Materia

Question 1

Cosa si intende per trasformazione FISICA

Answer 1

una trasformazione reversibile che non cambia la composizione chimica della materia.
Alla fine della reazione NON si avrà la formazione di nuove sostanze.
ex: passaggi di stato

Question 2

Elenco delle varie trasformazioni fisiche

Answer 2

Solido -> liquido : fusione
Liquido -> gassoso/aeriforme: vaporizzazione
Liquido Gassoso / Aeriforme: Sublimazione
Solido

Question 3

Differenza tra gas e vapore

Answer 3

Una sostanza allo stato aeriforme viene definita GAS quando si trova al di SOPRA della sua temperatura critica (oltre il quale non può avvenire la condensazione).
Viene definito VAPORE quando si trova al di SOTTO della temperatura critica

Question 4

A parità di massa, nel passaggio di stato liquido allo stato gassoso, come si comportano il volume e la densità? Mentre per quanto riguarda il passaggio di stato liquido al solido? e quali sono le loro eccezioni.

Answer 4

Liquido -> Gassoso: Il volume AUMENTA e la densità DIMINUISCE.
Solido

Question 5

Cosa si intende per temperatura critica e pressione critica?

Invece per punto triplo?

Answer 5

Si definisce temperatura critica e pressione critica, la condizione in cui coesiste la bifasicità (contemporanea presenza di due fasi), cioè la T e le P massime oltre le quali si ha poi una singola fase. L’incontro tra T critica e P critica è definito PUNTO CRITICO.

Per punto triplo si intende il punto in cui le tre fasi (solido, liquido, gassoso) coesistono in equilibrio.

Question 6

Come mai nelle curve di riscaldamento di ogni sostanza pura si può identificare una sosta termica?

Answer 6

Si può identificare una sosta termica in cui la temperatura non varia. Ciò si verifica poiché durante il passaggio di stato, il CALORE LATENTE che viene ceduto al sistema, viene utilizzato per rompere i legami fra le particelle e non per aumentare la temperatura del sistema, permettendo dunque la fusione o l’evaporazione.

ex: per questo motivo quando si porta l’acqua a bollore per cuocere la pasta, anche se viene utilizzata una fiamma potente, la sua temperatura rimane fissa sui 100°C.
T di ebollizione di H2O: 100°C (373,15K)
T di fusione di H2O: 0°C (273,15)

Question 7

Cos’è una soluzione?

Answer 7

Un miscuglio omogeneo costituito da un solvente (che si sceglie) ed un soluto (che viene sciolto).
ex: L’acqua minerale dei rubinetti è un esempio di miscuglio omogeneo.

Question 8

Cosa sono i colloidi?

Answer 8

Sistemi con caratteristiche intermedie tra miscugli omogenei ed eterogenei.
Il colloide è formato da una sostanza uniforme, definita fase disperdente, in cui si trovano disperse le particelle di un’altra sostanza ( fase dispersa ). Tali particelle hanno dimensioni tra i n ai µ e sono tenute sospese nel colloide dall’urto tra le molecole di maggiori dimensioni.

Question 9

A seconda della fase disperdente quali tipi di colloidi si distinguono?

Answer 9

Sol: se la fese disperdente liquida prevale su quella solida (pasta dentifricia).
Gel: se la fase solida prevale su quella liquida (gelatine).

ex:
- la panna montata è una schiuma formata da una fase disperdente liquida e una dispersa gassosa.
- la maionese è un’emulsione, cioè una dispersione colloidale che si forma sbattendo energicamente due liquidi NON miscibili ( un idrofilo e l’altro idrofobo) in questo caso aceto e olio.
- il sangue è un colloide formato da una fase disperdente liquida nella quale sono disperse le proteine plasmatiche.

Question 10

Descrivi le tecniche di separazione fisiche che si possono utilizzare per isolare le sostanze che compongono un miscuglio.

