MATERIA Tutto ciò che possiede massa e occupa spazio Massa Grandezza fisica fondamentale Esprime la quantità di materia contenuta in un corpo Unità di massa: 1 Kg Peso Dipende dalla forza di gravità Peso = massa x accelerazione di gravità

Materia Tutto ciò che possiede massa e occupa spazio Elemento Sostanza costituita da un’unica specie di atomi. Atomo La più piccola particella di un elemento Composto Una sostanza composta da due o più elementi uniti mediante legami chimici secondo proporzioni definite PROTONI: carica +, m = 1,673 x g NEUTRONI: carica 0, m = 1,675 x g ELETTRONI: carica -, m = x g MOLECOLE: carica neutra (H 2 O, CO 2 ) IONI : Cationi, carica +(Na + ) Anioni, carica - (Cl - )

Protoni (p) e neutroni (n) compongono il nucleo dell’atomo Gli elettroni (e - ) sono distribuiti intorno al nucleo e sono in continuo movimento n° protoni = n° elettroni, quindi la carica netta dell’atomo è neutra m = spazio occupato da e m = diametro del nucleo Per ciascun atomo (elemento) possiamo definire: n° atomico (Z) = n° protoni ( Z E) n° massa (A) = n° protoni + n° neutroni ( A E) Isotopi elementi con stesso Z, e quindi con stesso n° di e -, ma con diverso A

MOLE Unità utilizzata in chimica per rappresentare quantitativamente grandi numeri di atomi, ioni e molecole E’ la quantità in grammi corrispondente alla massa Una mole di molecole contiene un numero di Avogadro (N= 6,023x10 23 ) di molecole PESO ATOMICO Rapporto tra la massa dell’atomo e 1/12 della massa dell’atomo di Carbonio PESO MOLECOLARE Somma dei singoli pesi atomici degli atomi che costituiscono la molecola grammi di sostanza = numero di moli x peso molecolare

Gli elettroni si dispongono intorno al nucleo occupando delle regioni dello spazio denominate orbitali Orbitale: regione dello spazio in cui è più probabile trovare l’elettrone Ogni orbitale corrisponde ad un livello energetico Gli elettroni tendono a disporsi intorno al nucleo occupando l’orbitale a minor contenuto energetico Il numero quantico principale n identifica i livelli energetici Es.: idrogeno, n° e - = 1 n =1 Elementi con n° e - >1 occupano livelli energetici diversi n=1 Energia crescente n=2 n=3 n=4

Ogni livello energetico n è a sua volta costituito da sottolivelli che differiscono tra loro per forma ed arrangiamento spaziale I sottolivelli vengono identificati dal n° quantico azimutale l e contengono orbitali di tipo s, p, d, f Ciascun orbitale può contenere al massimo 2 elettroni 2 elettroni nello stesso orbitale ruotano in senso opposto Configurazione elettronica: disposizione degli elettroni negli orbitali

energia 1s 2s 3s 4s 2p 3p 3d dopo Z= 20; 1s>2s>2p>3s>3p>4s>3d>4p>5s>4d>5p>6s>4f>5d>6p Energia relativa di strati, sottostrati e orbitali in un atomo multielettronico 1 quadratino può corrispondere al massimo a 2 elettroni Aggiungere elettroni, cioè > Z, di seguito negli orbitali; non superare 2 elettroni ad orbitale Se ci sono più orbitali in un sottostrato, aggiungere elettroni a spin parallelo ai vari orbitali del sottostrato, prima di appaiare 2 elettroni Principio dell’energia minima totale

Gli elettroni collocati nell’orbitale più esterno sono quelli che partecipano ai legami chimici Nella formazione dei legami gli atomi tendono a raggiungere la configurazione energeticamente più stabile, ossia quella corrispondente al contenuto di energia più basso La configurazione più stabile (a minor contenuto energetico) corrisponde alla presenza di 8 elettroni sull’orbitale esterno (ottetto) Gli atomi che non hanno 8 elettroni sull’orbitale esterno possono perderli, acquistarli o scambiarli per raggiungere l’ottetto Le proprietà chimiche degli elementi sono determinate dagli elettroni esterni (elettroni di valenza)

Gli elementi sono stati ordinati secondo il n° atomico e disposti in una tavola periodica dalla quale si possono ricavare tutte le proprietà Periodi: righe orizzontali, contengono una successione di elementi a n° atomico Z crescente con proprietà chimiche che cambiano periodicamente Gruppi: colonne, contengono elementi che hanno gli elettroni esterni nello stesso livello energetico e con proprietà chimiche simili

Gruppi (stessa configurazione elettronica esterna) Periodi (n° atomico crescente)

Gli elettroni esterni determinano le proprietà chimiche dell’atomo n=1 H (Z=1) 1s He (Z=2) 1s 2 n=2 Li (Z=3) 1s 2 2s Be (Z=4) 1s 2 2s 2 B (Z=5) 1s 2 2s 2 2p C (Z=6) 1s 2 2s 2 2p 2 N (Z=7) 1s 2 2s 2 2p 3 O (Z=8) 1s 2 2s 2 2p 4 F (Z=9) 1s 2 2s 2 2p 5 Ne (Z=10) 1s 2 2s 2 2p 6 n=3 Na (Z=11) 1s 2 2s 2 2p 6 3s Mg (Z=12) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 Al (Z=13) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p Si (Z=14) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 P (Z=15) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 S (Z=16) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 Cl (Z=17) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 Ar (Z=18) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 n=4 K (Z=19) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s Ca (Z=20) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 Le struttura elettronica esterna si ripete periodicamente ; le proprietà chimiche -determinate dalla struttura elettronica esterna- seguono la stessa periodicità odyssey 9, 10

Gruppo IAVI AVII AVIII A Li Na O2O2 F2F2 Ne Gli elementi dello stesso gruppo hanno la stessa configurazione elettronica esterna e proprietà chimiche simili Gruppi IA-IIIA: metalli Gruppi IVA-VIA: proprietà non metalliche crescenti Gruppo VIIA: non metalli, alogeni Gruppo VIIIA: gas nobili, inerti