
90
Stato gassoso
la materia si presenta sottoforma di particelle , che sono in continuo movimento tra di loro. In pratica, nessuna particella è vincolata alle particelle che le sono vicine. C'è l’assenza totale di attrazioni e quindi di legami tra le
varie particelle. Se in qualche modo variamo la temperatura, con una diminuzione o un aumento, avremo una situazione che porta alla condensazione, nel senso che passiamo dalla forma gassosa alla forma liquida.
91
Stato liquido:
La materia è presente sotto forma di particelle, le quali, non sono completamente libere le une rispetto alle altre, ma incominciano ad essere vincolate con forze deboli. Vi è quindi una debole attrazione e sussistono dei legami deboli tra le particelle della materia. I liquidi assumono la forma del recipiente, ma hanno un volume proprio. Agendo nuovamente sulla temperatura e sulla pressione, cioè diminuendo ulteriormente la temperatura o aumentando la pressione sul sistema, passo dallo stato liquido allo stato solido attraverso un processo di solidificazione.
92
Stato solido:
La materia è formata da particelle che sono fortemente vincolate le une alle
altre, ci sono delle forze attrattive, di coesione che sono molto più forti.per cui le particelle sono costrette ad assumere una determinata disposizione, obbligata nello spazio. Pertanto, i solidi hanno una forma e volume propri.
93
La pressione di un gas può essere definita come:
La forza delle collisioni delle molecole del gas sulla superficie o area.
94
La forza delle collisioni dipende da due fattori:
-dal numero di collisioni, perché, se aumenta il numero delle collisioni, c’è una maggiore pressione sull’area.
-dalla forza media per collisione che dipende dall’energia cinetica che le molecole posseggono.
95
Energia cinetica
1/2 mv^2, dove m è la massa della molecola gassosa e v è la media delle velocità al
quadrato.
96
Teoria cinetico-molecolare dei gas perfetti, che mostra, a livello microscopico, il comportamento di un gas. Afferma:
-son costituiti da particelle sferiche e con un volume trascurabile.
-le molecole si muovono in tutte le direzioni, sono in continuo movimento e seguono un movimento rettilineo.
- Le particelle non sono vincolate le une dalle altre, quindi non interagiscono chimicamente tra di loro, ma urtano sulle pareti del recipiente.
-Gli urti sono perfettamente elastici, perciò l’energia cinetica media rimane costante.
97
La pressione parziale di un gas:
È la pressione esercitata da quel gas, se da solo occupasse il volume totale a disposizione della miscela di cui fa parte.
98
La pressione totale di una miscela di gas è:
La sommatoria delle pressioni parziali PTot. = P1 + P2 + P3 ....
99
La legge di Boyle:
La legge di Boyle dice che considerando la temperatura e n (numero di moli) e quindi la quantità
di materia costanti, il volume è inversamente proporzionale alla pressione. Se aumento il volume,
diminuisce la pressione e viceversa.
100
Legge di Charles
La legge di Charles dice che a pressione e quantità di materia (n) costanti, il volume è
direttamente proporzionale alla temperatura. Quindi, aumentando la temperatura, aumenta il
volume del gas.
101
Legge di Avogadro:
La legge di Avogadro dice che il volume di un gas è direttamente proporzionale alla quantità di
materia. Se la quantità di materia aumenta, aumenta il volume del gas, mantenendo costanti
pressione e temperatura.
102
Se io considero in condizioni standard (Pressione = 1 atm e Temperatura= 0 °C o 273,15 K) il volume di una mole di un qualsiasi gas:
Questo presenterà sempre lo stesso valore, 22,414 L, in virtù della legge di Avogadro.
103
Funzionamento airbag
Il pollone dell'airbag, ha quelle dimensioni perhcè ci sono un certo numero di moli di gas all'interno dello stesso, se aumentano, aumenterà anche il volume. A livello dell’airbag un dispositivo che presenta un sensore altamente sensibile alle decelerazioni improvvise e violente. Queste decelerazioni
fanno sì che il sensore venga attivato e a sua volta mandi un impulso elettrico a livello di questa camera, in cui vi è un sale (sale sodio azide, NaN₃) che si trova in forma solida in dei blocchetti, e l’impulso elettrico innesca una reazione che porta alla sublimazione, all’immediato cambiamento di stato, dallo stato solido di questo sale in azoto. Viene sviluppato azoto sotto forma gassosa e l’azoto riempie immediatamente il
sacco, in millisecondi. Successivamente, in tempi sempre molto brevi, c’è un dispositivo che permette la fuoriuscita dopo circa 0,2/0,3 secondi dell’azoto.
104
Leggi dei gas:
La legge di Boyle dice che il volume è inversamente proporzionale alla pressione. Se aumento il volume,
diminuisce la pressione e viceversa.
La legge di Charles dice che il volume è direttamente proporzionale alla temperatura. Quindi, aumentando la temperatura, aumenta il volume del gas.
La legge di Avogadro dice che il volume di un gas è direttamente proporzionale alla quantità di
materia. Se la quantità di materia aumenta, aumenta il volume del gas, mantenendo costanti
pressione e temperatura.
