materia e l'atomo Flashcards
miscela
- insieme fisico di 2 o più sostanze
- ha composizione variabile
- eterogenee: formate da due o più fasi
- omogenee: formate da una sola fase; composizione uniforme in tutti i punti (=soluzioni)
filtrazione
La tecnica della filtrazione permette di separare, con l’uso di opportuni filtri, particelle solide, più o meno grandi, da miscugli liquidi e gassosi. L’efficacia della separazione dipende dalle dimensioni dei pori del filtro.
distillazione
si basa sulla diversa vo- latilità dei componenti delle miscele liquide. Permette di separare i componenti di una miscela omogenea.
riunisce in sé due passaggi di stato: l’evaporazione e la condensazione. Il primo inizia nel recipiente in cui la miscela bolle; il secondo interessa i vapori, che vengono condensati all’interno dell’apparecchiatura con acqua fredda. Se si sottopone a distillazione una soluzione contenente sali disciolti, che in genere non sono volatili, la separazione del solvente è completa. In tal caso la distillazione si dice semplice.
Se si sottopone a distillazione una soluzione i cui componenti hanno punti di ebollizione molto vicini, e si vogliono separare completamente i componenti, si deve ricorrere alla distillazione frazionata.
cromatografia
Il solvente, che in questo caso si chiama fase mobile, trasporta i componenti del miscuglio attraverso un materiale, chiamato fase fissa, a cui essi aderisco- no in modo differente, a seconda della loro natura.
centrifugazione
-miscugli eterogenei
separa i componenti grazie alla loro differenza di densità con la forza centrifuga
estrazione con solventi
sfrutta la solubilità di una sola delle sostanze di miscela
sostanza pura
porzione di materia che ha composizione uniforme e ben definita.
composti
hanno una composizione ben definita e costante.
sono sostanze pure che possono essere decomposte in sostanze più semplici.
elementi/ sostanze elementari
non possono essere scissi in sostanze più semplici
elemento
insieme di atomi con identiche caratteristiche chimiche.
atomo
conserva le caratteristiche chimiche ma non quelle fisiche dellìelemento
molecola
porzione più piccola di materia che ne mantiene le caratteristiche chimiche e fisiche
legge di conservazione della massa (lavoiser, 1783)
in una reazione chimica, la somma delle masse delle sostanze reagenti è uguale alla somma delle masse delle sostanze prodotte
legge delle proporzioni definite (proust, 1799)
in un composto il rapporto tra le masse degli elementi che lo costituiscono è definito e costante.
teoria atomica di Dalton - 1808
- La materia è fatta di atomi piccolissimi, indivisibili e indistruttibili.
- Tutti gli atomi di uno stesso elemento sono identici e hanno uguale massa.
- Gli atomi di un elemento non possono essere convertiti in atomi di altri elementi.
- Gli atomi di un elemento si combinano, per formare un composto, soltanto con numeri interi di atomi di altri elementi.
- Gli atomi si trasferiscono interi da un composto all’altro.
legge delle proporzioni multiple (Dalton, 1803)
Quando un elemento si combina con la stessa massa di un secondo elemento per formare composti diversi, le masse del primo elemento stanno tra loro in rapporti semplici, esprimi- bili mediante numeri interi piccoli.
massa atomica
massa relativa rispetto alla massa di 12C
unità di misura atomica (u)
è uguale a 1/12 della massa di 12C
massa atomica relativa
rapporto tra massa assoluta dell’elemento e la dodicesima parte della massa dell’atomo 12C
peso molecolare/ massa molecolare relativa
somma delle masse relative degli elementi che compaiono nella formula
peso formula
peso molecolare di un composto ionico
mole
contiene un numero di particelle elementari uguale al numero di atomi contenuti di 12g di 12C
massa molare
uguale alla massa molecolare ma espressa in g/mol
costante di avogadro
rapporto tra massa molare e massa unitaria.
6.022 x 10^23 particelle
composizione in percentuale
- calcolo del peso formula
- proporzione
formula minima
- convertiamo la percentuale in g
- n= massa/ massa molare
- scegliamo n più piccolo e dividiamo m/M per questo valore, per ottenere numeri interi.
numero atomico z
numero di protoni nel nucleo
atomi con lo stesso numero atomico si comportano chimicamente allo stesso modo.
numero di massa A
neutroni e protoni nel nucleo
ioni
catione: ione positivo
anione: ione negativo
modello di Bohr
- orbite stazionarie in cui gli elettroni si muovono senza irradiare energia. sono quantizzate
- l’energia di un elettrone cresce al crescere di n
- la posizione dell’elettrone dipende dal suo contenuto energetico
- un atomo può scambiare energia con l’esterno solo se un suo elettrone passa da un’orbita stazionaria ad un’altra
principio di indeterminazione di Heisenberg
è impossibile conoscere simultaneamente e con precisione la velocità e la posizione di un elettrone all’interno di un orbitale.
numeri quantici
- ogni orbiatale è univocamente determinato da 3 numeri quantici n, l, m.
