LA MATERIA E’ TUTTO CIO’ CHE POSSIEDE MASSA, OCCUPA SPAZIO E POSSIEDE ENERGIA Secondo la teoria atomica la materia è costituita da piccole particelle dette.

Presentazione sul tema: "LA MATERIA E’ TUTTO CIO’ CHE POSSIEDE MASSA, OCCUPA SPAZIO E POSSIEDE ENERGIA Secondo la teoria atomica la materia è costituita da piccole particelle dette."— Transcript della presentazione:

1 LA MATERIA E’ TUTTO CIO’ CHE POSSIEDE MASSA, OCCUPA SPAZIO E POSSIEDE ENERGIA Secondo la teoria atomica la materia è costituita da piccole particelle dette atomi i quali, eventualmente combinati tra di loro, costituiscono le sostanze di cui la materia stessa è costituita. Si conoscono piu’ di cento specie di atomi. Gli atomi sono, per convenzione, le unità costituenti le sostanze Le sostanze possono essere costituite da atomi di una sola specie atomica (sostanze elementari) oppure da atomi di specie diverse (sostanze composte o composti) Le sostanze elementari possono essere formate – da singoli atomi – da molecole discrete – da un insieme continuo di atomi si presenta in uno dei 3 stati fisici

2 Miscele omogenee

3 SOSTANZA PURA Sistema omogeneo contenente particelle costituenti dello stesso tipo ovvero di tipi diversi ma in proporzione fissa e costante. Quali sono le “particelle costituenti”? Atomi Molecole (aggregati discreti di atomi in proporzione definita, tenuti insieme da legami chimici) Ioni (atomi o molecole dotati di carica elettrica positiva o negativa) Sostanze elementari: sostanze costituite da atomi dello stesso “tipo” (dello stesso elemento) Sostanze composte o composti: sostanze costituite da atomi di “tipo” diverso (di elementi diversi)

4 MAPPA RIASSUNTIVA

5 Le trasformazioni della materia Reazioni chimiche REAGENTI PRODOTTI prima dopo Che cosa studia la chimica

6 Le reazioni chimiche sono TRASFORMAZIONI della materia (formazione di materiali con proprietà diverse) associate a modifiche energetiche. L a materia non si crea, non si distrugge, si trasforma

7 I vari tipi di reazione sono Le reazioni di sintesi producono un solo composto a partire da due o più reagenti e sono del tipo: A + B  C 2Cu + O 2 2CuO

8 Le reazioni di decomposizione si verificano quando un solo reagente si decompone originando due o più prodotti e sono del tipo: AB  A + B Le reazioni di scambio o di spostamento verificano quando un elemento libero (più reattivo) va a sostituire uno degli elementi presenti nel composto, e sono del tipo: A + BC  AC + B

9 Le reazioni di doppio scambio Nelle reazioni di doppio scambio i composti si scambiano elementi, e sono del tipo:AB + CD  AD + CB

10 Gli elementi Gli elementi biatomici sono in tutto: O 2 ; N 2 ; H 2 ; F 2 ; Cl 2 ; I 2 ; Br 2 I gas nobili, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, sono gli elementi costituiti da atomi isolati Tutti gli altri elementi, tutti i metalli e i non metalli solidi si indicano solo con il loro simboli ma si intende che essi hanno sempre gli atomi aggregati in numero enorme variabile al variare delle dimensioni del campione

11 Gli elementi Gli elementi sono sostanze pure costituite da atomi aventi tutti lo stesso numero di protoni (numero atomico), ma numero di neutroni (e dunque numero di massa) potenzialmente variabile entro certi limiti. Le quantità percentuali che si riscontrano per ciascun isotopo in un elemento ne costituiscono la composizione isotopica. Sono noti ad oggi 112 elementi, 90 dei quali naturalmente presenti sulla terra in quantità significative, gli altri artificiali

12 % in massa degli elementi sulla terra % in massa degli elementi presenti nel corpo umano Tabella sulle quantità relative degli elementi presenti nella biosfera, litosfera, idrosfera e atmosfera espresse come numero di atomi su 100 atomi. litosfera, idrosfera atmosfera

