I componenti della materia Capitolo 2 I componenti della materia

Capitolo 2: I componenti della Materia 2.1 Elementi, composti e miscele: uno sguardo d’insieme dal punto di vista atomico 2.2 Le osservazioni che condussero a una concezione atomica della materia 2.3 La teoria atomica di Dalton 2.4 Le osservazioni che condussero al modello nucleare dell’atomo 2.5 La teoria atomica odierna 2.6 Gli elementi: un primo sguardo alla Tavola Periodica 2.7 I composti: introduzione al legame chimico 2.8 I composti: formule, nomi e masse 2.9 Le miscele: classificazione e separazione

Definizioni dei componenti della materia Elemento - è il tipo di materia più semplice, con proprietà fisiche e chimiche esclusive. Un elemento è costituito da una sola specie di atomo. Perciò, non può essere scomposto in un tipo di materia più semplice con metodi fisici o chimici. Molecola - è un’unità strutturale indipendente costituita da due o più atomi legati chimicamente tra loro.

Definizioni dei componenti della materia Composto - è un tipo di materia costituito da due o più elementi diversi che sono legati chimicamente tra loro. Miscela - un gruppo di due o più sostanze (elementi e/o composti) che sono mescolati fisicamente.

Legge della conservazione della massa: La massa totale delle sostanze rimane invariata durante una trasformazione chimica. massa totale massa totale reagente 1 + reagente 2 prodotto = ossido di calcio + diossido di carbonio carbonato di calcio CaO + CO2 CaCO3 56,08g + 44,00g 100,08g

Legge della composizione definita e costante: Figure 2.3 Legge della composizione definita e costante: Indipendentemente dalla sua fonte, un composto chimico è è costituito dagli stessi elementi nelle stesse parti (frazioni) in massa. Carbonato di calcio Analisi in Massa (grammi/20,0g) Frazione in Massa (parti/1,00 part) Percentuale in Massa (parti/100 parti) 8,0 g calcio 2,4 g carbonio 9,6 g ossigeno 20,0 g 0,40 calcio 0,12 carbonio 0,48 ossigeno 1,00 parte in massa 40% calcio 12% carbonio 48% ossigeno 100% in massa

Legge delle proporzioni multiple: Se gli elementi A e B reagiscono per formare due composti, le differenti masse di B che si combinano con una massa fissa di A possono essere espresse come rapporti di numeri interi piccoli. Esempio: Ossidi di Carbonio I & II Ossido di Carbonio I : 57,1% ossigeno e 42,9% carbonio Ossido di Carbonio II : 72,7% ossigeno e 27,3% carbonio Assumete di avere 100g di ogni composto In 100 g di ogni composto: g O = 57,1 g per l’ossido I & 72,7 g per l’ossido II g C = 42,9 g per l’ossido I & 27,3 g per l’ossido II g O g C = 57,1 42,9 = 1,33 g O g C 72,7 27,3 = = 2,66 2,66 g O/g C in II 1,33 g O/g C in I 2 1 =

La Teoria Atomica di Dalton I Postulati 1. Tutta la materia è costituita da atomi. 2. Gli atomi di un elemento non possono essere convertiti negli atomi di un altro elemento. 3. Gli atomi di un elemento sono identici nella massa e nelle altre proprietà e sono diversi dagli atomi di ogni altro elemento. 4. I composti sono formati dalla combinazione chimica di uno specifico rapporto di atomi di differenti elementi.

La Teoria Atomica di Dalton spiegazione delle leggi di massa spiegazione delle leggi di massa Conservazione della massa Gli atomi non possono essere nè creati , nè distrutti. postulato 1 o convertiti in altri tipi di atomi. postulato 2 Poichè ogni atomo ha una massa fissa, postulato 3 Durante una reazione chimica gli atomi si combinano in differenti modi l’uno con l’altro e quindi non c’è variazione della massa totale.

La Teoria Atomica di Dalton spiegazione delle leggi di massa Composizione definita Gli atomi si combinano in un composto in rapporti specifici postulato 3 e ogni atomo ha una specifica massa. postulato 4 Perciò ogni elemento costituisce una frazione fissa della massa totale in un composto.

La Teoria Atomica di Dalton spiegazione delle leggi di massa Proporzioni multiple Gli atomi di uno stesso elemento hanno la stessa massa postulato 3 E gli atomi sono indivisibili. postulato 1 Perciò quando si combinano differenti numeri di atomi in diversi composti, il loro rapporto dovrà essere quello di piccoli numeri interi.

Esperimenti per determinare le proprietà dei raggi catodici Figura 2.5 Esperimenti per determinare le proprietà dei raggi catodici

Esperimenti per determinare le proprietà dei raggi catodici CONCLUSIONE OSSERVAZIONE 1. Il raggio devia in presenza di un campo magnetico. 2. In presenza di un campo elettrico esterno, il raggio devia verso la placca positiva. Consiste di particelle cariche. Consiste di particelle negative. 3. Il raggio è identico per ogni catodo. Le particelle fanno parte di tutta la materia

Esperimento della goccia d’olio di Millikan per misurare la carica dell’elettrone. Figura 2.6

determinata da J.J. Thomson e altri Millikan usò le sue scoperte anche per calcolare la massa di un elettrone. determinata da J.J. Thomson e altri massa dell’ elettrone = massa carica X = (-5,686x10-12 kg/C) X (-1,602x10-19C) = 9,109x10-31kg = 9,109x10-28g

Figura 2.7 Esperimento di Rutherford di diffusione delle particelle a e scoperta del nucleo atomico.

Simboli atomici, Isotopi, Numeri X Il simbolo dell’atomo o isotopo Z X = simbolo atomico dell’elemento A = numero di massa; A = Z + N Z = numero atomico (il numero dei protoni nel nucleo) N = numero dei neutroni nel nucleo Isotopo = atomi di un elemento con lo stesso numero di protoni ma con un numero differente di neutroni

Un moderno riesame della teoria atomica 1. Tutta la materia è costituita da atomi. L’atomo è la particella più piccola che identifica univocamente un elemento. 2. Gli atomi di un elemento non possono trasformarsi negli atomi di un altro elemento in una reazione chimica. Elementi possono essere convertiti in altri elementi solo in una reazione nucleare. 3. Tutti gli atomi di un elemento hanno lo stesso numero di protoni e di elettroni che determina il comportamento chimico dell’elemento. Gli isotopi di un elemento differiscono nel numero di neutroni, dunque nel numero di massa. Un campione di un elemento viene considerato come se tutti I suoi atomi avessero una massa media. 4. I composti sono formati dalla combinazione chimica di due o più elementi in rapporti specifici.

La tavola periodica moderna Figura 2.10

Metalli , metalloidi e non metalli Figura 2.11 Metalli , metalloidi e non metalli Cadmium Copper Lead Chromium Bismuth Arsenic Chlorine Silicon Antimony Bromine Sulfur Iodine Carbon (graphite) Boron Tellurium

Fattori che influenzano la forza del legame ionico Figura 2.13 Fattori che influenzano la forza del legame ionico

La relazione tra ioni formati e il gas nobile più vicino. Figura 2.14 La relazione tra ioni formati e il gas nobile più vicino.