Answer 10

• Filtrazione:
  tecnica che sfrutta le diverse dimensioni delle particelle, le quali vengono separate attraverso un filtro con maglie. Le particelle più piccole del diametro delle maglie passano attraverso il filtro, quelle più grandi rimangono intrappolate. (ex: acqua e sabbia)
• Centrifugazione:
  separa due sostanze di un miscuglio eterogeneo tramite la FORZA CENTRIFUGA. Viene solitamente utilizzata per separare i miscugli eterogenei solido-liquido o i miscugli liquido-liquido, sfruttando le differenti DENSITA’ delle sostanze. (ex: centrifugazione del sangue, il sangue viene separato nelle sue componenti, la parte liquida meno densa cioè il plasma, e la parte corpuscolata solida più densa cioè le cellule ematiche.
• Cromatografia:
  tecnica basata sulla diversa velocità di migrazione delle sostanze posizionate su un supporto, che vengono trasportate da un fluido, detto eluente.
• Distillazione:
  Si basa sulla VOLATILITA’, cioè la tendenza ad evaporare, dei componenti di miscele liquide. Minore è la temperatura di ebollizione prima essa si porterà in fase gassosa, facendo sì che possa essere incanalata tramite un sistema di tubi in un differente becher ed essere ricondensata. L’altra sostanza rimarrà invece nel primo recipiente dove era stata inserita la miscela iniziale, poiché avrà un punto di ebollizione maggiore rispetto alla prima sostanza.
  ex: distillazione del vino, miscuglio omogeneo costituito da acqua e alcol etilico, quest’ultimo ha T di ebollizione < rispetto all’H2O (78°C) tenderà ad evaporare più velocemente e a separasi andando a formare il Brandy.

Question 11

Cos’è un composto?

Answer 11

Una sostanza pura che non può essere decomposta, con mezzi fisici e chimici, in sostanze ancora più semplici ed i cui elementi si trovano in rapporto fisso tra loro.

Question 12

Atomi

Answer 12

Sono le più piccole particelle, non subiscono alterazioni chimiche, ma possono subire trasformazioni fisiche (eccitazione, fissione, disintegrazione).

Question 13

Elettrone

Answer 13

Ha unità di massa atomica pari a 1/1836 uma (unità di massa atomica), talmente piccola da NON essere considerata.
E’ situata negli orbitali ed ha massa pari a 9,11 x 10^-13 kg.

Question 14

A e Z?

Answer 14

A: Numero di massa
protoni + neutroni = A

Z: Numero atomico
protoni=elettroni=Z

A-Z= neutroni

Question 15

Isotopi

e a cosa corrisponde la loro MASSA atomica ? (non z che è il numero atomico)

Answer 15

Sono atomi dello stesso elemento che presentano lo stesso numero di protoni (Z), ma possiedono numero di massa (A) diverso perché contengono un numero diverso di neutroni.

Prozio 1p, 1e A=1
Deuterio 1p 1n 1e A=2
Trizio 1p 2n 1e A=3

La loro massa atomica sarà una media delle masse degli isotopi ponderata sulla loro ABBONDANZA PERCENTUALE in natura.
Per calcolarla si sommano i prodotti fra le masse di ciascun isotopo

Question 16

Raggio atomico

Answer 16

Metà della distanza tra i centri dei nuclei di 2 atomi dello stesso elemento contigui. Quando un atomo perde un elettrone, formando un CATIONE, questo assumerà un raggio atomico MINORE rispetto all’atomo neutro.
Viceversa, se forma il suo ANIONE, assumerà un raggio atomico MAGGIORE rispetto all’atomo neutro.