105
Relazione di proporzionalità delle leggi dei gas:
Riunisce le 3 leggi, Boyle, Charles e Avogadro.
106
Legge dei gas ideali, cos'è e cosa include?
Mettendo un’uguaglianza,al rapporto di proporzionalità, sinottiene un equazione, se viene introdotta una costante, la costante universale dei gas, R e che avrà un valore differente in relazione alle unità che sono state prese. Questa costante serve a collegare tra loro le proprietà dei gas: pressione, temperatura, quantità di materia e volume. Se introduco questa costante, posso mettere l’uguale ed eliminare il segno di proporzionalità. Quindi avremo: V=R(nT/P) oppure PV=nRT.
107
Quando vale la legge dei gas?
È rigorosamente valida per temperature vicine a quella ambiente (intorno ai 25 °C) o a pressioni minori o uguali si 1 atm. Se le condizioni, temperatura e pressione si discostano dalle condizioni ambientali allora non possiamo più considerare la legge dei gas ideali, perché non siamo più in presenza di un gas ideale, ma di un gas reale.
108
Quanto vale la costante R dei gas?
Espressa in L x atm/K x mol, e ha questo valore: 0.082057.
109
VELOCITÀ MOLECOLARE:
Velocità con cui si spostano le molecole gassose in un determinato sistema.
110
Sperimentalmente le molecole di un gas non si muovono tutte alla stessa velocità, ad una certa temperatura:
● alcune molecole hanno una velocità bassa
● altre hanno una velocità alta
● la maggior parte si muove ad una velocità intermedia (situazione più probabile).
111
Maxwell e Boltzmann cosa hanno fatto?
Hanno riassunto tali dati rappresentandoli in un grafico, ovvero la curva di
distribuzione delle velocità molecolari, le quali dipendono dalla temperatura del sistema.
112
Nel grafico: La curva di distribuzione delle velocità molecolari
Si considera l’ossigeno molecolare a due temperature differenti, in ascissa troviamo la velocità
delle molecole in m/s, in ordinata il numero di molecole che presentano tale velocità.
-A 25 ℃ (curva in blu) si osserva un picco che rappresenta la velocità più probabile, quella che possiede la
maggior parte delle molecole (400 m/s circa). A sinistra e a destra del picco abbiamo un numero minore
di molecole che si muovono a velocità rispettivamente più basse e più alte.
-A 1000 ℃ (curva in rosso) le velocità molecolari sono distribuite diversamente, la curva si appiattisce e si
sposta verso destra. Il picco allo stesso modo rappresenta la velocità più probabile (in questo caso circa
800 m/s). Lo spostamento della curva a destra dimostra che a 1000 ℃ le molecole di O possono 2
raggiungere velocità più elevate che a 25 ℃ .
113
Considerazioni del grafico di distribuizione:
1. le aree sottese alle due curve sono equivalenti, nonostante abbiano diversa forma, poiché rimane costante il numero di molecole di O , varia solo la temperatura.
2. le curve non sono delle gaussiane data l’asimmetria rispetto alla velocità più probabile.
114
ENERGIA CINETICA MEDIA
KE = 1/2 Nmv^2.
115
La velocità quadratica media:
È direttamente correlata alla temperatura T ed è inversamente correlata con la
massa molare M, quindi a parità di temperatura, particelle gassose con massa molare maggiore si muovono ad una velocità minore rispetto a particelle più leggere.
116
Osservazione grafico distribuzione:
Sperimentalmente si è visto, infine, che i gas che si trovano alla stessa temperatura, presentano la stessa
energia cinetica media, pur variando le singole velocità molecolari.
117
Un gas per essere considerato ideale:
Quando possiede due caratteristiche:
-Quando Il volume delle particelle è considerato trascurabile, trascurabile rispetto al volumetotale disponibile.
-quando le particelle che lo compongono (le sue molecole), non sono vincolate dalle forze di coesione, ma interagiscono attraverso degli urti completamente elasticine quindi non vanno a modificare l'energia cinetica totale costante.
118
A pressioni più alte, maggiori di 1 atm e temperature più basse, cioè minori di 0 gradi, i gas:
Non si comportano come ideali, ma come reali.
119
Comportamento dei gas reali è stato studiato?
Da vander waals, che ha elaborato un equazione, detta equazione di vendere waals, che porta delle modifiche alla legge dei gas ideali.
120
Quali modifiche sono state aggiunte alla legge del goa ideali?
Sono stati Introdotti due coefficienti di correzione.
- Uno per la pressione, perchè la pressione osservata, risulta essere differente, da quella dei gas ideali, detto fattore di correzione a, che è specifico per quel tipo di gas e calcolato a livello sperimentale.
-Un fattore di correzione B, che agisce sul volume del gas, perchè nei gas reali, il volume delle particelle non è più trascurabile, che è sempre calcolato in maniera sperimentale ed è specifico per quel tipo di gas.
