ELEMENTI DI CHIMICA CLASSI SECONDE

CHIMICA … una AL di troppo! ALCHIMIA dall’arabo al-kīmiyā’ “(arte della) pietra filosofale” Arte, nata nell’ambiente ellenistico dell’Egitto nel 1° secolo d. C., che si proponeva la manipolazione e trasformazione dei metalli, e in particolare la loro possibile trasmutazione in oro o in rimedi per il prolungamento della vita. Questa arte è stata coltivata durante tutto il medioevo e l’inizio dell’età moderna, fino al secolo 17°. CHIMICA … una AL di troppo! Scienza che studia le proprietà, la composizione, la struttura e il modo di trasformarsi della materia.

La chimica studia le trasformazioni della materia … Con il termine materia, si indica genericamente qualsiasi cosa che abbia massa e che occupi spazio. Alcune trasformazioni cambiano solo lo stato fisico o la forma della materia: FENOMENI FISICI Altre trasformazioni modificano completamente la materia: FENOMENI CHIMICI

FORME DIVERSE DI MATERIA CHE COSA SI NASCONDE NELLA STRUTTURA DELLA MATERIA?

SPEZZIAMO LA MATERIA … Posso spezzarlo piccolissimo ma è sempre ferro.. Cosa si nasconde dentro?

E SE FOSSIMO COMPOSTI DA PARTICELLE INVISIBILI E INDIVISIBILI? UNA NUOVA TEORIA Au K E SE FOSSIMO COMPOSTI DA PARTICELLE INVISIBILI E INDIVISIBILI? H C O Democrito 400 a.C. ATOMO = INDIVISIBILE Na L’atomo è la parte più piccola di ogni cosa. Ogni atomo ha un simbolo perché è associato ad un elemento.

LA TEORIA ATOMICA DELLA MATERIA

Ma che cosa è un elemento? dal latino elementum «principio, rudimento, lettera dell’alfabeto» Si dicono elementi le sostanze semplici di cui sono formati i corpi. Nella concezione del filosofo greco Empedocle e degli antichi naturalisti, gli elementi, intesi come i principi da cui tutte le cose derivano, erano quattro In chimica un elemento è una sostanza pura in cui tutti gli atomi costituenti, presi singolarmente, hanno caratteristiche uguali. Es. ossigeno, ferro (NO acqua)

DOVE TROVO TUTTI GLI ELEMENTI E QUANTI SONO? NE ESISTONO 92 NATURALI PER ORA, GLI ALTRI SONO ARTIFICIALI (118) OGNI ELEMENTO HA UN PROPRIO NOME E UN PROPRIO SIMBOLO (una o due lettere, di cui la prima sempre maiuscola)

COME E QUANTI SONO QUESTI ATOMI? Ogni elemento è formato da miliardi di atomi tutti uguali tra loro! Gli atomi di uno stesso elemento sono tutti uguali! H H H H Gli atomi di elementi diversi sono diversi tra loro! Esistono tanti tipi di atomi quanti elementi !

E SE UN MATERIALE NON È UN ELEMENTO ALLORA? SE OSSERVIAMO ATTORNO A NOI LA MAGGIOR PARTE DEGLI OGGETTI E DEGLI ESSERI VIVENTI È FORMATO DA PIÙ ELEMENTI, E NON DA UNA SOSTANZA UNICA … NON SONO ELEMENTI MA SONO COMPOSTI !!!!

ATOMO VS MOLECOLA ELEMENTO VS COMPOSTO composto : messo insieme, risultante dall’unione di più elementi Sono circa 8 milioni i composti esistenti in natura. Un composto è formato da più elementi ed ogni elemento è associato ad un atomo. Un composto quindi è formato da atomi legati tra loro detti MOLECOLA. MOLECOLA DI ACQUA Formata da 3 atomi: 2 idrogeno H 1 ossigeno O Si legge “acca-due-o” Si scrive H2O

QUINDI … LE MOLECOLE Cl Ad esempio … è formato da 2 elementi! Na IL SALE NON E’ UN ELEMENTO IL SALE E’ UN COMPOSTO: HA 2 ELEMENTI, SODIO E CLORO Se prendo solo l’atomo Na o l’atomo Cl non hanno le caratteristiche del sale Per avere ancora intatte le caratteristiche del sale devo tenere vicini questi elementi MOLECOLA

SPEZZIAMO IL SALE Na Cl Se manteniamo legati gli atomi, cioè prendiamo la molecola allora si mantengono le stesse caratteristiche del sale. forma proprietà di scioglimento nell’acqua sapore Ogni composto è formato da miliardi di molecole uguali tra loro.

DA CHE COSA è FORMATO UN ATOMO? Gli atomi sono i mattoni di tutta la materia: formano gli elementi e uniti insieme formano i composti. Si pensava fosse indivisibile, ma al suo interno contiene: PROTONI carichi positivamente formano il nucleo insieme ai NEUTRONI scarichi Attorno al nucleo ruotano gli ELETTRONI carichi negativamente. Il numero dei protoni è sempre uguale a quello degli elettroni, quindi nel complesso l’atomo è NEUTRO. Si è scoperto che in realtà anche i protoni e neutroni sono formati, a loro volta, da mattoncini detti QUARK.

