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Modelli in chimica ovvero non esiste lelettrone 1s Modelli in chimica ovvero.

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Presentazione sul tema: "Modelli in chimica ovvero non esiste lelettrone 1s Modelli in chimica ovvero."— Transcript della presentazione:

1 Modelli in chimica ovvero non esiste lelettrone 1s Modelli in chimica ovvero non esiste lelettrone 1s Universita degli Studi dellInsubria Dario Bressanini

2 © Dario Bressanini 2 Le Basi Della Chimica

3 © Dario Bressanini 3 Le Basi Della Chimica Atomi, Molecole, Cristalli, Materiali,... Meccanica Quantistica Meccanica Statistica Termodinamica Tutta la Chimica

4 © Dario Bressanini 4 Natura e Matematica il Grande libro della Natura e scritto nel linguaggio della matematica, e non possiamo capirla se prima non ne capiamo i simboli Galileo Galilei il Grande libro della Natura e scritto nel linguaggio della matematica, e non possiamo capirla se prima non ne capiamo i simboli Galileo Galilei In science, there is only physics; all the rest is stamp collecting Ernest Rutherford In science, there is only physics; all the rest is stamp collecting Ernest Rutherford

5 © Dario Bressanini 5 Chimica e Matematica The underlying physical laws necessary for the mathematical theory of a large part of physics and the whole of chemistry are thus completely known, and the difficulty is only that the exact application of these equations leads to equations much too complicated to be soluble P.A.M. Dirac The underlying physical laws necessary for the mathematical theory of a large part of physics and the whole of chemistry are thus completely known, and the difficulty is only that the exact application of these equations leads to equations much too complicated to be soluble P.A.M. Dirac "We are perhaps not far removed from the time, when we shall be able to submit the bulk of chemical phenomena to calculation Joseph Louis Gay-Lussac "We are perhaps not far removed from the time, when we shall be able to submit the bulk of chemical phenomena to calculation Joseph Louis Gay-Lussac

6 © Dario Bressanini 6 Scienze e Matematica 1700 – Fisica Classica 1800 – Elettromagnetismo 1800 – Termodinamica 1900 – Meccanica Quantistica 1940 – Chimica 1970 – Biologia 1980 – Economia 1700 – Fisica Classica 1800 – Elettromagnetismo 1800 – Termodinamica 1900 – Meccanica Quantistica 1940 – Chimica 1970 – Biologia 1980 – Economia Every attempt to employ mathematical methods in the study of chemical questions must be considered profoundly irrational and contrary to the spirit of chemistry… If mathematical analysis should ever hold a prominent place in chemistry – an aberration which is happily almost impossible – it would occasion a rapid and widespread degeneration of that science. Auguste Compte Every attempt to employ mathematical methods in the study of chemical questions must be considered profoundly irrational and contrary to the spirit of chemistry… If mathematical analysis should ever hold a prominent place in chemistry – an aberration which is happily almost impossible – it would occasion a rapid and widespread degeneration of that science. Auguste Compte Non tutti la pensavano alla stessa maniera …

7 © Dario Bressanini 7 Realta e Modelli La realta e spesso troppo complessa per poter essere studiata in modo semplice, preciso e accurato. La realta e spesso troppo complessa per poter essere studiata in modo semplice, preciso e accurato. Gli scienziati ricorrono a delle semplificazioni, a volte drastiche, in modo pero da mantenere sempre le caratteristiche salienti del fenomeno da studiare Gli scienziati ricorrono a delle semplificazioni, a volte drastiche, in modo pero da mantenere sempre le caratteristiche salienti del fenomeno da studiare Si usano dei... Si usano dei...

8 © Dario Bressanini 8 …Modelli ?

9 © Dario Bressanini 9 Modelli! Un modello e una costruzione teorica che cerca di catturare, piu o meno fedelmente, uno o piu aspetti di un fenomeno Un modello e una costruzione teorica che cerca di catturare, piu o meno fedelmente, uno o piu aspetti di un fenomeno Un modello semplifica, diminuisce la complessita di un fenomeno, aiuta a capire, ma approssima Un modello semplifica, diminuisce la complessita di un fenomeno, aiuta a capire, ma approssima Scegliere un modello buono è difficile... ma NECESSARIO. Scegliere un modello buono è difficile... ma NECESSARIO.