- ogni orbitale ospita al massimo 2 elettroni
- orbitali che ospitano elettroni di uguale energia si dicono isoenergetici o degeneri
- lo stato di un elettrone su un orbitale è univocamente determinato dai valori dei suoi 4 numeri quantici n, l, m, ms
numero quantico principale
indica l'energia dell'elettrone. n=1 K n=2 L n=3 M n=4 N * il numero di orbitali di un certo livello corrisponde a n^2
numero quantico secondario
valori fra 0 e n-1 indica la forma dell'orbitale e rappresenta il sottolivello energetico. l=0 s l=1 p l=2 d l=3 f
numero quantico magnetico
valori fra -l e +l
determina le proprietà dell’atomo quando è sottoposto a un campo magnetico.
definisce il numero di orbitali di ciascun sottolivello energetico e come essi sono orientati nel campo magnetico.
numero quantico di spin
valori +1/2 o -1/2
indica il senso di rotazione dell’elettrone sul proprio asse quando esso è sottoposto ad un campo magnetico esterno disomogeneo.
principio di aufbau
gli elettroni si dispongono in un atomo occupando prima gli orbitali liberi con energia minore
principio di esclusione di Pauli
in un atomo non possono coesistere due o più elettroni che abbiano 4 numeri quantici uguali
principio della massima molteplicità (Hund)
se sono disponibili orbitali di pari eregga gli elettroni si distribuiscono in questi con spin paralleli al numero massimo possibile.
sistema
porzione delimitata di materia
sistema puro
formato da una sola sostanza
miscuglio
sistema formato da due o più sostanze
colloidi
miscuglio in cui le particelle hanno grandezza compresa tra 10^-6 e 10^-9.
è caratterizzato da proprietà ottiche (effetto Tyndal), meccaniche ed elettriche particolari.
le particelle rimangono stabili e non precipitano.
sospensione
miscuglio in cui le particelle sono più grandi di 1000 nm.
una sospensione rimane tale fino a quando la si mantiene in agitazione perché le sue particelle tendono a sedimentare per effetto della forza di gravità.
nomi principali colloidi
- Sol: sistema formato da una fase solida dispersa in un liquido e in grado di essere versato come un liquido.
- Gel: aumentando la concentrazione delle particelle solide disperse in un liquido, un sol può passare allo stato di gel, così chiamato perché presenta consistenza gelatinosa.
- Emulsione: è un sistema caratterizzato dalla dispersione di un liquido in un altro liquido, co- me, per esempio, il latte e la maionese.
- Aerosol: a seconda che le particelle disperse nel gas siano solide o liquide, si distinguono aerosol solidi (come il fumo) e aerosol liquidi (come la nebbia).
- Schiuma: gas dispersi in un liquido.
- Spugna:gas dispersi in un solido.
quanti sono gli elementi
118
89 sono presenti in natura
allotropi
due forme di uno stesso elemento che si distinguono per il modo in cui gli atomi sono legati.
ex: ossigeno ed ozono.
atomi che in natura si trovano in molecole diatomiche
idrogeno, ossigeno, azoto, fluoro, cloro, bromo, iodio.
atomi che si trovano in natura in molecole con 4 atomi
fosforo e arsenico.
radicali
gruppi di atomi che presentano un elettrone spaiato
formula chimica di una molecola
indica da quali elementi è costituita e quanti atoni di ciascun elemento contiene.
formula bruta/grezza
indica quali e quanti atomi costituiscono la molecola di un composto
cromatografia su strato sottile
la fase fissa, costituita da un sottile strato di materiale inerte, è fissata su una lamina di alluminio o su una lastrina di vetro.
cromatografia su carta
la carta da filtro viene usata come fase fissa
osmosi inversa
tecnica di separazione di miscuglio omogeneo (soluzione) con particelle più piccole di 10^-9 m
dialisi/ ultrafiltrazione
tecnica di separazione di un colloide con particelle di dimensione tra 10^-9 e 10^-6 m
filtrazione
metodo di separazione di un miscuglio eterogeneo (sospensione) con particelle di dimensione maggiore di 10^-6 m
elettrone
- ha massa pari a 9.11 x 10^-31 kg
- carica: -1.60 x 10^-19 C (scoperta da Millikan nel 1910)
- vennero scoperti nel 1897 da Thomson mediante esperimenti con i tubi di Crookes
protone
- ha carica 1.60 x 10^-19 C
- ha massa 1.67 x 10 ^-27 kg
neutrone
particella priva di carica, con massa leggermente maggiore rispetto al protone.
