CORSO MEDICINA LA SAPIENZA agosto 2014 CHIMICA AMMISSIONE PROF. MARIA VITTORIA BARBARULO © 2014 Prof. Maria Vittoria Barbarulo Liceo Classico Montale.

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1 CORSO MEDICINA LA SAPIENZA agosto 2014 CHIMICA AMMISSIONE PROF. MARIA VITTORIA BARBARULO © 2014 Prof. Maria Vittoria Barbarulo Liceo Classico Montale

2 Programma del CORSO DI CHIMICA per la prova di ammissione ai corsi di laurea specialistica/magistrale in MEDICINA E CHIRURGIA, ODONTOIATRIA, MEDICINA VETERINARIA, PROFESSIONI SANITARIE dall’Allegato A del Decreto Ministeriale 5 febbraio 2014 concernente Modalità e contenuti prove di ammissione corsi di laurea ad accesso programmato a livello nazionale a.a. 2014/15 © 2014 Prof. Maria Vittoria Barbarulo Liceo Classico Montale lezioneCONTENUTI 1LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA - LA STRUTTURA DELL’ATOMO 2IL SISTEMA PERIODICO DEGLI ELEMENTI 3IL LEGAME - FONDAMENTI DI CHIMICA INORGANICA 4LE SOLUZIONI 5CENNI DI CINETICA E TERMODINAMICA 6LE REAZIONI E LA STECHIOMETRIA I - ACIDI E BASI 7 LE REAZIONI E LA STECHIOMETRIA II - OSSIDORIDUZIONI 8FONDAMENTI DI CHIMICA ORGANICA I 9FONDAMENTI DI CHIMICA ORGANICA II

3 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 3 I parte della I lezione LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA l e grandezze fisiche e il sistema internazionale delle unit à di misura elementi e composti gli stati di aggregazione della materia - passaggi di stato sistemi eterogenei e sistemi omogenei - colloidi le leggi dei gas il concetto di mole RICHIAMI TEORICI E LAVORO COLLEGIALE DI SOLUZIONE DI QUESITI REALIZZATI AD HOC

4 webelements Tavola per

5 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 5 D EFINIZIONI Elementi  il più semplice tipo di sostanza con proprietà fisiche e chimiche definite Molecole  strutture consistenti in due o più atomi legati chimicamente tra loro, che si comportano come unità indipendenti Composti  sostanze formate da due o più elementi differenti combinati chimicamente Sostanze pure  la loro composizione è fissa! Elementi e composti sono esempi di sostanze pure Miscele  gruppi di due o più composti fisicamente correlati

6 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 6 P HASE D IAGRAM - H 2 O critical point

7 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 7 S OLUBILE E INSOLUBILE La costante di solubilità del prodotto - K ps rappresenta l’equilibrio tra un solido e i suoi ioni in una soluzione: più grande è il valore di K ps, più solubile è la sostanza. Insolubile  solubilità < 0,01 mol/L Ex.: BaSO 4 s = 1,05x10 -5 M K ps = 1,1x10 -10 (T 25 °C) Leggermente solubile  solubilità compresa tra 0,01 e 0,1 mol/L Solubile  solubilità > 0,1 mol/L

8 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 8 M ISCELE Le miscele omogenee hanno la stessa composizione chimica e/o lo stesso aspetto uniforme in ogni parte del campione esaminato  soluzioni Le miscele eterogenee consistono di sostanze e/o fasi visibilmente differenti Dimensione delle particelle I colloidi sono soluzioni omogenee le cui particelle hanno una dimensione compresa tra 1nm e 1m Le sospensioni sono miscele eterogenee formate da particelle di dimensioni > 1m

9 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 9 fase disperdente solidoliquidogas fase dispersa solidosol leghe, perle sol vernici, inchiostri aerosol solido fumo, nebbia liquidogel burro, gelatine emulsione latte, majonese aerosol spray (insetticidi) gas schiuma solida materiali isolanti schiuma panna montata COLLOIDI Il termine colloide si riferisce ad uno stato di suddivisione tale che almeno una delle tre dimensioni della particella sia A - >1 nm e ≤ 1m  dispersione colloidale B - > 1m  sospensione colloidale

10 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 10 Gas Laws - Part 1 273.15

11 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 11 Gas Laws - Part 2 An ideal gas can be characterized by three state variables: absolute pressure (P), volume (V), and absolute temperature (T). The relationship between them may be deduced from Kinetic Theory PV = nRT = NkT n = number of moles* R = universal gas constant = 8.3145 j/mol K N = number of molecules k = Boltzmann constant = 1.38066 x 10 -23 j/K = 8.617385 x 10 -5 eV/K k = R/N A N A = Avogadro's number = 6.0221 x 10 23 /mol *Amount of substance is a standards-defined quantity that measures the size of an ensemble of elementary entities, such as atoms, molecules, electrons, and other particles. It is sometimes referred to as chemical amount.

12 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 12 Gas Laws - Part 3

13 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 13 La Mole Nelle stesse condizioni di P e T, volumi uguali di gas qualsiasi contengon lo stesso numero di moli … e ciò è (già) noto come Principio di Avogadro La quantità in grammi di una qualsiasi sostanza, numericamente uguale alla sua massa atomica/molecolare in u.m.a., è una mole di detta sostanza Il numero di particelle di sostanza presenti in una mole, il numero di Avogadro, è (circa) N = 6,022 X 10 23 Dalla definizione di mole si deduce che N corrisponde al fattore di conversione tra l’ u.m.a. e grammo per la misura della massa: -------1 g = 6,022 X 10 23 u.m.a.