13 E’ una sostanza formata a livello microscopico da due o più elementi che sono chimicamente combinati. Un composto non è semplicemente una mescolanza di elementi; Gli atomi sono legati da legami chimici, con formazione di un aggregato stabile (una nuova sostanza). Esempi : acqua, ammoniaca, etanolo. Un composto Il rapporto in massa tra gli elementi in un composto è fisso. L’ammoniaca, NH 3, ha un rapporto di massa fisso di 14 parti di azoto per 3 parti di idrogeno. L’acqua, H 2 O, ha un rapporto di massa fisso di 16 parti di Ossigeno per 2 parti di idrogeno. L’etanolo, C 2 H 5 OH, ha un rapporto di massa fisso di 24 parti di Carbonio, 6 di Idrogeno e 16 di Ossigeno. N.B. Non importa quanto composto si analizza, 1 singola molecola, 1 grammo o 1 tonnellata!

14 Distinzione tra Miscele e Composti Una miscela è un insieme di due o più elementi e/o composti che sono solo fisicamente interconnessi. I componenti non sono chimicamente legati (interazioni deboli). Il rapporto di massa dei composti può variare ampiamente. Una miscela conserva molte delle proprietà dei suoi componenti. Esempio: Una miscela di sale e acqua può avere qualsiasi arbitraria proporzione dei due componenti.

15 Leggi quantitative di base della chimica: Conservazione delle masse (Lavoiser) Conservazione delle masse (Lavoiser) Proporzioni definite (Proust) Proporzioni definite (Proust) Proporzioni multiple (Dalton) Proporzioni multiple (Dalton) Legge dei volumi di combinazione (Gay Lussac) Legge dei volumi di combinazione (Gay Lussac) Legge di Avogadro Legge di Avogadro Lavoisier Proust Avogadro Gay Lussac Dalton

16 Legge di conservazione delle masse Durante una trasformazione chimica ordinaria non vi è guadagno né perdita apprezzabile di massa Antoine Laurent Lavoiser (1743-1793)

17 Legge delle proporzioni definite Legge delle proporzioni definite Indipendentemente dall’origine di un composto, la % in massa di ciascuno degli elementi costituenti è sempre la stessa. La % in massa di un elemento è la percentuale sulla massa totale di una certa quantità di un composto dovuta a quell’elemento. Esempio : Considerare un campione di 20.0 g di calcio carbonato: Quando gli elementi si combinano per formare composti, essi lo fanno secondo proporzioni in peso definite. J.L. Proust Esempio : reazioni tra diverse quantità di S e Fe

18 Carbonio + Ossigeno Anidride carbonica Carbonio Grammi 15.00 + Ossigeno Grammi 32.00 Anidride carbonica Grammi 44.00 + Carbonio residuo Grammi 3.00

19 Quando due elementi si combinano per formare più di un composto, il loro rapporto in peso in un composto diviso per il rapporto in peso in uno qualsiasi degli altri composti, è dato da una frazione espressa da numeri interi semplici. Legge delle proporzioni multiple: John Dalton

20 Legge dei volumi di combinazione Tra il 1804 e il 1808 il chimico francese Joseph Louis Gay-Lussac formulava la LEGGE DEI VOLUMI DI COMBINAZIONE Quando due sostanze gassose reagiscono tra loro per formare nuove sostanze, anche esse gassose, i volumi dei gas reagenti e di quelli prodotti stanno tra loro in rapporti espressi da numeri interi e semplici 1 litro di H + 1 litro di Cl → 1 litro di HCl, quindi: 1 atomo di H + 1 atomo di Cl → 1 molecola di HCl Fu nel 1811 che l’italiano Amedeo Avogadro trovò la soluzione introducendo il concetto di molecola : Problema: Dovrebbe accadere che:

21 Il concetto di molecola la particella più piccola di una sostanza capace di un esistenza indipendente Volumi uguali di gas diversi, nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, contengono lo stesso numero di molecole Amedeo Avogadro

22 Ipotesi di Berzelius Berzelius, chimico svedese dell’epoca, concluse allora che volumi uguali di gas diversi, nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, contenevano lo stesso numero di atomi Il peso atomico di un dato gas poteva quindi essere determinato confrontando il suo peso con quello di un ugual volume di idrogeno

23