10 © Dario Bressanini 10 Complessita

11 © Dario Bressanini 11 Astrazione e Modelli

12 © Dario Bressanini 12 Pensare per Modelli René Magritte

13 © Dario Bressanini 13 Astrazione e Modelli Il sole è, in prima approssimazione, una sfera piena di un Gas Ideale (pV=nRT). Il sole è, in prima approssimazione, una sfera piena di un Gas Ideale (pV=nRT). Un cavallo da corsa è, in prima approssimazione, una sfera. Un cavallo da corsa è, in prima approssimazione, una sfera. Si devono trascurare i dettagli insignificanti (il colore del cavallo), o trascurabili (la coda del cavallo)... ma solo quelli. Si devono trascurare i dettagli insignificanti (il colore del cavallo), o trascurabili (la coda del cavallo)... ma solo quelli. Una teoria scientifica deve essere la più semplice possibile... ma non troppo semplice (A. Einstein)

14 © Dario Bressanini 14 Chimica: scienza dei modelli Atomi e Molecole non sono accessibili allesperienza quotidiana Atomi e Molecole non sono accessibili allesperienza quotidiana Concetti macroscopici quali temperatura otraiettoria sono PRIVI DI SENSO a livello molecolare Concetti macroscopici quali temperatura otraiettoria sono PRIVI DI SENSO a livello molecolare Le grandezze microscopiche NON si possono misurare direttamente Le grandezze microscopiche NON si possono misurare direttamente La Chimica ha bisogno di costruire dei modelli, sia matematici che interpretativi

15 © Dario Bressanini 15 La Materia Nel 17 mo secolo vi era ancora molta confusione su cosa fosse la Materia Nel 17 mo secolo vi era ancora molta confusione su cosa fosse la Materia Georg Ernst Stahl ( ) Johann Becher e Georg Stahl, medici tedeschi professori universitari, fondarono la teoria del Flogisto (dal greco bruciare) Simbolo del Flogisto

16 © Dario Bressanini 16 Il Flogisto La materia e costituita da due componenti: il Flogisto e la Cenere La materia e costituita da due componenti: il Flogisto e la Cenere Bruciando, il flogisto si libera nellaria, lasciando solamente la cenere Bruciando, il flogisto si libera nellaria, lasciando solamente la cenere ‚Laria Flogistificata non riesce piu a supportare la combusione

17 © Dario Bressanini 17 Fatti spiegati dalla Teoria del Flogisto I combustibili perdono peso bruciando, perche perdono flogisto. I combustibili perdono peso bruciando, perche perdono flogisto. La combustione cessa quando tutto il flogisto e fuoriuscito dalla sostanza e ha saturato laria La combustione cessa quando tutto il flogisto e fuoriuscito dalla sostanza e ha saturato laria Il carbone lascia pochissimo residuo perche e flogisto quasi puro Il carbone lascia pochissimo residuo perche e flogisto quasi puro Un topolino muore se chiuso in un ambiente sigillato perche laria si satura di flogisto Un topolino muore se chiuso in un ambiente sigillato perche laria si satura di flogisto Alcune calci metalliche, scaldate con carbone si ritrasformano in metallo perche il carbone cede il flogisto Alcune calci metalliche, scaldate con carbone si ritrasformano in metallo perche il carbone cede il flogisto

18 © Dario Bressanini 18 Problemi della Teoria del Flogisto Tuttavia, alcune sostanze aumentano di peso dopo essere state bruciate (il magnesio ad esempio)! Tuttavia, alcune sostanze aumentano di peso dopo essere state bruciate (il magnesio ad esempio)! Joseph Priestly scopre lossigeno nel 1774, ma non crede alla teoria dellossidazione. Chiama lossigeno aria deflogistificata Joseph Priestly scopre lossigeno nel 1774, ma non crede alla teoria dellossidazione. Chiama lossigeno aria deflogistificata Joseph Priestly Oggi noi sappiamo che la combustione è dovuta al processo di ossidazione. Oggi noi sappiamo che la combustione è dovuta al processo di ossidazione.

