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CHIMICA
Gli atomi di tutti gli elettroni sono formati da tre particelle fondamentali:
- Elettroni, con carica negativa, indicata da e-
- Protoni, con carica positiva, indicata da p
- Neutroni, privi di carica.
I neutroni ed i protoni sono contenuti nel nucleo, mentre gli elettroni girano intorno al nucleo, nelle orbite.
Il numero atomico (Z) è il numero di protoni nel nucleo ed identifica gli elementi. Si scrive in basso a sinistra del simbolo chimico. Se l'atomo è neutro il numero dei protoni è uguale a quello degli elettroni.
Il numero di massa è uguale alla somma del numero di protoni (Z) e del numero di neutroni (n) contenuti nel nucleo.
Gli elettroni sono sistemati in livelli di energia crescenti; essi sono numerati, dal più basso al più alto.
Ne abbiamo 7 ed essi sono in grado di descrivere la struttura elettronica di tutti gli elementi della tavola periodica.
Il numero massimo di elettroni che i livelli principali di energia possono contenere si ricava dalla seguente relazione:
numero massimo di elettroni = 2n^
dove n sta per il numero del livello energetico.
Ciascun livello di energia è suddiviso in uno o più sottolivelli. Il primo livello di energia è costituito da un solo sottolivello mentre il secondo è formato da due sottolivelli. Il terzo livello è composto da tre sottolivelli e così via. Per descrivere le strutture elettroniche di tutti gli elementi della tavola periodica sono sufficienti i primi quattro sottolivelli, indicati con le lettere s, p, d, f.
Per individuare con precisione i diversi sottolivelli che compongono un livello principale di energia, anteponiamo un numero alla lettera. Per il livello n=1 esiste un solo sottolivello che è indicato con 1s. Per n=2, i due possibili sottolivelli sono 2s e 2p. per n=3, i possibili sottolivelli sono 3s, 3p, 3d e così via.
IL sottolivello s può contenere solo 2 elettroni, il sottolivello p ne può contenere massimo 6, il d massimo 10 e il sottolivello f massimo 14.
I sottolivelli possono anche contenere un numero di elettroni inferiori al massimo previsto. Gli elettroni non iniziano ad occupare un dato sottolivello se prima non sono stati riempiti i sottolivelli a più bassa energia.
Tutti gli elettroni di uno stesso sottolivello hanno uguale energia ed i sottolivelli hanno valori di energia crescenti.
s<p<d<f
La rappresentazione completa dei sottolivelli occupati da tutti gli elettroni in un atomo è chiamata configurazione elettronica.
Ogni atomo, nel suo stato fondamentale, avrà gli elettroni sui sottolivelli a più bassa energia possibile, cioè più vicini al nucleo. Gli elettroni cominciano a disporsi, uno per volta, sul sottolivello a più bassa energia, fino al numero massimo consentito, prima di cominciare a riempire il sottolivello successivo, a più alta energia. Il numero di elettroni di un atomo neutro è uguale al numero atomico dell'elemento.
Sulla tavola periodica gli elementi sono disposti in ordine crescente di numero atomico: il numero1 è l'idrogeno, che possiede un elettrone, il 2 è l'elio che possiede 2 elettroni, il numero 100 è il fermio che ne possiede 100.
L'ordine completo di riempimento dei sottolivelli è il seguente:
1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6d-7p.
- Elettroni, con carica negativa, indicata da e-
- Protoni, con carica positiva, indicata da p
- Neutroni, privi di carica.
I neutroni ed i protoni sono contenuti nel nucleo, mentre gli elettroni girano intorno al nucleo, nelle orbite.
Il numero atomico (Z) è il numero di protoni nel nucleo ed identifica gli elementi. Si scrive in basso a sinistra del simbolo chimico. Se l'atomo è neutro il numero dei protoni è uguale a quello degli elettroni.
Il numero di massa è uguale alla somma del numero di protoni (Z) e del numero di neutroni (n) contenuti nel nucleo.
Gli elettroni sono sistemati in livelli di energia crescenti; essi sono numerati, dal più basso al più alto.
Ne abbiamo 7 ed essi sono in grado di descrivere la struttura elettronica di tutti gli elementi della tavola periodica.
Il numero massimo di elettroni che i livelli principali di energia possono contenere si ricava dalla seguente relazione:
numero massimo di elettroni = 2n^
dove n sta per il numero del livello energetico.
Ciascun livello di energia è suddiviso in uno o più sottolivelli. Il primo livello di energia è costituito da un solo sottolivello mentre il secondo è formato da due sottolivelli. Il terzo livello è composto da tre sottolivelli e così via. Per descrivere le strutture elettroniche di tutti gli elementi della tavola periodica sono sufficienti i primi quattro sottolivelli, indicati con le lettere s, p, d, f.
