23 – agosto - 2010 Esercitazione di Chimica pre post

COSTITUZIONE DELLA MATERIA E STRUTTURA DELL’ATOMO 1. Indica quale di queste affermazioni relative alle proprietà periodiche è corretta: a) l’affinità elettronica aumenta scendendo lungo un gruppo mentre l’energia di prima ionizzazione diminuisce b) l’affinità elettronica diminuisce scendendo lungo un gruppo e l’energia di prima ionizzazione diminuisce lungo il periodo c) l’affinità elettronica diminuisce scendendo lungo un gruppo mentre il raggio atomico aumenta d) il raggio atomico aumenta lungo un periodo mentre l’elettronegatività diminuisce e) l’energia di prima ionizzazione diminuisce lungo un periodo mentre l’affinità elettronica aumenta.

C COSTITUZIONE DELLA MATERIA E STRUTTURA DELL’ATOMO Energia di prima ionizzazione Elettronegatività Il raggio atomico Affinità elettronica C

2. “I” e “F” COSTITUZIONE DELLA MATERIA E STRUTTURA DELL’ATOMO a. sono elementi di transizione b. si trovano nel settimo gruppo c. sono metalli alcalino-terrosi d. sono gas nobili e. hanno bassa elettronegatività

COSTITUZIONE DELLA MATERIA E STRUTTURA DELL’ATOMO B

3. La configurazione elettronica del Fe (Z=26) è: COSTITUZIONE DELLA MATERIA E STRUTTURA DELL’ATOMO 3. La configurazione elettronica del Fe (Z=26) è: a. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 b. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 c. 1s2 2s2 2p6 3s2 4d10 d. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p6 e. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2

B 6 s p d f 5 s p d f 4 s p d f 3 s p d 2 s p 1 s E Fe Z=26 COSTITUZIONE DELLA MATERIA E STRUTTURA DELL’ATOMO 6 s p d f E Fe Z=26 5 s p d f 4 s p d f 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 3 s p d B 2 s p 1 s

4. Indicare la nomenclatura tradizionale dei seguenti composti: CuSO3 e Fe(OH)3 a. solfito rameico e idrossido ferrico b. triossosolfato di rame (II) e triidrossido di ferro (III) c. solfito rameico e ossido di ferro d. solfito rameoso e idrossido ferroso e. nessuna delle precedenti

Nomenclatura tradizionale: Prevede l’uso di prefissi e suffissi, in base al numero di ossidazione dei vari elementi - OSO numero di ossidazione più basso - ICO numero di ossidazione più alto Nomenclatura ufficiale (o IUPAC): Si indica il numero di atomi di ogni elemento presenti all’interno del composto, tramite prefissi di origine greca; quando è presente un solo atomo di un elemento non si utilizza alcun prefisso In alcuni casi il numero di ossidazione viene indicato tra parentesi a fianco del nome del composto Alcuni nomi tradizionali, radicati nell’uso comune, quali acqua (H2O), ammoniaca (NH3) o metano (CH4), sono stati accettati come internazionalmente validi

A CuSO3 Fe(OH)3 NOMENCLATURA Cu: +1; +2 S: -2; +2; +4; +6 solfito rameico +2 -2 A -1 Fe: +2; +3 OH: idrossido Fe(OH)3 +3 idrossido ferrico +1 -2

LEGAMI 5. Indicare quale delle seguenti affermazioni riguardanti la molecola di acido carbonico (H2CO3) è vera: a. il C è ibridato sp3 b. in acqua libera ioni ossidrile c. presenta un legame doppio e due singoli d. è un acido monoprotico e. presenta legami covalenti omopolari

LEGAMI O OH C L’acido carbonico è un acido diprotico, ovvero possiede 2 ioni H+ , in acqua non libera ioni ossidrile (OH-). il Carbonio in questa molecola è ibridato sp2 i legami presenti in questa molecola sono covalenti eteropolari, perché esiste una differenza di elettronegatività tra il carbonio e l’ossigeno, si crea così un momento dipolare. C

sp3 1: promozione LEGAMI-ibridazione 1s 2s 2p 2p 2s 1s è richiesta la somministrazione di energia all’atomo stato eccitato ma questo non basta!