19 © Dario Bressanini 19 Conservazione della Massa Antoine Lavoisier mostra come la combustione non e una perdita di flogisto, ma una reazione chimica con lossigeno. Antoine Lavoisier mostra come la combustione non e una perdita di flogisto, ma una reazione chimica con lossigeno. Enuncia il principio di conservazione della massa: La Materia non viene nè creata nè distrutta, ma cambia solamente forma Enuncia il principio di conservazione della massa: La Materia non viene nè creata nè distrutta, ma cambia solamente forma Antoine-Laurent Lavoisier ( ) e sua moglie

20 © Dario Bressanini 20 Modelli per altri Fenomeni L elettricità è generata dal flusso di due fluidi, chiamati vetroso e resinoso L elettricità è generata dal flusso di due fluidi, chiamati vetroso e resinoso Il magnetismo è generato dal flusso di due altri fluidi, chiamati australe e boreale Il magnetismo è generato dal flusso di due altri fluidi, chiamati australe e boreale Il Calore invece era il flusso di un singolo fluido, chiamato calorico Il Calore invece era il flusso di un singolo fluido, chiamato calorico

21 © Dario Bressanini 21 Le Nuove Forme di Energia Nel diciottesimo secolo, il medico italiano Luigi Galvani ( ) scoprì che un conduttore bimetallico caricato elettricamente poteva far muovere le zampe di rane morte. Nel diciottesimo secolo, il medico italiano Luigi Galvani ( ) scoprì che un conduttore bimetallico caricato elettricamente poteva far muovere le zampe di rane morte.Luigi GalvaniLuigi Galvani Si pensò che lelettricità scorresse dentro ogni essere vivente. Si pensò che lelettricità scorresse dentro ogni essere vivente. Il romanzo Frankenstein, di Mary Shelley ( ) e basato su queste teorie Il romanzo Frankenstein, di Mary Shelley ( ) e basato su queste teorie

22 © Dario Bressanini 22 Le Nuove Forme di Energia Alessandro Volta ( ), fisico comasco, riconobbe che leffetto Galvanico, il movimento delle zampette di rana, era da ricondurre al passaggio della corrente nei tessuti animali, incapaci di produrre elettricità. Alessandro Volta ( ), fisico comasco, riconobbe che leffetto Galvanico, il movimento delle zampette di rana, era da ricondurre al passaggio della corrente nei tessuti animali, incapaci di produrre elettricità. Nel 1800, Volta costruì la prima pila, denominata voltaica in suo onore. Questapparato era in grado di produrre chimicamente corrente elettrica. Nel 1800, Volta costruì la prima pila, denominata voltaica in suo onore. Questapparato era in grado di produrre chimicamente corrente elettrica.

23 © Dario Bressanini 23 Sir Francis Bacon e il Calore Nel 1620 Bacon ebbe lintuizione che il calore era nientaltro che movimento, rapida e vigorosa agitazione delle particelle di cui è composta la materia Nel 1620 Bacon ebbe lintuizione che il calore era nientaltro che movimento, rapida e vigorosa agitazione delle particelle di cui è composta la materia Mori di bronchite sperimentando lidea che il freddo potesse prevenire la putrefazione della carne e permetterne la sua conservazione. Mori di bronchite sperimentando lidea che il freddo potesse prevenire la putrefazione della carne e permetterne la sua conservazione. La sua teoria del calore venne dimenticata La sua teoria del calore venne dimenticata Francis BaconFrancis Bacon ( ) Nato nel 1561 da una potente famiglia alla corte della Regina Elisabetta I di Inghilterra. Francis Bacon