Question 17

Energia di ionizzazione EI

Answer 17

Quantità minima di energia necessaria per strappare un elettrone a un atomo isolato in forma gassosa , formando uno ione con carica positiva (catione). Aumenta progressivamente.
Processi: X + El -> X+ + e-

Per trovare il gruppo dell’elemento a partire dalle sue energie di ionizzazione, è necessario trovare a quale energia di ionizzazione corrisponde il “salto energetico”, cioè la differenza più grande fra energie di ionizzazione .
Gruppo= n° EI - 1= Gruppo

Question 18

Proprietà della tavola periodica

Answer 18

Raggio atomico
diminuisce verso destra
aumenta verso il basso

Energia di Ionizzazione
aumenta verso destra
aumenta verso l’alto

Affinità Elettronica
aumenta verso destra
aumenta verso l’alto

Elettronegatività
aumenta verso destra
aumenta verso l’alto

Carattere Metallico
cresce obliquamente da destra a sinistra e dall’alto verso il basso

Carattere NON metallico
cresce obliquamente da sinistra a destra e dal basso verso l’alto.

Question 19

Affinità Elettronica AE

Answer 19

Quantità di energia spesa o rilasciata quando un elettrone viene aggiunto ad un ATOMO NEUTRO isolato in fase gassosa a formare uno ione con carica negativa (anione).
Processo: X + e- -> X- + AE

NB: non è l’inverso dell’energia di ionizzazione perché nell’affinità elettronica si parte sempre da un atomo neutro.

Question 20

Elettronegatività

Answer 20

Capacità degli atomi di attrarre a sé gli elettroni di legame di un altro atomo.
Elementi più elettronegativi FON
Fluoro, Ossigeno e Azoto.

I metalli alcalini (gruppo I) sono quelli meno elettronegativi tranne l’idrogeno H che è un non metallo e un’elttronegatività abbastanza elevata ( circa 2,20 ).

Question 21

N.O.

e il numero di ossidazioni dei vari elementi e le eccezioni

Answer 21

Per numero di ossidazione si intende il numero di elettroni che vengono scambiati da un atomo all’interno di una molecola. In un composto corrisponde alla carica che un elemento assumerebbe se tutti di elettroni di valenza venissero assegnati all’atomo più elettronegativo appartenente a quel composto.

I: +1
II: +2
III: +2
IV: +2, +4
V: +3, +5
VI: +4, +6
VII: +1, +3, +6
VIII: 0 

F: -1
O: -2, nei periossidi -1, con il Fluoro +2
H: +1, negli idruri assume -1 poiché è più elettronegativo degli altri metalli.

Question 22

Varie teorie atomiche

Answer 22

Modello di Thomson “a panettone”
carica positiva omogeneamente distribuita con elettroni incastonati.

Modello atomico di Rutherford “a planetario”
nucleo centrale contenente tutta la massa e cariche negative puntiformi poste a grande distanza.

Modello atomico di Bohr “quantistico”
gli elettroni si muovono intorno al nucleo su orbite circolari quantizzate. L’orbita è una traiettoria ben definita.

Modello atomico di Schrodinger (a cui collaborarono anche Heisenberg e De Broglie, “ondulatorio”)
gli elettroni si collocano in orbitali atomici, definiti da numeri quantici. Non sono traiettorie ben definite, come le orbite, ma delle “zone di alta probabilità in cui è possibile trovare l’elettrone”.
Gli elettroni si collocano in orbitali atomici, i quali corrispondono alla regione di spazio attorno al nucleo in cui è presente elevata probabilità di trovare l’elettrone. Questo si verifica in accordo con il PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE DI HEISENBERG, secondo il qual è impossibile determinare contemporaneamente la posizione e l’energia (o velocità) di un elettrone. Di conseguenza, sarà possibile misurare la velocità o la posizione dell’elettrone, ma NON entrambe in contemporanea in modo accurato.

Question 23

cosa si intende per orbitale

Answer 23

la regione nella quale la probabilità di trovare l’elettrone è massima.

Question 24

numero quantico

Answer 24

numero che specifica il valore di una proprietà dell’elettrone, come lo stato energetico o la tipologia di orbitale in cui potrebbe trovarsi un elettrone.