Per individuare con precisione i diversi sottolivelli che compongono un livello principale di energia, anteponiamo un numero alla lettera. Per il livello n=1 esiste un solo sottolivello che è indicato con 1s. Per n=2, i due possibili sottolivelli sono 2s e 2p. per n=3, i possibili sottolivelli sono 3s, 3p, 3d e così via.
IL sottolivello s può contenere solo 2 elettroni, il sottolivello p ne può contenere massimo 6, il d massimo 10 e il sottolivello f massimo 14.
I sottolivelli possono anche contenere un numero di elettroni inferiori al massimo previsto. Gli elettroni non iniziano ad occupare un dato sottolivello se prima non sono stati riempiti i sottolivelli a più bassa energia.
Tutti gli elettroni di uno stesso sottolivello hanno uguale energia ed i sottolivelli hanno valori di energia crescenti.
s<p<d<f
La rappresentazione completa dei sottolivelli occupati da tutti gli elettroni in un atomo è chiamata configurazione elettronica.
Ogni atomo, nel suo stato fondamentale, avrà gli elettroni sui sottolivelli a più bassa energia possibile, cioè più vicini al nucleo. Gli elettroni cominciano a disporsi, uno per volta, sul sottolivello a più bassa energia, fino al numero massimo consentito, prima di cominciare a riempire il sottolivello successivo, a più alta energia. Il numero di elettroni di un atomo neutro è uguale al numero atomico dell'elemento.
Sulla tavola periodica gli elementi sono disposti in ordine crescente di numero atomico: il numero1 è l'idrogeno, che possiede un elettrone, il 2 è l'elio che possiede 2 elettroni, il numero 100 è il fermio che ne possiede 100.
L'ordine completo di riempimento dei sottolivelli è il seguente:
1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6d-7p.
IL sottolivello s può contenere solo 2 elettroni, il sottolivello p ne può contenere massimo 6, il d massimo 10 e il sottolivello f massimo 14.
I sottolivelli possono anche contenere un numero di elettroni inferiori al massimo previsto. Gli elettroni non iniziano ad occupare un dato sottolivello se prima non sono stati riempiti i sottolivelli a più bassa energia.
Tutti gli elettroni di uno stesso sottolivello hanno uguale energia ed i sottolivelli hanno valori di energia crescenti.
s<p<d<f
La rappresentazione completa dei sottolivelli occupati da tutti gli elettroni in un atomo è chiamata configurazione elettronica.
Ogni atomo, nel suo stato fondamentale, avrà gli elettroni sui sottolivelli a più bassa energia possibile, cioè più vicini al nucleo. Gli elettroni cominciano a disporsi, uno per volta, sul sottolivello a più bassa energia, fino al numero massimo consentito, prima di cominciare a riempire il sottolivello successivo, a più alta energia. Il numero di elettroni di un atomo neutro è uguale al numero atomico dell'elemento.
Sulla tavola periodica gli elementi sono disposti in ordine crescente di numero atomico: il numero1 è l'idrogeno, che possiede un elettrone, il 2 è l'elio che possiede 2 elettroni, il numero 100 è il fermio che ne possiede 100.
L'ordine completo di riempimento dei sottolivelli è il seguente:
1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6d-7p.
I sottolivelli possono anche contenere un numero di elettroni inferiori al massimo previsto. Gli elettroni non iniziano ad occupare un dato sottolivello se prima non sono stati riempiti i sottolivelli a più bassa energia.
Tutti gli elettroni di uno stesso sottolivello hanno uguale energia ed i sottolivelli hanno valori di energia crescenti.
s<p<d<f
La rappresentazione completa dei sottolivelli occupati da tutti gli elettroni in un atomo è chiamata configurazione elettronica.
Ogni atomo, nel suo stato fondamentale, avrà gli elettroni sui sottolivelli a più bassa energia possibile, cioè più vicini al nucleo. Gli elettroni cominciano a disporsi, uno per volta, sul sottolivello a più bassa energia, fino al numero massimo consentito, prima di cominciare a riempire il sottolivello successivo, a più alta energia. Il numero di elettroni di un atomo neutro è uguale al numero atomico dell'elemento.
Sulla tavola periodica gli elementi sono disposti in ordine crescente di numero atomico: il numero1 è l'idrogeno, che possiede un elettrone, il 2 è l'elio che possiede 2 elettroni, il numero 100 è il fermio che ne possiede 100.
L'ordine completo di riempimento dei sottolivelli è il seguente:
1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6d-7p.