14 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 14 Principi di Conservazione e Composizione La massa totale delle sostanze coinvolte in una reazione chimica non subisce variazioni nel corso della reazione  legge di Lavoisier Indipendentemente dall’origine, qualsiasi composto presenta la stessa composizione chimica in ogni sua parte  legge di Proust Se gli elementi A e B reagiscono per formare due o più composti, le diverse quantità di B che si combinano con una quantità fissa di A possono essere espresse dal rapporto di piccoli numeri  legge di Dalton

15 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Carbonio ed ossigeno possono combinarsi tra loro in composti binari, in cui le diverse combinazioni tra i coefficienti numerici sono A - 1:1, 3:2 B - 1:2, 3:1 C - 1:1, 1:3 D - 1:2, 1:1 E - 2:2, 1:2 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

16 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 16 Carbonio ed ossigeno possono combinarsi tra loro in composti binari, in cui le diverse combinazioni tra i coefficienti numerici sono A - 1:1, 3:2 B - 1:2, 3:1 C - 1:1, 1:3 D - 1:2, 1:1  CO 2 e CO E - 2:2, 1:2 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

17 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Le condizioni standard di temperatura e pressione per un gas sono A - T ambiente, p atmosferica B - T = 25 ºC, p = 1 atm C - T = 0 ºC, p = 1 mmHg D - T = 273,15 K, p = 1x10 5 Pa E - T = 0 ºC, p = 1 atm 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

18 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 18 Le condizioni standard di temperatura e pressione per un gas sono A - T ambiente, p atmosferica B - T = 25 ºC, p = 1 atm C - T = 0 ºC, p = 1 mmHg D - T = 273,15 K, p = 1x10 5 Pa (1 bar)  STANDARD TEMPERATURE AND PRESSURE CONDITIONS – STP, secondo la IUPAC E - T = 0 ºC, p = 1 atm 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

19 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Nelle condizioni STP quale dei seguenti composti non è presente allo stato gassoso? A - HBr B - COCl 2 C - NH 3 D - PH 3 E - LiH 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

20 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 20 Nelle condizioni STP* quale dei seguenti composti non è presente allo stato gassoso? A - HBr B - COCl 2 C - NH 3 D - PH 3 E - LiH  solido incolore con elevato punto di fusione * IUPAC established standard temperature and pressure - STP as a temperature of 273.15 K (0 °C, 32 °F) and an absolute pressure of 100 kPa (14.504 psi, 0.986 atm, 1 bar). 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

21 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Quale tra le seguenti combinazioni non include proprietà fisiche? A. Infiammabilità e resistenza alla torsione B. Combustibilità e duttilità C. Conducibilità termica, fragilità e resistenza alla corrosione D. Resistenza alla corrosione e combustibilità E. Plasticità, resistenza alla torsione e combustibilità 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

22 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Quale tra le seguenti combinazioni non include proprietà fisiche? A. Infiammabilità e resistenza alla torsione B. Combustibilità e duttilità C. Conducibilità termica, fragilità e resistenza alla corrosione D. Resistenza alla corrosione e combustibilità E. Plasticità, resistenza alla torsione e combustibilità 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

23 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 23 Quale equazione esprime il rapporto tra le velocità medie di diffusione di He e Ar, presenti in una miscela gasosa )? 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

24 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 24 si tratta del comportamento previsto dalla legge di Graham (1846) Quale equazione esprime il rapporto tra le velocità medie di diffusione di He e Ar, presenti in una miscela gasosa )? 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

25 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’ Una miscela gassosa utilizzata per ricreare l’atmosfera di un altro pianeta consiste di 32 mg of metano (16 u.m.a.), 56 mg di azoto (28 u.m.a.) e 8 mg of argon (40 u.m.a.). Il volume della miscela è (T=273,15 K, p=1 atm) A. circa 90 ml B. circa 9 litri C. esattamente 100 ml D. dipende dalla dimensione del pallone E. circa 450 ml

26 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA Una miscela gassosa utilizzata per ricreare l’atmosfera di un altro pianeta consiste di 32 mg of metano (16 u.m.a.), 56 mg di azoto (28 u.m.a.) e 8 mg of argon (40 u.m.a.). Il volume della miscela è (T=273,15 K, p=1 atm) A. circa 90 ml  32 mg CH 4 corrispondono a 2 mmoli (millimoli), 56 mg N 2 a 2 mmoli e 8 mg Ar a 0,2 mmoli; il numero totale di millimoli è 4,2 ed il volume 4,2 x 22,414/1000 = 0,094 litri B. circa 9 litri C. esattamente 100 ml D. dipende dalla dimensione del pallone E. circa 450 ml

27 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Tra le seguenti formule in cui compare l’elemento boro ve ne è una scritta in modo scorretto: quale? A. B 2 H 6 B. Na 2 B 4 O 7 C. B 3 D. H 3 BO 3 E. NaBH 4 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

28 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Tra le seguenti formule in cui compare l’elemento boro ve ne è una scritta in modo scorretto: quale? A. B 2 H 6 B. Na 2 B 4 O 7 C. B 3  il boro non si ritrova in natura allo stato elementare, ma è generalmente presente nell’acido borico (acque termali) e nei borati; la formula dell’elemento puro sarebbe semplicemente B D. H 3 BO 3 E. NaBH 4 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

29 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Quali tra i seguenti sono processi chimici: produzione dello joghurt (i), annerimento dell’argenteria (ii), fusione del bronzo (iii), estrazione dello iodio con CHCl 3 (iv), deposizione della rugiada (v)? A. (i), (ii) e (v) B. Tutti i processi indicati C. (ii), (iii) e (iv) D. (i) e (ii) E. (ii) e (v) 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

30 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 30 Quali tra i seguenti sono processi chimici: produzione dello joghurt (i), annerimento dell’argenteria (ii), fusione del bronzo (iii), estrazione dello iodio con CHCl 3 (iv), deposizione della rugiada (v)? A. (i), (ii) e (v) B. Tutti i processi indicati C. (ii), (iii) e (iv) D. (i) e (ii) E. (ii) e (v) 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

31 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Quale tra le seguenti equazioni è nota come “equazione di stato dei gas perfetti”? A - V/T=nR/p B - pV/nT=R C - p/T=nR/V D - V 1 =V 0 (1+aT) E - P tot =p 1 +p 2 +p 3 +… +p n 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

32 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 32 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA Quale tra le seguenti equazioni è nota come “equazione di stato dei gas perfetti”? A - V/T=nR/p =costante, se n e p sono costanti  legge di Charles B - pV/nT=R, R=costante  equazione dei gas perfetti (gas a elevata T e bassa p) pV=nRT (R costante universale dei gas, indipendente dalla natura del gas) C - p/T=nR/V =costante, se n e V sono costanti  legge di Gay-Lussac D - V 1 =V 0 (1+aT) n e p sono costanti  legge di Charles E - P tot =p 1 +p 2 +p 3 +… +p n  legge di Dalton