LEGAMI-ibridazione così i legami che si formerebbero non sarebbero equivalenti, perché l’atomo dovrebbe utilizzare orbitali diversi per forma ed energia E 2: ibridazione formazione di 4 orbitali ibridi isoenergetici sp3 1s2

LEGAMI-ibridazione gli orbitali ibridi presentano 2 lobi, diversi per dimensione, quelli piccoli diretti verso il centro del tetraedro

sp2 LEGAMI-ibridazione Atomo configurazione fondamentale Atomo configurazione eccitata 1s 2pz sp2 Atomo ibridato

LEGAMI-ibridazione sp2

sp LEGAMI-ibridazione atomo configurazione fondamentale atomo configurazione eccitata 1s 2p sp atomo ibridizzato

LEGAMI-ibridazione sp

6. Che tipo di legame si instaura tra più molecole d’acqua? LEGAMI 6. Che tipo di legame si instaura tra più molecole d’acqua? a. legame dativo b. legame covalente omopolare c. forze di Van der Waals d. legame idrogeno e. nessuna delle precedenti

LEGAMI Il legame covalente si forma tra 2 atomi con differenza di elettronegatività inferiore a 1,7, ed è dato dalla condivisione di una coppia di elettroni -omopolare: differenza elettronegatività tra 0 e 0,4 -eteropolare: differenza elettronegatività tra 0,4 e 1,7 (es. acqua) Il legame ionico si forma tra 2 atomi con differenza di elettronegatività maggiore di 1,7: trasferimento di uno o più elettroni di valenza dall’atomo meno elettronegativo a quello più elettronegativo. Nel legame dativo la coppia di elettroni è fornita da un solo atomo. Il legame idrogeno, è un legame molecolare, si instaura tra un atomo molto elettronegativo (F, N, O) e l’idrogeno Le forze di Van der Waals sono deboli interazioni intermolecolari che si instaurano tra molecole con momenti dipolari

D LEGAMI legame idrogeno forze di Van der Waals O O legame covalente omopolare

7. Osservare la seguente reazione e indicare la risposta corretta: OSSIDORIDUZIONI 7. Osservare la seguente reazione e indicare la risposta corretta: HNO3 + Cu2O → Cu(NO3)2 + NO + H2O a. l’azoto si ossida b. l’azoto prende 3 elettroni c. il rame si riduce d. il rame prende un elettrone e. l’ossigeno cambia numero di ossidazione

OPERA SSIDAZIONE ERDE LETTRONI IDUZIONE CQUISTA OSSIDORIDUZIONI +1 +5 -2 +1 -2 +2 +5 -2 +2 -2 +1 -2 HNO3 + Cu2O → Cu(NO3)2 + NO + H2O -1 OPERA SSIDAZIONE a. l’azoto si ossida ERDE b. l’azoto prende 3 elettroni LETTRONI c. il rame si riduce IDUZIONE d. il rame prende un elettrone CQUISTA e. l’ossigeno cambia numero di ossidazione

PROPRIETA’ COLLIGATIVE 8. La presenza di un soluto in una soluzione determina: a. innalzamento della temperatura di congelamento b. abbassamento della temperatura di ebollizione c. la temperatura di ebollizione rimane uguale d. innalzamento della temperatura di ebollizione e. innalzamento della tensione di vapore della soluzione

PROPRIETA’ COLLIGATIVE L’INTRODUZIONE DI UN SOLUTO FA AUMENTARE IL NUMERO DI PARTICELLE, E QUINDI aumenta la pressione osmotica D aumenta il punto di ebollizione diminuisce il punto gelo diminuisce la tensione di vapore

9. La normalità è definita come: CONCENTRAZIONE 9. La normalità è definita come: moli soluto volume soluzione a. equivalenti soluto volume soluzione b. moli soluto Kg solvente c. grammi soluto grammi soluzione d. X 100 equivalenti soluto volume solvente e.