24 © Dario Bressanini 24 La Teoria del Calorico lopinione prevalente ( Lavoisier, Fourier, Laplace e Poisson ), era che il calore fosse una sorta di fluido misterioso, il calorico, che fluiva in ogni sostanza e spontaneamente passava da un corpo caldo ad un corpo freddo. lopinione prevalente ( Lavoisier, Fourier, Laplace e Poisson ), era che il calore fosse una sorta di fluido misterioso, il calorico, che fluiva in ogni sostanza e spontaneamente passava da un corpo caldo ad un corpo freddo. Il calorico aveva strane proprietà. Il calorico aveva strane proprietà. Non aveva peso... Non aveva peso.....ma occupava un volume..ma occupava un volume Non si riusciva ad isolarlo Non si riusciva ad isolarlo

25 © Dario Bressanini 25 La fine della teoria del Calorico Benjamin Thompson ( ) nato nella colonia del Massachusetts. Trasferitosi in Europa, lavorò al servizio del Duca di Baviera. Fu nominato Conte del Sacro Romano Impero, e scelse di chiamarsi Conte Rumford Il Conte Rumford, Joule e altri dimostrarono che il calore non era una sostanza.

26 © Dario Bressanini 26 Termodinamica Classica e Statistica Meccanica Quantistica Meccanica Statistica Termodinamica Classica La Meccanica Quantistica permette di calcolare I livelli energetici di Atomi e Molecole Calcola proprieta specifiche delle varie sostanze Relazioni Generali tra variabili termodinamiche macroscopiche 1 Kg

27 © Dario Bressanini Microscopico La natura particellare della materia Macroscopico – osservazioni o risultati di esperimenti Simbolico – Equazioni matematiche e chimiche Il livello atomico e molecolare (astratto) Come lo rappresentiamo Il mondo reale o Come lo VEDIAMO Quale modello mentale viene costruito? I tre livelli della Chimica

28 © Dario Bressanini 28 Concetti chimici fondamentali Struttura e geometria molecolare Struttura e geometria molecolare Legame Chimico Legame Chimico Ionico-Covalente Ionico-Covalente Singolo, Doppio, Triplo Singolo, Doppio, Triplo Elettronegatività Elettronegatività Numero di ossidazione Numero di ossidazione Cariche atomiche Cariche atomiche Vibrazioni molecolari Vibrazioni molecolari NON OSSERVABILI SPERIMENTALMENTE Concetti non rigorosi

29 © Dario Bressanini 29 Struttura Molecolare

30 © Dario Bressanini 30 La Chimica al Computer

31 © Dario Bressanini 31 PlatinoPlatinoPlatinoPlatino

32 © Dario Bressanini 32 Microscopio ad effetto tunnel

33 © Dario Bressanini 33 Reazione di Ullmann

34 © Dario Bressanini 34

35 Che cosè e come è fatta una Molecola?

36 © Dario Bressanini 36 Cosè una molecola? NaCl è una molecola? NaCl è una molecola? Na e Cl sono contenuti in NaCl? Na e Cl sono contenuti in NaCl? CH 2, H 2 O e He 2 sono molecole? CH 2, H 2 O e He 2 sono molecole?

37 © Dario Bressanini 37

38 © Dario Bressanini 38 Che cosè una molecola? H 2 C 3 c-C 3 H C 5 C 5 H C 6 H CH 3 C 3 N CH 2 CHOH H 2 C 3 c-C 3 H C 5 C 5 H C 6 H CH 3 C 3 N CH 2 CHOH AlF C 2 Hl-C 3 H C 4 Hl-H 2 C 4 CH 2 CHCN HCOOCH 3 CH 2 OHCHO AlCl C 2 OC 3 N C 4 SiC 2 H 4 CH 3 C 2 H CH 3 COOH? AlCl C 2 OC 3 N C 4 SiC 2 H 4 CH 3 C 2 H CH 3 COOH? C 2 C 2S C 3 O l-C 3 H 2 CH 3 CNHC 5 N C 7 H HCOCH2D+ C 2 C 2S C 3 O l-C 3 H 2 CH 3 CNHC 5 N C 7 H HCOCH2D+ CH CH 2 C 3 S c-C 3 H 2 CH 3 NC HCOCH 3 H 2 C 6 CH 4 CH3SH CH+ HCNC 2 H 2 CH 2 CNCH 3 OHNH 2 CH 3 CN c-C 2 H 4 O HC3NH+ HC2CHO COHCO + HCCN HC 3 N NH 2 CHO CO + HCS+HCNH+ HC2NC C 5 N CP HOC+HNCOHCOOH CSi H 2 OHNCS H2CHN CSi H 2 OHNCS H2CHN HCl H 2 SHOCO+ H2C2O KCl HNCH 2 COH2NCN NHHNOH2CN HNC3 NO MgCNH 2 CSSiH4 Molecole presenti in comete, nebulose, spazio interstellare…