33 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Quale delle seguenti affermazioni è corretta per una sostanza pura sopra il suo punto critico? A. Solido, liquido e gas sono in equilibrio B. Le sole fasi liquida e gassosa coesistono C. È presente una fase fluida D. Si forma un liquido E. La fase solida si riduce progressivamente 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

34 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 34 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA Quale delle seguenti affermazioni è corretta per una sostanza pura sopra il suo punto critico? A. Solido, liquido e gas sono in equilibrio B. Le sole fasi liquida e gassosa coesistono C. È presente una fase fluida  il punto critico è la condizione di temperatura e pressione critica alla quale la distinzione tra la fase liquida della materia e quella gassosa cessa di esistere D. Si forma un liquido E. La fase solida si riduce progressivamente

35 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’ Un campione di rame I nitruro contiene 3.80 g di rame (m.at. 63.5 u.m.a.) e 0.28 g di azoto (m.at. 14.0 u.m.a.): qual è la formula empirica? A. Cu 3 N 2 B. CuN 3 C. Cu 3 N D. CuN 2 E. Cu 2 N 3

36 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA Un campione di rame I nitruro contiene 3.80 g di rame (m.at. 63.5 u.m.a.) e 0.28 g di azoto (m.at. 14.0 u.m.a.): qual è la formula empirica? A. Cu 3 N 2 B. CuN 3 C. Cu 3 N  3.80 g/63.5 g x mol -1 = 0.06 mol Cu, 0.28 g/14.0 g x mol -1 = 0.02 mol N, 0.06/0.02 = 3, quindi Cu:N = 3:1 D. CuN 2 E. Cu 2 N 3

37 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Quale tra i seguenti valori potrebbe non essere conservato in una reazione? A. Massa B. Numero degli atomi C. Numero di molecole D. Numero di elettroni E. Rapporto isotopico 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

38 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Quale tra i seguenti valori potrebbe non essere conservato in una reazione? A. Massa B. Numero degli atomi C. Numero di molecole  ad esempio: 2NO + O 2  2NO 2 (tuttavia… NaOH + HCl  NaCl + H 2 O) D. Numero di elettroni E. Rapporto isotopico 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

39 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale La massa ed il volume (STP) corrispondenti a 6,02x10 23 molecole di CH 4 sono A.16 g e 22,4 ml B.16 g e 22,4 m 3 C. 32 mg e 44,8 ml D. 16 g e 22,4 dm 3 E. 1 g e 1000 ml 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

40 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale La massa ed il volume (STP) corrispondenti a 6,02x10 23 molecole di CH 4 sono A.16 g e 22,4 ml B.16 g e 22,4 m 3 C. 32 mg e 44,8 ml D. 16 g e 22,4 dm 3  una singola molecola CH 4 ha una massa di 16 u.m.a., rispetto alla scala 12 C E. 1 g e 1000 ml 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

41 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale L’ebollizione di un liquido ha inizio nel momento in cui A. la sua tensione di vapore tende ad un valore costante B. la sua tensione di vapore decresce C. la sua tensione di vapore uguaglia la pressione esterna D. la sua tensione di vapore è inferiore alla pressione ambientale E. la sua tensione di vapore è superiore alla pressione ambientale 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

42 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale L’ebollizione di un liquido ha inizio nel momento in cui A. la sua tensione di vapore tende ad un valore costante B. la sua tensione di vapore decresce C. la sua tensione di vapore uguaglia la pressione esterna  si definisce T eb di un liquido la temperatura alla quale la tensione di vapore del liquido è esattamente uguale a p=1 atm D. la sua tensione di vapore è inferiore alla pressione ambientale E. la sua tensione di vapore è superiore alla pressione ambientale 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

43 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale In un grafico una retta con equazione y=mx (si assuma m>0 e un gas perfetto) descrive A. P versus V (condizioni isoterme) B. V/T versus P (condizioni isobare) C. PV versus nT (condizioni isocore) D. T versus V (condizioni isocore) E. V versus T (condizioni isobare) 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

44 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 44 In un grafico una retta con equazione y=mx (si assuma m>0 e un gas perfetto) descrive A.P versus V (condizioni isoterme) B.V/T versus P (condizioni isobare) C.PV versus nT (condizioni isocore) D.T versus V (condizioni isocore) E.V versus T (condizioni isobare)  legge di Charles, o legge dei volumi, trovata da Jacques Charles (1787) 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

45 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 0,5 moli di (NH 4 ) 2 HPO 4 contengono ___ moli di atomi di idrogeno A. 5,5 B. 4,5 C. 8,5 D. 12,5 E. 2,5 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

46 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 46 0,5 moli di (NH 4 ) 2 HPO 4 contengono ___ moli di atomi di idrogeno A. 5,5 B. 4,5  una mole di (NH 4 ) 2 HPO 4 contiene 9 moli di atomi H C. 8,5 D. 12,5 E. 2,5 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

47 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 30’ 0’ Un campione di 1 grammo di ZnSO 4 xnH 2 O è scaldato per eliminare le molecole d’acqua di cristallizzazione, lasciando una massa finale 620 mg. Se il campione contiene 3 mmoli (  millimoli) di Zn, qual è il numero medio n di molecole d’acqua in ZnSO 4 xnH 2 O? A.21 B.7 C.14 D.18 E.10 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

48 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 48 Un campione di 1 grammo di ZnSO 4 xnH 2 O è scaldato per eliminare le molecole d’acqua di cristallizzazione, lasciando una massa finale 620 mg. Se il campione contiene 3 mmoli (  millimoli ) di Zn, qual è il numero medio n di molecole d’acqua in ZnSO 4 xnH 2 O? A.21 B.7  (1000 – 620)mg = 380 mg, corrispondenti a 21 mmoli di H 2 O; il campione contiene 3 mmoli di Zn, n è conseguentemente uguale a 21/3=7 C.14 D.18 E.10 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