I LEGAMI CHIMICI
GLI ELEMENTI PRESENTI IN NATURA SONO 89, MENTERE CI SONO CIRCA 20 MILIONI DI SOSTANZE DIVERSE. TUTTI I CORPI DELL'UNIVERSO ESISTONO PERCHE' QUESTI 89 ATOMI SI AGGREGANO OVVERO SI LEGANO FRA LORO ATTRAVERSO I LEGAMI CHIMICI.
GLI ELEMENTI PRESENTI IN NATURA SONO 89, MENTERE CI SONO CIRCA 20 MILIONI DI SOSTANZE DIVERSE. TUTTI I CORPI DELL'UNIVERSO ESISTONO PERCHE' QUESTI 89 ATOMI SI AGGREGANO OVVERO SI LEGANO FRA LORO ATTRAVERSO I LEGAMI CHIMICI.
IL LEGAME CHIMICO SI FORMA SE GLI ATOMI LEGATI TRA LORO HANNO UN'ENERGIA MINORE DEGLI ATOMI SEPARATI. SE L'ENERGIA POTENZIALE DEI DUE ATOMI DIMINUISCE, I DUE ATOMI SI UNISCONO FORMANDO IL LEGAME CHIMICO. SE INVECE L'ENERGIA AUMENTA, GLI ATOMI NON SI LEGANO TRA LORO.
QUINDI, L'ENERGIA DI LEGAME E' LA QUANTITA' DI ENERGIA CHE SERVE PER ROMPERE I LEGAMI CHE TENGONO UNITI GLI ATOMI DI UNA MOLE DI SOSTANZA.
QUANDO GLI ATOMI SI AVVICINANO PER FORMARE UN LEGAME CHIMICO, SONO COINVOLTI SOLO GLI ELETTRONI PIU' ESTERNI. IL NUCLEO E GLI ALTRI ELETTRONI NON INTERVENGONO E PER QUESTO GLI ELETTRONI PIU' ESTERNI SONO CHIAMATI ELETTRONI DI VALENZA.
NELLA TAVOLA PERIODICA I MEMBRI DEL PRIMO GRUPPO HANNO UN SOLO ELETTRONE DI VALENZA, I MEMBRI DEL GRUPPO II HANNO DUE ELETTRONI DI VALENZA, QUELLI DEL GRUPPO III NE HANNO TRE E COSI' VIA, FINO AL GRUPPO VIII. GLI ELEMENTI DEL GRUPPO VIII, I GAS NOBILI, HANNO OTTO ELETTRONI ESTERNI, FATTA ECCEZIONE PER L'ELIO CHE NE HA SOLO DUE. ALLA STRUTTURA CON OTTO ELETTRONI ESTERNI CORRISPONDE UNA PARTICOLARE STABILITA' E CIO' PORTO' LEWIS A ENUNCIARE LA REGOLA DELL'OTTETTO:
UN ATOMO E' PARTICOLARMENTE STABILE QUANDO HA OTTO ELETTRONI NELLO STRATO DI VALENZA.
QUINDI, L'ENERGIA DI LEGAME E' LA QUANTITA' DI ENERGIA CHE SERVE PER ROMPERE I LEGAMI CHE TENGONO UNITI GLI ATOMI DI UNA MOLE DI SOSTANZA.
QUANDO GLI ATOMI SI AVVICINANO PER FORMARE UN LEGAME CHIMICO, SONO COINVOLTI SOLO GLI ELETTRONI PIU' ESTERNI. IL NUCLEO E GLI ALTRI ELETTRONI NON INTERVENGONO E PER QUESTO GLI ELETTRONI PIU' ESTERNI SONO CHIAMATI ELETTRONI DI VALENZA.
NELLA TAVOLA PERIODICA I MEMBRI DEL PRIMO GRUPPO HANNO UN SOLO ELETTRONE DI VALENZA, I MEMBRI DEL GRUPPO II HANNO DUE ELETTRONI DI VALENZA, QUELLI DEL GRUPPO III NE HANNO TRE E COSI' VIA, FINO AL GRUPPO VIII. GLI ELEMENTI DEL GRUPPO VIII, I GAS NOBILI, HANNO OTTO ELETTRONI ESTERNI, FATTA ECCEZIONE PER L'ELIO CHE NE HA SOLO DUE. ALLA STRUTTURA CON OTTO ELETTRONI ESTERNI CORRISPONDE UNA PARTICOLARE STABILITA' E CIO' PORTO' LEWIS A ENUNCIARE LA REGOLA DELL'OTTETTO:
UN ATOMO E' PARTICOLARMENTE STABILE QUANDO HA OTTO ELETTRONI NELLO STRATO DI VALENZA.