Esistono 3 numeri quantici:

energia-> numero quantico principale n. maggiore è l’energia, cioè il valore di “n”, maggiore è la distanza dell’elettrone dal nucleo. Assume valori che vanno da 1 a infinito, corrispondendo al livello energetico dell’orbitale.

forma-> numero quantico secondario l. la forma assunta dagli orbitali varia dalla più semplice sferica (orbitali s), a quella bilobata sui tre assi (orbitali p), fino alle sagome più complesse degli orbitali d ed f. assume valori che vanno da 0 a “n-1” corrispondendo praticamente al sottolivello dell’orbitale.

orientamento-> numero quantico magnetico m, assume valori compresi da -l e +l (compreso lo 0), corrispondendo al numero degli orbitali di un sottolivello (ex: l=2, m=-2

poi c’è il numero quantico di spin “ms” che NON SI RIFERISCE ALL’ORBITALE, bensì all’elettrone contenuto al suo interno. Esso definisce il verso di rotazione dell’elettrone e assume valori pari a +1/2 e -1/2

i SOTTOLIVELLI contengono n^ di orbitali:

s: 1
p: 3
d: 5
f: 7

mentre gli ORBITALI possono contenere al massimo 2 elettroni.

Question 25

Come può essere calcolato il numero MAX di elettroni in un livello energetico?

Answer 25

n°max e- in un livello= 2n^2

Question 26

Da quali principi si basa la configurazione elettronica?

Answer 26

La configurazione elettronica è la disposizione degli elettroni negli orbitali atomici.
E’ importante poichè determina le proprietà chimiche e proprietà fisiche di un elemento chimico e la capacità di formare legami chimici con gli altri atomi.

1- Principio di Aufbau
Riempimento progressivo degli orbitali - gli orbitali sono riempiti partendo da quelli a minima energia, quindi partendo dai livelli energetici più bassi.

1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d ecc.

2- Principio di esclusione di Pauli
Elettroni diversi di un atomo non possono avere tutti e quattro i numeri quantici uguali. Ogni orbitale può contenere al massimo due elettroni con spin opposti, di conseguenza un orbitale può contenere al massimo due elettroni.

3- Regola di Hund
Riempimento degli orbitali degeneri (orbitali aventi la stessa energia) o isoenegetici - gli elettroni occupano tutti gli orbitali dello stesso sottolivello prima di accoppiarsi fra loro in uno stesso orbitale.

Question 27

La configurazione elettronica dell’azoto è
N= 1s2 2s2 sp3

Cosa indica cosa

Answer 27

I numeri prima delle lettere indicano il LIVELLO energetico: numero quantico principale n
Le lettere indicano il SOTTOLIVELLO: numero quantico secondario l
L’apice indica il numero di ELETTRONI presenti nel SOTTOLIVELLO

Question 28

Ex: 4s2 4p5

Answer 28

Quarto periodo
2+5=7^ gruppo
È il bromo

Question 29

Ordine degli orbitali

Answer 29

Sabato Pane, Domenica Focaccia!

s p d f

Question 30

Cosa si intende per ibridazione?

E come si dispongono gli orbitali nello spazio tridimensionale?

Answer 30

Ibridazione o ibridi azione degli orbitali atomici è il processo con cui gli orbitali facenti parte del guscio elettronico più esterno di un atomo, molto simili dal punto di vista energetico ma diversi per geometria e disposizione spaziale, si riarrangiano tra loro restituendo un uguale numero di orbitali atomici ibridi IDENTICI tra loro sia per la FORMA che per ENERGIA.

Gli orbitali si dispongono secondo un criterio di OTTIMIZZAZIONE DELLA LORO DIVERGENZA ANGOLARE: tendono a disporsi il più lontano possibile tra loro, con i limiti che il legame comune con il nucleo impone.
Questo processo consente gli atomi a formare i legami che poi si trovano in natura e che non sarebbero resi possibili se la geometria degli orbitali rimanesse inalterata.

Question 31

Quanti tipi di ibridazione esistono?