49 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’ Quale solvente - H 2 O o C 6 H 6 - potrebbe essere adatto per solubilizzare KCl, CCl 4, CH 3 COOH, NH 3 e S? A.L’acqua rappresenta il miglior solvente in ogni caso B.Se le sostanze sono pure, il benzene C.H 2 O per KCl, CH 3 COOH, and NH 3 ; benzene per le restanti sostanze D.Benzene per CCl 4 e CH 3 COOH; H 2 O per le restanti sostanze E.Benzene per S, KCl e CCl 4 ; H 2 O per le restanti sostanze

50 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA Quale solvente - H 2 O o C 6 H 6 - potrebbe essere adatto per solubilizzare KCl, CCl 4, CH 3 COOH, NH 3 e S? A.L’acqua rappresenta il miglior solvente in ogni caso B.Se le sostanze sono pure, il benzene C.H 2 O per KCl, CH 3 COOH, and NH 3 ; benzene per le restanti sostanze  secondo la regola similia similibus solvuntur D.Benzene per CCl 4 e CH 3 COOH; H 2 O per le restanti sostanze E.Benzene per S, KCl e CCl 4 ; H 2 O per le restanti sostanze

51 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 30’ 0’ 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA I cristalli liquidi presentano un ordine comparabile con quello dei cristalli solidi e (indicare il completamento erroneo) A.le loro proprietà sono indipendenti dalla temperatura B.modificano il loro orientamento in presenza di un campo elettrico, se esso cambia C.possono fluire come i liquidi D.esistono in tre classi in funzione della disposizione delle loro molecole E.gran parte delle membrane cellulari è costituita da cristalli liquidi in fase smectica

52 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA I cristalli liquidi presentano un ordine comparabile con quello dei cristalli solidi e (indicare il completamento erroneo) A.le loro proprietà sono indipendenti dalla temperatura  cambia la fase B.modificano il loro orientamento in presenza di un campo elettrico, se esso cambia C.possono fluire come i liquidi D.esistono in tre classi in funzione della disposizione delle loro molecole E.gran parte delle membrane cellulari è costituita da cristalli liquidi in fase smectica

53 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’ Un composto contiene 63.5 g di I (127 u.m.a.) e 12.0 g di O 2 (16 u.m.a.). Quale formula è corretta? A - IO B - IO 2 C - I 2 O 3 D - IO 4 E - I 2 O 5

54 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA Un composto contiene 63.5 g di I (127 u.m.a.) e 12.0 g di O 2 (16 u.m.a.). Quale formula è corretta? A - IO B - IO 2 C - I 2 O 3  63.5/127 = 0.50, 12.0/16 = 0.75, quindi I:O = 2:3 D - IO 4 E - I 2 O 5

55 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale L’effetto Tyndall (indicare la falsa affermazione) A.si verifica se particelle diversamente polarizzabili sono sospese in acqua B.è un caso particolare di diffrazione della luce C.è l’effetto di dispersione della luce in molte direzioni D.è utilizzato per determinare se una miscela è una soluzione o un colloide E.non si osserva se la dimensione delle particelle in soluzione è circa di 100 nm 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

56 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 56 L’effetto Tyndall (indicare la falsa affermazione) A.si verifica se particelle diversamente polarizzabili sono sospese in acqua B.è un caso particolare di diffrazione della luce C.è l’effetto di dispersione della luce in molte direzioni D.è utilizzato per determinare se una miscela è una soluzione o un colloide E. non si osserva se la dimensione delle particelle in soluzione è circa 100 nm  le dimensioni delle particelle di un colloide variano generalmente tra 10 -9 m (1 nm) to 10 -6 m (1mm) A - >1 nm e ≤ 1m  dispersione B - > 1m  sospensione 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

57 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’ Una certa quantità di PbF 2, poco solubile in acqua, è utilizzata per preparare una soluzione acquosa satura: quali tra le seguenti operazioni determinerà la dissoluzione di ulteriore PbF 2 ? A. Aggiungere HNO 3 B. Aggiungere Pb(NO 3 ) 2 finemente polverizzato C. Rimuovere i germi di cristallizzazione D. Aggiungere HF E.Far evaporare il solvente

58 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA Una certa quantità di PbF 2, poco solubile in acqua, è utilizzata per preparare una soluzione acquosa satura: quali tra le seguenti operazioni determinerà la dissoluzione di ulteriore PbF 2 ? A. Aggiungere HNO 3  PbF 2 si discioglie in HNO 3 per formare HF(g) e Pb(NO 3 ) 2 B. Aggiungere Pb(NO 3 ) 2 finemente polverizzato C. Rimuovere i germi di cristallizzazione D. Aggiungere HF E.Far evaporare il solvente

59 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Due cilindri, uno contenente 1 mole di C 4 H 10, l’altro 2 moli di CH 4, sono entrambi a p=1 atm e T=298 K. Se ogni gas assorbe 100 joule di calore in condizioni isocore, quale delle seguenti affermazioni è corretta? A.La temperatura di CH 4 aumenta, così come la temperatura di C 4 H 10 B.La temperatura di CH 4 aumenta, la temperatura di C 4 H 10 diminuisce C.La pressione di CH 4 diminuisce, la pressione di C 4 H 10 aumenta D.La pressione di entrambi i gas raggiunge un valore stabile E.Il valore di E c di CH 4 si riduce, il valore di E c di C 4 H 10 non subisce variazioni 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 30’ 0’

60 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 60 Due cilindri, uno contenente 1 mole di C 4 H 10, l’altro 2 moli di CH 4, sono entrambi a p=1 atm e T=298 K. Se ogni gas assorbe 100 joule di calore in condizioni isocore, quale delle seguenti affermazioni è corretta? A.La temperatura di CH 4 aumenta, così come la temperatura di C 4 H 10 B.La temperatura di CH 4 aumenta, la temperatura di C 4 H 10 diminuisce C.La pressione di CH 4 diminuisce, la pressione di C 4 H 10 aumenta D.La pressione di entrambi i gas raggiunge un valore stabile E.Il valore di E c di CH 4 si riduce, il valore di E c di C 4 H 10 non subisce variazioni 1a - LA COSTITUZIONE DELLA MATERIA

61 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 61 II parte della I lezione LA STRUTTURA ATOMICA particelle elementari e modelli numero atomico e numero di massa, isotopi radioattivit à RICHIAMI TEORICI E LAVORO COLLEGIALE DI SOLUZIONE DI QUESITI REALIZZATI AD HOC

62 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 62 L A MODERNA T EORIA ATOMICA 1.Tutta la materia ordinaria è formata da atomi 2. Atomi di un dato elemento non possono essere trasformati in atomi di un altro elemento nel corso di una reazione chimica 3. Tutti gli atomi di un dato elemento hanno lo stesso numero di protoni e possono differire per il numero di neutroni

63 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 63 Atom 10 -10 m Nucleus 10 -14 m Proton/Neutron 10 -15 m Quark There are about eleven billions of billions of Fe atoms… in one milligram of iron!!