39 © Dario Bressanini 39 Molecole Sono molecole diverse? E queste ? CH 2 Cl-CH 2 Cl

40 © Dario Bressanini 40 Molecole CClH H C Cl H H CClH H C H Cl H

41 © Dario Bressanini 41 Una Buona Teoria Scientifica Spiega i difetti delle teorie precedenti e le ingloba Spiega i difetti delle teorie precedenti e le ingloba Ha caratteristiche predittive Ha caratteristiche predittive Spiega fenomeni complessi in termini di fenomeni più semplici (in chimica, fenomeni atomici e molecolari) Spiega fenomeni complessi in termini di fenomeni più semplici (in chimica, fenomeni atomici e molecolari) È elegante e semplice (Rasoio di Occam) È elegante e semplice (Rasoio di Occam) "The great tragedy of Science - the slaying of a beautiful hypothesis by an ugly fact." T.H. Huxley "The great tragedy of Science - the slaying of a beautiful hypothesis by an ugly fact." T.H. Huxley

42 © Dario Bressanini 42 Rasoio di Occam Entia non sunt multiplicanda praeter necessitatem William van Occam ( ) Spiegazioni piu semplici dello stesso fenomeno sono da preferire a spiegazioni piu complicate.

43 Che cosè il Legame Chimico?

44 © Dario Bressanini 44

45 © Dario Bressanini 45 Primi modelli di legame chimico Forze magnetiche Valenza

46 © Dario Bressanini 46 Modello di Lewis Atomo cubico

47 © Dario Bressanini 47 Un legame covalente è un legame chimico in cui due o più elettroni sono condivisi tra più atomi Perchè due atomi dovrebbero condividere degli elettroni? FF + 7e - FF 8e - F F F F Struttura di Lewis di F 2 doppietti doppietti doppietti doppietti Legame singolo covalente 9.4 Legame covalente

48 © Dario Bressanini 48 Regola dellottetto

49 © Dario Bressanini 49 Problemi BeH 2 Ottetto incompleto ?? HHBe N – 5e - O – 6e - 11e - NO N O Elettroni dispari ?? O O O O Molecola paramagnetica ?? O2O2O2O2

50 © Dario Bressanini 50 Problemi I3-I3-I3-I3- Struttura ?? Risonanza ?? Na + più stabile di Na perché raggiunge lottetto ??

51 © Dario Bressanini 51 Modelli Avanzati Il modello di Lewis ora è usato solamente come ausilio grafico Il modello di Lewis ora è usato solamente come ausilio grafico Il Legame Chimico NON è osservabile Il Legame Chimico NON è osservabile È necessario utilizzare le leggi matematiche della Meccanica Quantistica È necessario utilizzare le leggi matematiche della Meccanica Quantistica Come presentare delle teorie realistiche del legame chimico senza poter usufruire dellapparato matematico? Come presentare delle teorie realistiche del legame chimico senza poter usufruire dellapparato matematico?

52 © Dario Bressanini 52 Orbitali Orbitale = funzione matematica in 3D Orbitale = funzione matematica in 3D NON è una regione di spazio!

53 © Dario Bressanini 53 Teorie avanzate VB: Valence Bond (Legame di Valenza) VB: Valence Bond (Legame di Valenza) Orbitali ibridi Orbitali ibridi Risonanze Risonanze MO: Molecular Orbitals (Orbitali Molecolari) MO: Molecular Orbitals (Orbitali Molecolari) LCAO, combinazione di orbitali atomici LCAO, combinazione di orbitali atomici Teorie EQUIVALENTI, dal punto di vista matematico, ma che costruiscono rappresentazioni mentali diverse. Teorie EQUIVALENTI, dal punto di vista matematico, ma che costruiscono rappresentazioni mentali diverse.