B CONCENTRAZIONE MOLARITA’ NORMALITA’ MOLALITA’ PERCENTUALE IN PESO moli soluto volume soluzione MOLARITA’ equivalenti soluto volume soluzione NORMALITA’ B moli soluto Kg solvente MOLALITA’ grammi soluto grammi soluzione X 100 PERCENTUALE IN PESO

10. Data la reazione da bilanciare: CONCENTRAZIONE 10. Data la reazione da bilanciare: CH4 + O2 CO2 + H2O si può affermare che: a. da 5 moli di O2 si formano 10 moli di H2O b. da 3 moli di O2 si formano 90 grammi di H2O c. da 2 moli di CH4 si formano 72 grammi di H2O d. da 64 grammi di O2 si formano 18 grammi di H2O e. da 1 mole di CH4 si formano 3 moli di CO2

C CONCENTRAZIONE data la reazione bilanciata: CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O le quantità dei reagenti devono essere uguali a quelle dei prodotti, le moli stanno tra loro come i coefficienti stechiometrici Es: moli CH4 : moli H2O = 1 : 2 Quindi date 2 moli di CH4 ne otteniamo 4 di H2O moli = grammi PM grammi = moli X PM = 4 moli X 18 = 72 g C

CONCENTRAZIONE 11. Calcolare il peso molecolare di solfato di potassio in una soluzione 0,05 M, sapendo che un litro di questa soluzione contiene 8,7 g di soluto a. 17 b. 174 c. 135 d. 0,435 e. 435

K2SO4 B CONCENTRAZIONE moli soluto volume soluzione MOLARITA’ = m = M X V = 0,05 X 1 = 0,05 moli Moli = grammi PM PM = grammi moli = 8,7 0,05 174 B

pH 12. Se si vuole ottenere una soluzione acquosa a pH = 4 partendo da una soluzione acquosa a pH = 2, un litro di quest’ultima va diluito con acqua fino a: a. 100 litri b. 1000 litri c. 10 litri d. 2 litri e. 6 litri

A pH = -log [H3O+ ] H3O+ = 10-pH pH la concentrazione di H3O+ prima della diluizione è 10-2 [H3O+ ] dopo la diluizione è 10-4 moli di H3O+ prima e dopo la diluizione sono uguali M1 V1 = M2V2 V1 = 1 litro; M1 = 10-2; M2 = 10 -4 M1 V1 A V2 = = 100 litri M2

13. Indicare quale tra le seguenti affermazioni è errata: pH 13. Indicare quale tra le seguenti affermazioni è errata: a. un acido secondo Brǿnsted-Lowry è una specie in grado di cedere un protone b. un acido secondo Lewis è una specie in grado di accettare un doppietto elettronico c. l’acido acetico è un acido debole d. il pH di un acido è minore di 7 e. un acido debole in acqua si dissocia totalmente

acido base pH Arrhenius Brǿnsted-Lowry Lewis Specie in grado di cedere uno ione H+ che viene accettato da una base Specie in grado di accettare un doppietto elettronico Specie che in soluzione acquosa libera uno ione H+ base Specie in grado di accettare uno ione H+ ceduto da un acido Specie in grado di donare un doppietto elettronico Specie che in soluzione acquosa libera uno ione OH-

pH CH3COOH CH3COO- + H+ E

14. I catalizzatori: catalizzatori a. non possiedono specificità di azione b. in una reazione reversibile aumenta la velocità della reazione diretta c. diminuiscono l’energia di attivazione d. quelli naturali prendono il nome di “coenzimi” e. sono influenzati solamente dagli attivatori

C CATALIZZATORI IL CATALIZZATORE: partecipa alla reazione ma rimane chimicamente inalterato - agisce in piccole quantità - non altera l’equilibrio della reazione reversibile, diminuisce l’energia di attivazione e rende più facile il raggiungimento dell’equilibrio - possiede specificità di azione - sono sensibili sia ad attivatori che inibitori C

15. Indicare quale tra le seguenti affermazioni circa gli inquinanti atmosferici, le radiazioni e il fumo di sigaretta è corretta: a. riducono l’invecchiamento b. hanno effetti dannosi in gravidanza c. diminuiscono la sintesi dei radicali liberi d. aumentano gli effetti anti ossidanti della vitamine e. alterano la composizione dei lipidi della membrana plasmatica