64 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 64 La luce è costituita da onde o da particelle? -In quale modo la luce potrebbe simultaneamente essere un onda con una data frequenza e un insieme di particelle con energie individuali? -In quale modo la luce potrebbe comportarsi come un insieme di particelle o le particelle potrebbero simulare un’onda? Alla scala delle dimensioni atomiche, non è possibile effettuare una distinzione tra un’onda ed una particella e lo stesso “oggetto” potrebbe mostrare entrambi i comportamenti. L’energia - E della particella di luce è correlata alla frequenza dell’onda – nella relazione E = h, (h è la costante di Planck) Particelle e Onde

65 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 65 E LECTROMAGNETIC S PECTRUM E and frequency

66 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 66 B ACKSTAGE DELLA T AVOLA PERIODICA – P ARTE 1 1910 L’atomo potrebbe essere formato da nucleo con carica positiva ed elettroni all’esterno… What were these el Se gli elettroni fossero immobili, infatti, la forza di Coulomb determinerebbe il collasso dell’atomo Se gli elettroni si muovessero lungo orbite circolari, potrebbero essere soggetti ad una forza centrifuga tale da bilanciare l’attrazione nucleare… minuscoli pianeti intorno ad un minuscolo sole 1913 L’energia dell’atomo ha valori definiti: è quantizzata (primo numero quantico n) e ciò è il presupposto della teoria atomica proposta dallo scienziato danese Niels Bohr … a far cosa?

67 E MISSION AND A BSORPTION S PECTRA FOR H ( SIMPLIFIED ) UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale absorption lines emission lines absorbed photon emitted photon

68 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 68 La lunghezza d’onda di un fascio di elettroni dipende dalla loro velocità: più gli elettroni sono veloci, più piccola è la lunghezza d’onda dell’onda di materia associata la fascio p=h/ (p  quantita di moto). Questa relazione è valida per ogni particella dell’universo, a condizione che la sua massa sia molto piccola e la sua lunghezza d’onda non troppo piccola per essere determinata (Louis de Broglie, 1924). L’ipotesi di De Broglie

69 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 69 Negli anni ’20 Erwin Schrödinger e Werner Heisenberg sviluppano un miglior modello quantistico dell’atomo L’energia dell’atomo ha valori definiti: è quantizzata Vengono introdotti altri due numeri quantici per descrivere stati elettronici di diverse energie e geometrie n  numero quantico principale l  numero quantico azimutale m  numero quantico magnetico B ACKSTAGE DELLA T AVOLA PERIODICA – P ARTE 2

70 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 70 I L PRINCIPIO DI A UFBAU La costruzione ideale dell’atomo attraverso tre passaggi fondamentali Gli elettroni sono posizionati all’interno dell’orbitale con il minimo valore di energia Regola della Massima molteplicità (Friedrich Hund 1927): la configurazione più stabile è quella caratterizzata dal maggior numero possibile di elettroni non accoppiati con spin parallelo Principio di Esclusione (Wolfgang Pauli 1925): in ogni sottolivello non possono esistere due elettroni con lo stesso set di numeri quantici, ovvero essi devono presentare spin antiparallelo

71 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 71 L’ I NDETERMINAZIONE Principio di Indeterminazione (Werner Heisenberg 1927) La posizione ed il momento di una particella non possono essere simultaneamente misurati con alta precisione. Il principio è conseguente alle proprietà dell’onda inerenti la descrizione quantomeccanica della natura.

72 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 72 D EFINIZIONI X  Simbolo nucleare dell’isotopo X  Simbolo atomico dell’elemento A  Numero di massa; A = Z + N Z  Numero atomico, il numero di protoni nel nucleo N  Numero di neutroni nel nucleo Gli Isotopi sono atomi di uno stesso elemento con un differente numero di neutroni nel nucleo (e, un differente numero di massa) AZAZ

73 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 73 I SOTOPES OF H YDROGEN

74 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 74 I SOTOPES OF C ARBON radiogenic or not stable (used in radiometric dating)

75 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 75 O 6 Natural Radioactivity  decay  - decay  + decay  decay hours years days minutes

76 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Perché agli elettroni sono associati i numeri quantici, conseguenti alla soluzione dell’equazione di Schrödinger (1926) nelle tre dimensioni dello spazio? A.I numeri quantici consentono di individuare dove e quanti siano gli elettroni di valenza B.I numeri quantici consentono di definire il possibile verso di rotazione degli elettroni intorno al proprio asse C.I numeri quantici consentono di definire la possibile velocità e direzione degli elettroni D.I numeri quantici consentono di definire quanti siano gli elettroni presenti in un dato elemento E.I numeri quantici consentono di definire la possibile posizione degli elettroni 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’

77 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 77 Perché agli elettroni sono associati i numeri quantici, conseguenti alla soluzione dell’equazione di Schrödinger (1926) nelle tre dimensioni dello spazio? A.I numeri quantici consentono di individuare dove e quanti siano gli elettroni di valenza B.I numeri quantici consentono di definire il possibile verso di rotazione degli elettroni intorno al proprio asse C.I numeri quantici consentono di definire la possibile velocità e direzione degli elettroni D.I numeri quantici consentono di definire quanti siano gli elettroni presenti in un dato elemento E.I numeri quantici consentono di definire la possibile posizione degli elettroni  ciò si verifica perché i n.q. individuano gli orbitali, regioni dello spazio in cui la probabilità di trovare un elettrone ha una determinato valore, generalmente, il 90%, (la probabilità sarebbe uguale al 100% solo se considerassimo tutto lo spazio). 1b - LA STRUTTURA ATOMICA