54 © Dario Bressanini 54 Problema Gli orbitali hanno senso fisico solamente per atomi e molecole con un solo elettrone Gli orbitali hanno senso fisico solamente per atomi e molecole con un solo elettrone Non è possibile apprezzare la differenza tra le due teorie SENZA il necessario apparato matematico Non è possibile apprezzare la differenza tra le due teorie SENZA il necessario apparato matematico Vengono spesso confusi e mischiati concetti delle due teorie Vengono spesso confusi e mischiati concetti delle due teorie Gli studenti confondo spesso il modello con la realtà Gli studenti confondo spesso il modello con la realtà Esempio: Perché il metano CH 4 è tetraedrico? Esempio: Perché il metano CH 4 è tetraedrico? Risposta (sbagliata): perché il carbonio è ibridizzato sp 3 Risposta (sbagliata): perché il carbonio è ibridizzato sp 3

55 © Dario Bressanini 55 Problema: il carbonio C: 1s 2 2s 2 2p 2 C: 1s 2 2s 2 2p 2 Anche questo è un modello! Anche questo è un modello! Gli elettroni sono INDISTINGUIBILI, non esiste lelettrone 1s Gli elettroni sono INDISTINGUIBILI, non esiste lelettrone 1s Come costruire CH 4 con il carbonio 1s 2 2s 2 2p 2 ? Come costruire CH 4 con il carbonio 1s 2 2s 2 2p 2 ? VB: costruiamo orbitali ibridi = combinazione matematica VB: costruiamo orbitali ibridi = combinazione matematica Gli orbitali ibridi NON corrispondono ad un processo fisico, e non hanno senso nella teoria MO! Gli orbitali ibridi NON corrispondono ad un processo fisico, e non hanno senso nella teoria MO!

56 © Dario Bressanini 56 Atomo di C (stato fondamentale) 2s 2p Energia 1s 2s 2p 1s Atomo di C (promosso) Atomo di Carbonio: promozione

57 © Dario Bressanini 57 Atomo C (stato fond.) Energia 1s 2p 2s sp 3 1s Atomo C (ibridizzato) sp 3 1s Atomo C (in CH 4 ) Legami C-H Atomo di Carbonio: Ibridazione

58 © Dario Bressanini 58 Tuttavia, libridazione è solamente una procedura matematica, senza significato fisico Tuttavia, libridazione è solamente una procedura matematica, senza significato fisico Gli orbitali ibridi vengono costruiti appositamente per soddisfare limmagine mentale del legame comesovrapposizione di orbitali direzionali Gli orbitali ibridi vengono costruiti appositamente per soddisfare limmagine mentale del legame comesovrapposizione di orbitali direzionali MO: machisseneimporta dellorientamento degli orbitali atomici. Si ottiene lo stesso risultato anche usando gli orbitali originali p x p y p z e 2s MO: machisseneimporta dellorientamento degli orbitali atomici. Si ottiene lo stesso risultato anche usando gli orbitali originali p x p y p z e 2s Atomo di Carbonio: Ibridazione

59 © Dario Bressanini 59 Problema: doppietti elettronici H 2 O sp 3 Densità elettronica

60 © Dario Bressanini 60 Problemi concettuali Spesso un legame viene interpretato come due legami, uno sopra e uno sotto il piano molecolare... Spesso un legame viene interpretato come due legami, uno sopra e uno sotto il piano molecolare......e la risonanza come unalternarsi tra due forme...e la risonanza come unalternarsi tra due forme

61 © Dario Bressanini 61 MO: Oracolo Quantistico 1s 2 2s 2 2p 2 Descrizione Carbonio 1s 2 2s 2 2p 2 + 1s 2 2p 4 Cattiva Buona 1s 2 2s 2 2p 2 + 1s 2 2p 4 + 1s 2 2p 3d 3 Migliore Infiniti termini Perfetta Come costruire unimmagine mentale della somma ?