AL MICROSCOPIO GOCCIA DI ACQUA MOLECOLA DI ACQUA ATOMO DI IDROGENO CON PROTONI, NEUTRONI ED ELETTRONI QUARK CHE FORMANO PROTONI E NEUTRONI UN QUARK POTREBBE A SUA VOLTA CONTENERE PREONI???

NUMERO ATOMICO E NUMERO DI MASSA Il NUMERO ATOMICO rappresenta il numero di protoni o di elettroni presenti in un atomo. Ogni elemento naturale (sono 92) ha un diverso numero atomico che va da 1 a 92! La somma del numero dei protoni e del numero di neutroni è detta NUMERO DI MASSA ed è importante perché stabilisce le caratteristiche fisiche di un elemento.

Ogni particella che forma l’atomo, seppur piccola, ha una sua massa QUANTO PESA UN ATOMO? Unità di misura = u.m.a. = unità di massa atomica = 1/12 della massa atomica dell’isotopo 12 del carbonio che ha massa atomica = 12 Ogni particella che forma l’atomo, seppur piccola, ha una sua massa La SOMMA delle masse di protoni, neutroni ed elettroni viene detta MASSA ATOMICA, cioè massa dell’atomo Si potrebbe calcolare anche il PESO ATOMICO, che è la SOMMA dei pesi di protoni, neutroni ed elettroni di un atomo.

CHE COS’È UN ISOTOPO? Ogni elemento è caratterizzato da un numero atomico (numero protoni o elettroni) Il numero di massa (protoni + neutroni) può cambiare, cioè può cambiare il numero di neutroni di un atomo L’atomo, anche se ha un numero diverso di neutroni, è sempre dello stesso tipo cioè determina lo stesso elemento di partenza ma con un aspetto diverso Un ISOTOPO è quindi un atomo dello stesso elemento di partenza ma con un numero di neutroni diverso (numero di massa)

CHE COS’È UN ISOTOPO? Un isotopo e un elemento hanno lo stesso comportamento chimico, ma diverse caratteristiche dal punto di vista fisico. Ogni elemento ha diversi isotopi (ad esempio l’idrogeno H ne ha 3: il prozio con 0 neutroni, il deuterio con 1 neutrone e il trizio con 3 neutroni).

ELETTRONI E STRATI ELETTRONICI Gli ELETTRONI ruotano attorno al nucleo su diverse orbite ellittiche dette STRATI ELETTRONICI. Ogni orbita ellittica può contenere un massimo di elettroni: il PRIMO strato al massimo 2 il SECONDO strato al massimo 8 il TERZO strato al massimo 8 …

COME SI DISPONGONO GLI ELETTRONI? ESEMPIO: LO ZOLFO (S) NUMERO ATOMICO 16 cioè … ha 16 protoni e 16 elettroni COME SI DISPONGONO GLI ELETTRONI? 2 nel primo livello 8 nel secondo 6 nel terzo

COME HANNO CREATO LA TAVOLA PERIODICA? 1869 DIMITRIJ IVANOVIC MENDELEEV Nacque in Siberia nel 1834, ultimo di 14 figli. La madre, intuendo la sua grande intelligenza, percorse a piedi e con mezzi di fortuna più di 1500 km fino a San Pietroburgo, per iscriverlo all’università. Dieci giorni dopo morì e le ultime parole che rivolse al figlio furono: “Persevera con il lavoro e non con i discorsi. Cerca pazientemente la verità divina e quella scientifica.” Si dice che Mendeleev ha ideato la tavola periodica sognando di fare un solitario.

COME È FATTA LA TAVOLA PERIODICA? 7 righe orizzontali = PERIODI 8 colonne verticali = GRUPPI a cui si aggiunge il gruppo degli elementi di transizione Gli elementi dello stesso GRUPPO hanno lo stesso numero di elettroni nell’orbita esterna Al tempo 38 caselle erano vuote Ogni elemento contiene nome, simbolo, numero atomico e peso atomico

COME È FATTA LA TAVOLA PERIODICA? Ci sono i METALLI, di vari tipologie Ci sono i NON METALLI Ci sono i GAS NOBILI i METALLI sono solidi tranne il mercurio, sono lucidi, hanno un punto di fusione/ebollizione alto, sono duttili e malleabili e sono buoni conduttori di calore ed elettricità i NON METALLI sono quasi tutti gassosi (idrogeno, azoto …), solo alcuni solidi (carbonio, zolfo …) e uno solo liquido (bromo), sono opachi, non sono malleabili, hanno un punto di fusione/ebollizione basso e sono cattivi conduttori di calore ed elettricità GAS NOBILI detti così perché sono gassosi hanno legami soltanto tra di loro