78 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Indicare la frequenza di una radiazione UV la cui lunghezza d’onda è 320 nm. A - circa 9 x 10 4 m -1 B - circa 9 x 10 14 s -1 C - circa 9 x 10 24 s -1 D - circa 9 x 10 -14 s -1 E - circa 9 x 10 14 s 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’

79 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Indicare la frequenza di una radiazione UV la cui lunghezza d’onda è 320 nm. A - circa 9 x 10 4 m -1 B - circa 9 x 10 14 s -1  per ogni radiazione dello spettro elettromagnetico x = c e = c/, da cui = 3 x 10 8 ms -1 / 3,2 x 10 -7 m C - circa 9 x 10 24 s -1 D - circa 9 x 10 -14 s -1 E - circa 9 x 10 14 s 1b - LA STRUTTURA ATOMICA

80 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Una particella alfa emessa, ad esempio, dall’uranio nel suo decadimento A. ha numero di massa pari a 3 B. non possiede carica elettrica, ma ha massa C. ha massa trascurabile e carica positiva unitaria D. ha carica positiva pari a 2 E. non viene deviata dal campo elettrico 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’

81 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 81 1b - LA STRUTTURA ATOMICA Una particella alfa emessa, ad esempio, dall’uranio nel suo decadimento A. ha numero di massa pari a 3 B. non possiede carica elettrica, ma ha massa C. ha massa trascurabile e carica positiva unitaria D. ha carica positiva pari a 2  si tratta, infatti, di nuclei di 4 He con numero atomico 2 E. non viene deviata dal campo elettrico

82 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Rutherford dimostrò che il modello atomico di Thomson era errato perché un fascio di particelle diretto verso un sottile foglio d’oro A - in gran parte lo attraversava, in minima parte veniva deviato e ciò lo indusse a ipotizzare che la massa dell’atomo fosse concentrata in un nucleo molto compatto carico positivamente B - non era in grado di attraversarlo se non con velocità elevatissime C - lo attraversava o veniva deviato a seconda dello spessore del foglio stesso D - in minima parte lo attraversava, in gran parte veniva deviato e ciò lo indusse a ipotizzare che la massa dell’atomo fosse distribuita in modo omogeneo tra le cariche positive E - interagiva solo parzialmente con gli atomi metallici, contrariamente alle previsioni 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’

83 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 83 1b - LA STRUTTURA ATOMICA Rutherford dimostrò che il modello atomico di Thomson era errato perché un fascio di particelle diretto verso un sottile foglio d’oro A - in gran parte lo attraversava, in minima parte veniva deviato e ciò lo indusse a ipotizzare che la massa dell’atomo fosse concentrata in un nucleo molto compatto carico positivamente  Le particelle  hanno massa >8000 massa elettrone e colpiscono il foglio a velocità elevatissime, perciò devono essere presenti forze molto intense per deviarle, quali quelle esercitate dai nuclei 79 Au. B - non era in grado di attraversarlo se non con velocità elevatissime C - lo attraversava o veniva deviato a seconda dello spessore del foglio stesso D - in minima parte lo attraversava, in gran parte veniva deviato e ciò lo indusse a ipotizzare che la massa dell’atomo fosse distribuita in modo omogeneo tra le cariche positive E - interagiva solo parzialmente con gli atomi metallici, contraria-mente alle previsioni

84 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’ Per ognuno dei seguenti atomi allo stato fondamen- tale – Zn, Cl, Al, Fe -, il tipo di orbitale da cui possa essere rimosso un elettrone per formare lo ione con carica positiva unitaria è, rispettivamente, A – 4s, 3p, 3p, 4s B – 4s, 3p, 3p, 3d C – 3s, 2s, 3p, 4s D – 3d, 3p, 3p, 3d E – 3d, 3p, 3p, 4s

85 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1b - LA STRUTTURA ATOMICA Per ognuno dei seguenti atomi allo stato fondamen- tale – Zn, Cl, Al, Fe -, il tipo di orbitale da cui possa essere rimosso un elettrone per formare lo ione con carica positiva unitaria è, rispettivamente, A – 4s, 3p, 3p, 4s B – 4s, 3p, 3p, 3d C – 3s, 2s, 3p, 4s D – 3d, 3p, 3p, 3d E – 3d, 3p, 3p, 4s

86 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Quale tra le seguenti affermazioni è coerente con l’assunto di Heisenberg? A - Ogni elettrone occupa l'orbitale disponibile a energia più bassa B - I numeri quantici m (momento angolare) e m s (momento di spin), nell’Aufbau, non hanno influenza sull'energia degli orbitali C - Se due o più elettroni occupano orbitali degeneri (cioè a eguale energia), gli elettroni occupano il maggior numero possibile di questi orbitali, e a spin paralleli D - Più precisa è la determinazione della posizione (o del momento) di una particella, meno precisa è la determinazione del suo momento (o della posizione). E - In un atomo non possono esistere 2 elettroni con i 4 numeri quantici eguali 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’

87 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 87 Quale tra le seguenti affermazioni è coerente con l’assunto di Heisenberg? A - Ogni elettrone occupa l'orbitale disponibile a energia più bassa B - I numeri quantici m (momento angolare) e m s (momento di spin), nell’Aufbau, non hanno influenza sull'energia degli orbitali C - Se due o più elettroni occupano orbitali degeneri (cioè a eguale energia), gli elettroni occupano il maggior numero possibile di questi orbitali, e a spin paralleli D - Più precisa è la determinazione della posizione (o del momento) di una particella, meno precisa è la determinazione del suo momento (o della posizione)  è, infatti, impossibile conoscere contemporaneamente con esattezza sia la posizione (x), sia il momento/quantità di moto (p) di un elettrone, perché il prodotto dell'indeterminazione della posizione e del momento è maggiore o uguale a h/4: conoscendo con gran precisione x, la grandezza collegata p diventa indeterminata (principio di indeterminazione) E - In un atomo non possono esistere 2 elettroni con i 4 numeri quantici eguali 1b - LA STRUTTURA ATOMICA