62 © Dario Bressanini 62 He 2 molecola 1s 1s 1s * 1s * MO e molecola di He 2 atomo He 1s 1s Ordine di legame 0

63 © Dario Bressanini 63 MO e molecola di He 2 Però la molecola He 2 esiste ( anche se è delicatissima ) nonostante il semplice modello MO affermi il contrario Però la molecola He 2 esiste ( anche se è delicatissima ) nonostante il semplice modello MO affermi il contrario Perché? Perché lo dice la matematica della Meccanica Quantistica! Perché lo dice la matematica della Meccanica Quantistica!

64 © Dario Bressanini 64 Atomi nelle Molecole (AIM - Bader) Il legame chimico non si vede nella funzione donda Il legame chimico non si vede nella funzione donda...tuttavia è troppo utile al chimico per abbandonarlo...tuttavia è troppo utile al chimico per abbandonarlo Viene recuperato attraverso la densità elettronica Viene recuperato attraverso la densità elettronica

65 © Dario Bressanini 65 Atomi nelle Molecole (Bader) salta fuori il legame proprio dove il chimico se laspettasalta fuori il legame proprio dove il chimico se laspetta Teoria rigorosa, ma descrittiva e non predittiva Teoria rigorosa, ma descrittiva e non predittiva C C H HH H BH 3

66 © Dario Bressanini 66 Accuratezza e Rappresentazione Più si spinge laccuratezza matematica per ottenere risultati confrontabili con gli esperimenti ( Calori di reazione, spettri IR, UV, NMR, Costanti di velocità ) MENO riesco a ritrovare i concetti di struttura, legame semplice e doppio, cariche, etc...

67 © Dario Bressanini 67 Come si può fare? La matematica è ora così centrale, così dentro, che senza di essa non possiamo sperare di capire la chimica C.A.Coulson C.A.Coulson La matematica è ora così centrale, così dentro, che senza di essa non possiamo sperare di capire la chimica C.A.Coulson C.A.Coulson La meccanica quantistica è essenzialmente matematica, e una sua comprensione non è possibile senza una conoscenza dei metodi matematici coinvolti L.Pauling L.Pauling La meccanica quantistica è essenzialmente matematica, e una sua comprensione non è possibile senza una conoscenza dei metodi matematici coinvolti L.Pauling L.Pauling NON SI PUÒ!

68 © Dario Bressanini 68 Come si può fare? Vari studi mostrano come i concetti della MQ, introdotti senza lapparato matematico, portano a confusione e costruzione di preconcetti negli studenti Vari studi mostrano come i concetti della MQ, introdotti senza lapparato matematico, portano a confusione e costruzione di preconcetti negli studenti Queste difficoltà NON derivano da un cattivo insegnamento o da scarse capacità degli studenti Queste difficoltà NON derivano da un cattivo insegnamento o da scarse capacità degli studenti Evitare di introdurre gli orbitali, e usare la teoria VSEPR per prevedere la geometria molecolare Evitare di introdurre gli orbitali, e usare la teoria VSEPR per prevedere la geometria molecolare Orbitals should be left out (L.Pauling) La chimica insegnata dovrebbe essere chimica dei materiali e del mondo intorno a noi La chimica insegnata dovrebbe essere chimica dei materiali e del mondo intorno a noi

69 © Dario Bressanini 69

70 © Dario Bressanini 70

71 © Dario Bressanini 71

72 © Dario Bressanini 72

73 © Dario Bressanini 73 La Chimica intorno a noi

74 © Dario Bressanini 74 Evoluzione della Scienza Ho mal dorecchioHo mal dorecchio 2000 BC Tieni, Succhia questa radice miracolosa 1000 AD Quella radice e veleno. Recita questa preghiera 1850 AD Questa preghiera e superstizione. Bevi questa pozione 1940 AD Questa pozione e veleno. Ingoia questa pillola 1985 AD Questa pillola non funziona. Prendi questo antibiotico 2000 AD Questo antibiotico non e Biologico e Naturale. Tieni, succhia questa radice ecobiodinamica

75 The END


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