B

Chimica organica

ESERCIZIO 16 La struttura primaria delle proteine: dipende dalla stabilità dei ponti a idrogeno tra aminoacidi vicini è dovuta a interazioni elettrostatiche, ponti disolfuro e forze di Van der Waals è la sequenza degli aminoacidi che la costituiscono termodinamicamente è la forma con la più bassa energia libera può essere caratterizzata da avvolgimenti ad α-elica o β- foglietto

ESERCIZIO 16 La struttura primaria è formata dalla sequenza specifica degli amminoacidi. La struttura secondaria consiste nella conformazione spaziale delle catene. Essa è dovuta ai legami a idrogeno che si instaurano tra gli aminoacidi. Può essere caratterizzata da avvolgimenti ad α-elica o β-foglietto.

ESERCIZIO 16 La struttura terziaria dal punto di vista della termodinamica è la forma con la più bassa energia libera. Rappresentat la configurazione tridimensionale che la catena polipeptidica assume nell'ambiente in cui si trova. Viene consentita e mantenuta da diversi fattori, come i ponti disolfuro, e le forze di Van der Waals La struttura quaternaria è quella che deriva dall'associazione di due o più unità polipeptidiche.

ESERCIZIO 16 La struttura primaria delle proteine: dipende dalla stabilità dei ponti a idrogeno tra aminoacidi vicini è dovuta a interazioni elettrostatiche, ponti disolfuro e forze di Van der Waals è la sequenza degli aminoacidi che la costituiscono termodinamicamente è la forma con la più bassa energia libera può essere caratterizzata da avvolgimenti ad α-elica o β- foglietto

ESERCIZIO 17 Dai il nome IUPAC al seguente composto: 1-pentin-2-olo 1-penten-2-olo-3-metile 3-metil-1-penten-2-olo 3-etil-1-buten-2-olo 3-metil-1-pentan-2-olo

REGOLE DI NOMENCLATURA Determinare la catena principale. La catena principale è quella che contiene il maggior numero di gruppi funzionali principali. Per alcheni e alchini, come negli alcani, la catena principale è quella più lunga.

REGOLE DI NOMENCLATURA Numerare la catena principale ed assegnarle un nome. La catena va numerata a cominciare dal lato che assegna il numero più basso agli eventuali doppi legami presenti. Se non sono presenti doppi legami, essa viene numerat in modo da assegnare il numero più basso al primo gruppo sostituente principale. 1 C………….met- 5 C………….pent- 2 C...………..et- 6 C………….es- 3 C………….prop- 7 C………….ept- 4 C………….but- ………………….. Prefissi della catena principale Infissi della catena principale Tutti legami singoli…………..-an- Presenza di doppi legami…..-en- Presenza di tripli legami…… -in-

REGOLE DI NOMENCLATURA Assegnare il nome e il numero d’ordine ad ogni sostituente. Sostituenti principali: Gruppo alcolico………………………...…………..-OH Gruppo carbonilico……………………………….-COH Gruppo carbossilico………………………………-COOH Gruppo amminico………………………………...-NH2 Gruppo metile………………………………….……-CH3 Gruppo etile…………………………………………..-CH2CH3

REGOLE DI NOMENCLATURA Scrivere il nome completo. Il nome della catena principale va scritto per ultimo preceduto dal nome dei sostituenti. Questi vanno elencati in ordine alfabetico, preceduti dal loro numero d'ordine. Il gruppo alcolico viene indicato alla fine del nome, con la desinenza –olo.

ESERCIZIO 17 1-pentin-2-olo Impossible 3-metil-1-pentan-2-olo

ESERCIZIO 17 3-etil-1-buten-2-olo Wrong

ESERCIZIO 17 1-penten-2-olo-3-metile Wrong 3-metil-1-penten-2-olo

ESERCIZIO 17 Dai il nome IUPAC al seguente composto: 1-pentin-2-olo 1-penten-2-olo-3-metile 3-metil-1-penten-2-olo 3-etil-1-buten-2-olo 3-metil-1-pentan-2-olo

ESERCIZIO 18 Quale di queste affermazioni è vera: il Dna è formato da acido didesossiribonucleico, basi azotate e fosfati le basi azotate dell’Rna sono timina, adenina, guanina e citosina il Dna è stato scoperto da Watson e Crick Il ribosio è un pentoso I legami tra le basi che stabilizzano la doppia elica del Dna sono legami covalenti

ESERCIZIO 18 Il Dna è formato da acido desossiribonucleico, basi azotate e fosfati. Le basi azotate dell’Rna sono guanina, citosina, adenina ed uracile. Timina, adenina, guanina e citosina sono le basi azotate del Dna.