88 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Quale tra i seguenti è un importante fattore nella predizione della stabilità nucleare di un isotopo? A – Il raggio atomico B – Il numero di massa C – Il raggio nucleare D – La massa nucleare E – Il rapporto tra il numero di neutroni e di protoni 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’

89 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 89 Quale tra i seguenti è un importante fattore nella predizione della stabilità nucleare di un isotopo? A – Il raggio atomico B – Il numero di massa C – Il raggio nucleare D – La massa nucleare E – Il rapporto tra il numero di neutroni e di protoni  al crescere del numero atomico, la zona di stabilità dei nuclei corrisponde ad un rapporto gradualmente crescente neutroni/protoni (l’elemento stabile con la massa maggiore è 209 Bi, con un rapporto neutroni/protoni pari a 1,52) 1b - LA STRUTTURA ATOMICA

90 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Quando un elettrone in un atomo di polonio si muove tra il livello fondamentale e il successivo, ciò consegue all’assorbimento di A - una particella  B - un quark C - due neutrini D - un fotone E - un protone 30’ 0’ 1b - LA STRUTTURA ATOMICA

91 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Quando un elettrone in un atomo di polonio si muove tra il livello fondamentale e il successivo, ciò consegue all’assorbimento di A - una particella  B - un quark C - due neutrini D - un fotone E - un protone 1b - LA STRUTTURA ATOMICA

92 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’ Quanti orbitali possono essere presenti in un atomo se il numero quantico angolare è pari a 0, 2, 1 e 3? A.Zero, quattro, uno e nove orbitali B.Dipende dall’elemento considerato C.Uno, cinque, tre e sette orbitali D.Due, sei, dieci e quattordici orbitali E.Dipende dal verso di rotazione degli elettroni eventualmente presenti nell’orbitale

93 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1b - LA STRUTTURA ATOMICA Quanti orbitali possono essere presenti in un atomo se il numero quantico angolare è pari a 0, 2, 1 e 3? A.Zero, quattro, uno e nove orbitali B.Dipende dall’elemento considerato C.Uno, cinque, tre e sette orbitali  un orbitale ns, cinque orbitali nd, tre orbitali np e sette orbitali nf D.Due, sei, dieci e quattordici orbitali E.Dipende dal verso di rotazione degli elettroni eventualmente presenti nell’orbitale

94 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’ Il tempo di dimezzamento del 14 C è 5730 anni. Tra le seguenti affermazioni relative al radiocarbonio una è falsa: quale? A. 14 C decade trasformandosi in 14 N B.Il contenuto in 14 C di un essere vivente diminuisce dopo la sua morte C.Il rapporto 14 C/ 12 C in atmosfera e negli esseri viventi può essere considerato uguale D.Il rapporto 14 C/ 12 C può essere utilizzato per datare campioni organici E.La determinazione del radiocarbonio può essere effettuata sia in campioni di milioni di anni fa, sia in materiali più recenti

95 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1b - LA STRUTTURA ATOMICA Il tempo di dimezzamento del 14 C è 5730 anni. Tra le seguenti affermazioni relative al radiocarbonio una è falsa: quale? A. 14 C decade trasformandosi in 14 N B.Il contenuto in 14 C di un essere vivente diminuisce dopo la sua morte C.Il rapporto 14 C/ 12 C in atmosfera e negli esseri viventi può essere considerato uguale D.Il rapporto 14 C/ 12 C può essere utilizzato per datare campioni organici E.La determinazione del radiocarbonio può essere effettuata sia in campioni di milioni di anni fa, sia in materiali più recenti  il limite superiore nell’uso della Radiodatazione è circa 50000 anni, perchè la quantità residua di 14 C dopo 9 dimezzamenti è molto piccola.

96 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale La teoria quantistica contribuisce a spiegare il comportamento della luce che A.risulta composta da particelle discrete chiamate fotoni B.risulta composta da particelle discrete chiamate nucleoni C.risulta composta da onde elastiche D.risulta composta da particelle elettricamente cariche E.risulta composta da campi magnetici 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’

97 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 97 La teoria quantistica contribuisce a spiegare il comportamento della luce che A.risulta composta da particelle discrete chiamate fotoni  nell'elettromagnetismo classico la luce è descritta come un'onda, nella meccanica quantistica la luce possiede anche proprietà tipiche delle particelle o quanti, di campo elettromagnetico chiamati fotoni B.risulta composta da particelle discrete chiamate nucleoni C.risulta composta da onde elastiche D.risulta composta da particelle elettricamente cariche E.risulta composta da campi magnetici 1b - LA STRUTTURA ATOMICA

98 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Tra i numeri quantici - n, l, m - (così chiamati perché relativi a grandezze atomiche quantizzate), la "forma" degli orbitali, importante nella formazione di "legami” secondo la teoria del legame di valenza, è definita da A - n, m B - l C - m D - n, l E - n, l, m 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’

99 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 99 Tra i numeri quantici - n, l, m - (così chiamati perché relativi a grandezze atomiche quantizzate), la "forma" degli orbitali, importante nella formazione di "legami” secondo la teoria del legame di valenza, è definita da A - n, m B - l  le diverse forme degli orbitali sono definite dal valore di l (l = n-1) ed indicate con le lettere s, p, d, f. Secondo la teoria VB, si forma un legame covalente quando gli orbitali dei due atomi si sovrappongono e sono occupati da una coppia di elettroni che hanno la più alta probabilità di essere localizzati tra i nuclei. C - m D - n, l E - n, l, m 1b - LA STRUTTURA ATOMICA

100 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’ Uno dei seguenti set di numeri quantici non può esistere per un elettrone in un qualsiasi atomo: quale? A – 4, 2, 0, +1/2 B – 6, 6, 0, +1/2 C – 5, 3, +3, -1/2 D – 2, 1, -1, +1/2 E – 6, 3, 0, -1/2