121
I due fattori di correzione b e a:
Uno agisce sulle forze intermolecolari dovute alla pressione e uno sul volume, ci consentono di utilizzare l'equazione di Vander waals, per descrivere il comportamento dei gas reali.
122
1° modello atomico:
Thompson(1899), acomo è una particella compatta, una sfera di carica positiva, in cui sono distribuiti gli elettroni.
123
Esperimento di Rutherford:
Per comprendere se questo modello posso reale Rutherford, effettuò diversi studi. Utilizzo particelle alfa, ovvero nuclei di elio bipositivi, per bombardare una sottile lamina di oro. Attorno alla lamina d’oro è posto uno schermo fluorescente di solfuro di zinco (ZnS) sul quale sono visibili dei puntini luminosi in corrispondenza dei raggi α.
124
Osservazioni dell' esperimento di Rutherford:
Si osserva che:
● la maggior parte delle particelle α non viene deviata o viene leggermente deviata;
● alcune particelle α vengono deviate;
● altre sembrano quasi “rimbalzare” indietro.
se Il modello di Thompson fosse stato valido il100% delle particelle sarebbero dovute passare attraverso la lamina. Ma, in verità, l'esperimento dimostrò che il 98% passava è il 2% veniva respinto.
125
Interpretazione dei risultati di Rutherford: modello di Rutherford 2°:
Rutherford non aveva previsto la deviazione di raggi alpha osservata sperimentalmente. Egli interpreta i dati
sperimentali e ipotizza un atomo costituito da un nucleo molto piccolo e da una zona periferica in cui si muovono gli elettroni. Quando il fascio di particelle α attraversa la lamina d’oro:
● la maggior parte di esse passa lontana dal nucleo,
non subendo deviazioni considerevoli.
● I fasci di particelle α che passano in prossimità del
nucleo vengono deviati in modo considerevole. Ciò
è dovuto alla repulsione elettrostatica tra il nucleo
carico positivamente e le particelle.
● Le particelle vengono respinte indietro se urtano
contro il nucleo.
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Modello di Bohr 3°, 1913:
Gli elettroni orbitano intorno al nucleo. Introduce il concetto di orbita stazionaria: orbito che l'elettrone può percorrere senza perdere la propria energia cinetica. L'elettrone può muoversi liberamente, solo in determinate orbite cincolari(a una precisa distanza dal nucleo). A ognuna di queste orbite corrispondono determinati valori di energia(orbite quantizzate). Per passare da un orbita ad un altra con un livello energetico maggiore, l'elettrone assorbe un quanto. ( che viene trasferito attraverso un fotone). Se invece cade, emette un quanto.
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4° modello, di Schroedinger 1925:
L'elettrone è descritto con un onda, che definisce la tua probabilità di occupazione della regione di spazio intorno a nucleo.
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L'energia è quantizzata, ovvero?
Può assumere solo valori standardizzati, dei pacchetti.
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Principio di De Broglie:
Qualsiasi corpo può avere una doppia natura, che dipende dalla massa. Il significato è che ad ogni corpo in moto di massa m è possibile associare una definita lunghezza d’onda 𝛌.
Ovviamente se la massa è grande, la lunghezza d’onda sarà così piccola da non comportarsi come un’onda
elettromagnetica, proprio perché non esistono onde con lunghezza così piccola. Tuttavia siccome l’elettrone
ha una massa estremamente ridotta può comportarsi anche come un’onda elettromagnetica.è possibile svelare la natura ondulatoria degli elettroni. Con altri approcci si può analizzare la natura corpuscolare. Tuttavia non possono essere analizzati contemporaneamente in una stessa situazione.
Considerando l’equazione d’onda di De Broglie, cioè λ=nh/mv,Solamente nel caso dell’elettrone, grazie
alla sua massa molto piccola 9,11 x 10-31, notiamo che la lunghezza d’onda è dell’ordine di 10
-10 ed è possibile associarla ad un’onda elettromagnetica. Negli altri due casi invece, date le masse elevate, i corpi si comporteranno solo come particelle, dato l’ordine di grandezza della loro lunghezza d’onda.
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De Broglie suggerisce un suo modello che ricalca quello di Bohr:
Il moto dell'elettrone può essere scritto come un’onda elettromagnetica stazionaria
(vincolato tra due estremità) bidimensionale e considerando il modello atomico di Bohr, gli stati stazionari sarebbero permessi solo quando l’elettrone si muove lungo orbite circolari.
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Ci smentisce DE BROGLIE?
Questo però venne corretto da Heisenberg il quale dimostrò che
per un oggetto estremamente piccolo, quale l’elettrone, è impossibile determinare con accuratezza, allo stesso tempo, sia la posizione che l’energia. Infatti il tentativo di determinare accuratamente la posizione o l’energia dell’elettrone porta all’incertezza del valore dell’altro parametro questo è conosciuto oggi come principio di indeterminazione di Heisenberg.
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Principio di indeterminazione di Heisenberg
Tale principio afferma che, per una particella di massa subatomica, esempio l'elettrone, non è possibile conoscere contemporaneamente e con pari esattezza, la posizione è la velocità di tale particella.e