ESERCIZIO 18 Il ribosio è un pentoso I legami tra le basi che stabilizzano la doppia elica del Dna sono legami idrogeno Il ribosio è un pentoso

ESERCIZIO 18 Quale di queste affermazioni è vera: il Dna è formato da acido didesossiribonucleico, basi azotate e fosfati le basi azotate dell’Rna sono timina, adenina, guanina e citosina il Dna è stato scoperto da Watson e Crick Il ribosio è un pentoso I legami tra le basi che stabilizzano la doppia elica del Dna sono legami covalenti

ESERCIZIO 19 Un aminoacido presenta come gruppi funzionali: gruppo estere + gruppo carbossilico gruppo ammidico + gruppo chetonico gruppo alcolico + gruppo amminico gruppo amminico + gruppo carbonilico nessuna delle precedenti

ESERCIZIO 19

ESERCIZIO 19 Acido carbossilico Estere

ESERCIZIO 19 OH Gruppo alcolico

ESERCIZIO 19 Aldeide Chetone Gruppo carbonilico

ESERCIZIO 19 Gruppo amminico Gruppo ammidico

ESERCIZIO 19 Un aminoacido presenta come gruppi funzionali: gruppo estere + gruppo carbossilico gruppo ammidico + gruppo chetonico gruppo alcolico + gruppo amminico gruppo amminico + gruppo carbonilico nessuna delle precedenti

ESERCIZIO 20 sono: enantiomeri diastereoisomeri isomeri strutturali sono molecole identiche nessuna delle precedenti

ESERCIZIO 20 Gli isomeri strutturali (o conformazionali) hanno formula bruta identica ma diversa connettività. In altre parole, sono composti aventi la stessa formula molecolare ma diversa formula di struttura. Ciò implica differenti proprietà fisiche e chimiche, dovute ai legami differenti degli elementi che compongono la molecola. Non sono molecole identiche perché disposte nello spazio in modo diverso. C8H16

ESERCIZIO 20 Sono enantiomeri sono isomeri spaziali (stereoisomeri). Essi sono due molecole identiche in tutto ma che sono una l'immagine speculare dell'altra e quindi non sovrapponibili tra loro.

ESERCIZIO 20 I diastereoisomeri sono due stereoisomeri (isomeri spaziali) che non sono l'uno l'immagine speculare dell'altro.

ESERCIZIO 2o sono: enantiomeri dia stereoisomeri isomeri strutturali sono molecole identiche nessuna delle precedenti

ESERCIZIO 21 Quale di queste affermazioni è falsa: I composti aromatici: sono composti planari sono composti ciclici hanno più strutture di risonanza non possono avere atomi di azoto nell’anello hanno i carboni ibridati sp2

ESERCIZIO 21 I composti aromatici, per le regole di Huckel (le regole che li definiscono) devono essere planari, ciclici e devono avere carboni ibridati sp2, e un orbitale p delocalizzato su tutto l’anello; possono dunque avere più forme di risonanza (che ne favoriscono la stabilità).

ESERCIZIO 21 Ci sono composti aromatici con atomi di azoto nell’anello (come la piridina), così come con atomi di ossigeno o di zolfo; si chiamano eterociclici. Cosa importante è che devono avere un doppietto disponibile che continui la risonanza con gli altri elettroni dell’anello.

ESERCIZIO 21 Quale di queste affermazioni è falsa: I composti aromatici: sono composti planari sono composti ciclici hanno più strutture di risonanza non possono avere atomi di azoto nell’anello hanno i carboni ibridati sp2

FINE Tutto è bene quel che finisce.