modello atomico di Thomson
l’atomo è costituito da una sfera di carica positiva in cui gli elettroni erano disseminati come “l’uvetta nel panettone” (modello a panettone)
Ruthenford: esperimento
utilizzò le particelle per bombardare una lamina d’oro. Dopo l’urto con gli atomi d’oro, le radiazioni α, invisibili all’occhio umano, venivano raccolte da un apposito scher- mo capace di evidenziare la loro presenza. I risultati dell’esperimento furono i seguenti:
- Gran parte delle particelle α attraversava la lamina senza subire deviazioni.
- Alcune particelle venivano deviate di angoli più o meno grandi rispetto alla direzione iniziale (angoli di diffusione).
- Pochissime rimbalzavano indietro, erano cioè riflesse dalla lamina; quelle che rimbalzavano indietro lo facevano con grande violenza.
rutherford: modello
- l’atomo è composto da un nucleo centrale in cui sono concentrate la carica positiva e la massa dell’atomo; il diametro del nucleo (10−15 m) è circa 100 000 volte più piccolo del diametro dell’atomo (10−10 m);
- i leggerissimi elettroni occupano lo spazio vuoto intorno al nucleo;
- gli elettroni, carichi negativamente, ruotano intorno al nucleo come pianeti intorno al Sole;
- il numero degli elettroni è tale da bilanciare la carica positiva del nucleo.
istopi
atomi dello stesso elemento aventi le stesse proprietà chimiche ma masse diverse, perché contengono un diverso numero di neutroni.
decadimento radioattivo
processo che trasforma il nucleo di un elemento nel nucleo di un elemento diverso
tipi di radiazioni
- i raggi α sono costituiti da nuclei di elio, aventi carica 2+ e numero di massa 4; essi sono indicati con il simbolo 4,2He2+ o, semplicemente, con 4,2He (vengono fermati da un foglio.
- i raggi β sono fasci di elettroni veloci, che sono indicati dal simbolo β− o −1,0 e, in cui 0 e −1 stanno a sottolineare, rispettivamente, che non hanno massa rilevante e che portano una carica elettrica negativa (vengono fermati da un foglio di alluminio)
- i raggi γ sono radiazioni elettromagnetiche, come la luce e i raggi X, ma di frequenza ed energia ancora maggiore (vengono fermati da una lamina di piombo)
stabilità dei nuclei
- dipende dal numero di protoni e neutroni che contengono
- i nuclei con Z compreso tra 1 e 20 sono stabili se hanno tanti neutroni quanti protoni
- se Z è maggiore di 20, essi sono stabili se hanno un numero di neutroni superiore a quello dei protoni.
- se Z > 84 allora sono instabili e radioattivi
decadimento alpha
il numero atomico del nucleo di partenza diminuisce di 2 unità e il suo numero di massa di 4 unità.
decadimento beta
il numero atomico del nucleo che si forma è superiore di un’unità rispetto al nucleo di partenza, mentre rimane inalterato il numero di massa.
nell’emissione beta+ e nella cattura elettronica…
il numero atomico del nucleo che decade diminuisce di un’unità, mentre rimane inalterato il numero di massa.
nell’emissione gamma…
restano invariati sia il numero atomico sia il numero di massa,
il nuclide resta nella stessa posizione nella tavola periodica.
tempo di decadimento
è il tempo occorrente per ridurre alla metà la quantità di un isotopo radioattivo.
fissione nucleare
quando un nucleo pesante si scinde in due nuclei più piccoli di mas- sa confrontabile.
Questa trasformazione può avvenire spontaneamente, oppure può essere stimolata bom- bardando con neutroni un nucleo pesante, che in tal caso si dice fissile (avviene per esempio nella bomba atomica e nelle centrali nucleari).
fusione nucleare
due nuclei leggeri si fondono per darne uno più pesante. Nella reazione di fusione più comune quattro nucleoni si uniscono dando luogo alla formazione di un nucleo di elio, 4,2He. Essa avviene nel Sole (e nelle altre stelle) grazie all’elevatissima temperatura che si raggiunge nella sua parte centrale, e nella bomba H.