Come vengono chiamati gli orbitali ibridi e gli orbitali non ibridi?

Answer 31

Sp3 -> 3 orbitali p + 1 orbitale s -> 4 orbitali ibridi -> tipico dei legami singoli.
Forma solo legami sigma

Sp2 -> 2 orbitali p + 1 orbitale s -> 3 orbitali ibridi + 1 p LIBERO -> tipico dei legami doppi
Forma legami sigma-pi greco

Sp -> 1 orbitale p + 1 orbitale s -> 2 orbitali ibridi + 2P liberi -> tipico dei legami tripli (o 2 doppi legami).
Forma legami sigma-pigreco-pigreco

Gli orbitali ibridi formano, fra di loro, legami che vengono definiti “sigma”; gli orbitali NON ibridi formano, fra di loro, legami che vengono definiti “pi greco”.
I due legami differiscono principalmente per la sovrpapposizione degli orbitali che vanno a formare il tipo di legame.
- il legame sigma: si forma quando gli orbitali atomici dei due atomi si FRONTEGGIANO testa a testa e gli elettroni si localizzano sull’asse inter-nucleare.
- il legame pigrego: si forma quando due orbitali p si SOVRAPPONGONO LATERALMENTE. Questa sovrapposizione è meno efficace e, affinchè avvenga, gli atomi devono avvicinarsi molto.

Question 32

VSEPR

Answer 32

Valence Shell Electron Pair Repulsion
Teoria della Repulsione delle Coppie Elettroniche dello Strato di Valenza

Serve a definire la disposizione spaziale delle molecole/ioni poliatomici, assumendo che gli elementi legati o i doppietti elettronici isolati, respingendosi, si dispongano alla massima distanza consentita.

• la forma della molecola è quella che permette di minimizzare la repulsione fra le coppie di elettroni del guscio di valenza attorno all’atomo centrale
• le coppie di elettroni nel guscio di valenza dell’atomo centrale, avendo cariche negative, si respingono a vicenda collocandosi alla massima distanza possibile.
• si considerano le coppie che formano il legame sigma ed eventualmente le coppie solitarie ( cioè i doppietti liberi), se presenti.
• le coppie solitarie preferiscono occupare posizioni equatoriali, cioè occupano uno spazio maggiormente ingombrante per l’atomo centrale rispetto alle coppie di legame.

AX2
Geometria molecolare con 0 coppie solitarie di elettroni: X-A-X Lineare

AX3
Geometria molecolare con 0 coppie solitarie di elettroni: Triangolare (piana)
1 coppie solitarie: Angolare

AX4
Geometria molecolare con 0 coppie solitarie di elettroni: Tetraedrica
1 coppie solitarie: Piramide triangolare
2 coppie solitarie: Angolare

Question 33

Determina

• angolo di legame
• geometria
• ibridazione dell’atomo centrale

Di CO2

Answer 33

CO2
Essendo privo di d’obiettivo elettronici solitari, i due atomi di ossigeno si disporranno con un angolo di legame du 180° che li manterrà alla massima distanza possibile.
La geometria è lineare, senza doppietti elettronici solitari.
L’ibridazione poichè sono presenti 2 doppi legami e 0 doppietti solitari ( somma pari a 2 ), l’ibridazione sarà sp.

Question 34

Determina:
-angolo di legame
-geometria
-ibridazione dell’atomo centrale
Di H2O

Answer 34

L’angolo di legame:

Essendovi attorno all’ossigeno due doppietti elettronici solitari, questi eserciteranno delle forze repulsive nei confronti dei due idrogeni causando uno schiacciamento delle forze repulsive nei confronti dei due idrogeni causando uno schiacciamento della molecola verso il basso. In questo modo l’angolo di legame sarà di 104,5°.

Geometria: angolare o piegata (AX2, con doppietti elettronici solitari).

Ibridazione: poichè sono presenti 2 legami sigma e 2 doppietti solitari ( somma pari a 4 ) l’ibridazione sarà SP3.