I PRINCIPALI LEGAMI CHIMICI SONO UNA CONSEGUENZA DI QUESTA REGOLA: QUANDO FORMANO UN LEGAME CHIMICO GLI ATOMI CERCANO DI RAGGIUNGERE UNA CONFIGURAZIONE ELETTRONICA ESTERNA PIU' STABILE CEDENDO, ACQUISTANDO, OPPURE METTENDO IN COMUNE ELETTRONI FINO A COMPLETARE L'OTTETTO. QUESTA SI CHIAMA VALENZA.
LA VALENZA DI UN ATOMO CORRISPONDE, QUINDI, AL NUMERO DI LEGAMI CHE ESSO E' IN GRADO DI FORMARE.
LA VALENZA DI UN ATOMO CORRISPONDE, QUINDI, AL NUMERO DI LEGAMI CHE ESSO E' IN GRADO DI FORMARE.
ABBIAMO 3 TIPI DI LEGAMI: IONICO, METALLICO E COVALENTE.
IL LEGAME IONICO AVVIENE TRA METALLI (I CUI ATOMI CEDONO UN ELETTRONE) E NON METALLI (I CUI ATOMI ACQUISTANO UN ELETTRONE). PRENDIAMO IN ESAME IL CLORURO DI SODIO NaCl: IL SODIO APPARTIENE AL GRUPPO I E QUINDI HA UN ELETTRONE NEL SUO LIVELLO PIU' ESTERNO, MENTRE IL CLORO APPARTIENE AL GRUPPO VII ED HA SETTE ELETTRONI NELLO STRATO DI VALENZA. IL TRASFERIMENTO DI UN ELETTRONE DALL'ATOMO DI SODIO ALL'ATOMO DI CLORO PRODUCE DUE IONI (Na+ E Cl-). I DUE IONI DI CARICA OPPOSTA SI ATTRAGGONO PER EFFETTO DELLA FORZA ELETTROSTATICA. IN QUESTO MODO NASCE IL LEGAME IONICO.
IL LEGAME IONICO AVVIENE TRA METALLI (I CUI ATOMI CEDONO UN ELETTRONE) E NON METALLI (I CUI ATOMI ACQUISTANO UN ELETTRONE). PRENDIAMO IN ESAME IL CLORURO DI SODIO NaCl: IL SODIO APPARTIENE AL GRUPPO I E QUINDI HA UN ELETTRONE NEL SUO LIVELLO PIU' ESTERNO, MENTRE IL CLORO APPARTIENE AL GRUPPO VII ED HA SETTE ELETTRONI NELLO STRATO DI VALENZA. IL TRASFERIMENTO DI UN ELETTRONE DALL'ATOMO DI SODIO ALL'ATOMO DI CLORO PRODUCE DUE IONI (Na+ E Cl-). I DUE IONI DI CARICA OPPOSTA SI ATTRAGGONO PER EFFETTO DELLA FORZA ELETTROSTATICA. IN QUESTO MODO NASCE IL LEGAME IONICO.
I METALLI APPARTENENTI AL I, II E III GRUPPO CON 1, 2 E 3 ELETTRONI ESTERNI TENDONO A PERDERE ELETTRONI E DIVENTANO IONI POSITIVI (CATIONI).
IL COMPORTAMENTO DEI METALLI DI TRANSIZIONE NON E' PREVEDIBILE.
I NON METALLI DEI GRUPPI VI E VII, CON 6 E 7 ELETTRONI ESTERNI TENDONO AD ACQUISTARE ELETTRONI E SI TRASFORMANO IN IONI NEGATIVI (ANIONI).
LA FORMAZIONE DEL LEGAME IONICO NON PORTA ALLA COSTRUZIONE DI MOLECOLE MA AD UNA STRUTTURA CRISTALLINA COMPATTA, NELLA QUALE CIASCUN IONE E' CIRCONDATO DA MOLTI IONI DI CARICA OPPOSTA. SI FORMA COSI' IL RETICOLO CRISTALLINO, CIOE' UNA STRUTTURA SOLIDA ORDINATA E RIPETITIVA
IL COMPORTAMENTO DEI METALLI DI TRANSIZIONE NON E' PREVEDIBILE.
I NON METALLI DEI GRUPPI VI E VII, CON 6 E 7 ELETTRONI ESTERNI TENDONO AD ACQUISTARE ELETTRONI E SI TRASFORMANO IN IONI NEGATIVI (ANIONI).
LA FORMAZIONE DEL LEGAME IONICO NON PORTA ALLA COSTRUZIONE DI MOLECOLE MA AD UNA STRUTTURA CRISTALLINA COMPATTA, NELLA QUALE CIASCUN IONE E' CIRCONDATO DA MOLTI IONI DI CARICA OPPOSTA. SI FORMA COSI' IL RETICOLO CRISTALLINO, CIOE' UNA STRUTTURA SOLIDA ORDINATA E RIPETITIVA