101 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 1b - LA STRUTTURA ATOMICA Uno dei seguenti set di numeri quantici non può esistere per un elettrone in un qualsiasi atomo: quale? A – 4, 2, 0, +1/2 B – 6, 6, 0, +1/2  n = 6 e l = n-1, quindi 0, 1, 2, 3, (4, 5) C – 5, 3, +3, -1/2 D – 2, 1, -1, +1/2 E – 6, 3, 0, -1/2

102 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Le radiazioni misurate dai contatori Geiger sono A - raggi  B - microonde C - radiazioni infrarosse D - fotoni UV E - onde radio 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’

103 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 103 Le radiazioni misurate dai contatori Geiger sono A - raggi   i contatori Geiger si utilizzano per misurare radiazioni di tipo ionizzante, provenienti, ad esempio, da decadimenti di tipo  e  B - microonde C - radiazioni infrarosse D - fotoni UV E - onde radio 1b - LA STRUTTURA ATOMICA

104 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Per spiegare il mistero delle righe spettrali dell’atomo H, Bohr propose un modello di atomo in cui A - l'energia degli elettroni non potesse cambiare solo per piccoli salti discreti. B - l'energia degli elettroni fosse variabile in funzione dell’atomo considerato. C - l'energia degli elettroni non variasse sempre in modo discontinuo. D - l'energia degli elettroni potesse cambiare solo in modo quantizzato. E - l'energia degli elettroni potesse assumere solo valori maggiori ben definiti. 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’

105 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 105 1b - LA STRUTTURA ATOMICA Per spiegare il mistero delle righe spettrali dell’atomo H, Bohr propose un modello di atomo in cui A - l'energia degli elettroni non potesse cambiare solo per piccoli salti discreti. B - l'energia degli elettroni fosse variabile in funzione dell’atomo considerato. C - l'energia degli elettroni non variasse sempre in modo discontinuo. D - l'energia degli elettroni potesse cambiare solo in modo quantizzato.  Il modello atomico di Niels Bohr (1913) si basa sull’interpretazione degli spettri dell’atomo H: l’elettrone si muove attorno al nucleo su orbite circolari, corrispondenti a gusci sferici a energia costante (stati stazionari), e sono permesse solo le orbite che consentono la quantizzazione del momento angolare mvr = nh/2  E - l'energia degli elettroni potesse assumere solo valori maggiori ben definiti.

106 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale Il rame ha due isotopi, 63 Cu and 65 Cu. Se la massa atomica del rame è 63,5 a.m.u, quale sarà la percentuale di ogni isotopo? A. 65% 63 Cu e 35% 65 Cu B. 75% 63 Cu e 25% 65 Cu C. 25% 63 Cu e 75% 65 Cu D. 35% 63 Cu e 65% 65 Cu E. 50% 63 Cu e 50% 65 Cu 1b - LA STRUTTURA ATOMICA 30’ 0’

107 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 107 Il rame ha due isotopi, 63 Cu and 65 Cu. Se la massa atomica del rame è 63,5 a.m.u, quale sarà la percentuale di ogni isotopo? A.65% 63 Cu e 35% 65 Cu B.75% 63 Cu e 25% 65 Cu  la massa atomica è il risultato della media pesata delle masse dei due isotopi espresse in riferimento a 12 C C.25% 63 Cu e 75% 65 Cu D.35% 63 Cu e 65% 65 Cu E.50% 63 Cu e 50% 65 Cu 1b - LA STRUTTURA ATOMICA

108 60’ UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 30’ 0’ La preparazione dell’uranio arricchito comporta A. la trasformazione di 238 U in 235 U B. l’aumento della percentuale del nuclide 235 U rispetto a 238 U C.l’aumento della percentuale del nuclide 238 U rispetto a 235 U D. la trasformazione di 235 U in 238 U E.l’eliminazione del nuclide 234 U 1b - LA STRUTTURA ATOMICA

109 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 109 La preparazione dell’uranio arricchito comporta A. la trasformazione di 238 U in 235 U B.l’aumento della percentuale del nuclide 235 U rispetto a 238 U  l’arricchimento dell’uranio aumenta la percentuale di atomi che possono fissionare rilasciando energia (in genere termica) che può essere trasformata in energia elettrica. L’uranio estratto dai suoi minerali è 99.3% 238 U, 0.7% 235 U e < 0.01% 234 U: nell’uranio trattato la quantità di 235 U è circa il 5% C. l’aumento della percentuale del nuclide 238 U rispetto a 235 U D. la trasformazione di 235 U in 238 U E. l’eliminazione del nuclide 234 U 1b - LA STRUTTURA ATOMICA

110 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 110 La prossima lezione sarà dedicata a IL SISTEMA PERIODICO DEGLI ELEMENTI Gruppi e periodi. Elementi di transizione Proprieta ’ periodiche: raggio atomico, potenziale di ionizzazione, affinita ’ elettronica Metalli e non metalli Relazioni tra struttura elettronica, posizione e proprieta ’

111 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 111 UN BUON TESTO DI CHIMICA P. Atkins e L. Jones Fondamenti di chimica ed. Zanichelli UN BUON TESTO PER I QUESITI … NON SOLO DI CHIMICA F. Longo e A. Jannucci UNITUTOR MEDICINA ed. Zanichelli H ELP D ESK  mvbar@libero.it

112 UNIVERSITÀ DI ROMA La Sapienza Progetto di ORIENTAMENTO IN RETE a.a. 2014/15 Prof. Maria Vittoria Barbarulo – Liceo classico Montale 112 ALCUNI SITI UTILI http://venus.unive.it/chem2000/homes/basso.htm http://scienzapertutti.lnf.infn.it/ http://www.minerva.unito.it/Chimica&Industria/Dizionario/DizRub rica.htm http://www.chemguide.co.uk/index.html http://www.chm.bris.ac.uk/webprojects2002/pdavies/ http://ishtar.df.unibo.it/ma/index.htm http://www.colorado.edu/physics/2000/cover.html http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html http://www.rsc.org/education/teachers/resources/periodictable/p re16/order/atomicnumber.htm http://chemed.chem.wisc.edu/chempaths/ http://www.chemistry.wustl.edu http://accessoprogrammato.miur.it/2014/index.html http://www.universitaly.it/index.php/  Colloids