Chimica generale

Le basi della chimica

La materia è formata da atomi

Le basi della chimica

Abbiamo imparato che la materia è formata da atomi.
Gli scienziati, nel corso del tempo, hanno capito che l’atomo
è formato da particelle ancora più piccole, dette particelle
subatomiche.
Le particelle subatomiche sono di tre tipi:
•i protoni;
•i neutroni;
•gli elettroni.

La materia è formata da atomi

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La carica elettrica è la proprietà della materia che permette
ai corpi di attrarsi oppure di respingersi.
Anche le particelle subatomiche possiedono carica elettrica:
il protone ha carica positiva, l’elettrone ha carica negativa,
mentre il neutrone è elettricamente neutro.

La materia è formata da atomi

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Il numero di protoni presenti nel nucleo di un atomo è definito
numero atomico e si indica con la lettera Z. Il numero
atomico contraddistingue quell’elemento da tutti gli altri ed
è pari al numero di elettroni presenti nell’atomo neutro.

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La massa atomica di un elemento è data dalla somma del numero di protoni e di neutroni che compongono il nucleo dell'atomo. Gli elettroni hanno una massa troppo piccola e quindi non incidono sulla massa atomica dell'atomo.

​=1 protone
=2 protoni + 2 neutroni
= 6 protoni + 6 neutroni
= 8 protoni + 8 neutroni
...

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Gli elementi con lo stesso numero atomico ma differente
numero di massa, cioè con differente numero di neutroni,
sono detti isotopi.

La materia è formata da atomi

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Ogni guscio elettronico si trova a una distanza diversa dal
centro dell’atomo.
Ogni guscio elettronico può ospitare un determinato numero
di elettroni: il guscio più vicino al nucleo ne può ospitare 2,
quelli più esterni ne possono contenere fino a 8.

La tavola periodica

Tutti gli elementi chimici dell’Universo sono classificati e
ordinati nella tavola periodica degli elementi.

Nella tavola periodica gli elementi sono 118 e sono ordinati in
base al numero atomico. Ogni casellina della tavola
periodica indica un elemento e contiene queste informazioni:
•il simbolo chimico;
•il numero atomico;
•la massa atomica.

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La tavola periodica

La tavola periodica è organizzata in 8 colonne numerate
da I a VIII, dette gruppi, e 7 righe dette periodi.
La tavola periodica ci fornisce altre informazioni sul
comportamento degli elementi: possiamo infatti individuare
quattro blocchi, ciascuno dei quali contiene elementi con
proprietà simili:
•i metalli;
•i non metalli;
•I semimetalli;
•i gas nobili.

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La tavola periodica

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I legami tra gli atomi

Gli atomi si comportano in modo da riempire il guscio
elettronico più esterno per arrivare alla maggiore stabilità
chimica possibile.
Per fare in modo che il guscio esterno sia pieno, un atomo
può comportarsi in tre modi:
•può cedere degli elettroni;
•può acquistare degli elettroni;
•può condividere degli elettroni.

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I legami tra gli atomi

Un atomo che perde un elettrone diventa in uno ione
positivo. Un atomo che acquista un elettrone diventa uno
ione negativo.

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I legami tra gli atomi

Il legame chimico è ciò che tiene legati gli atomi gli uni
agli altri e che determina la formazione delle sostanze.

L’attrazione elettrostatica che tiene uniti uno ione positivo e
uno ione negativo è chiamata legame ionico.

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​Ione positivo

​Ione negativo

I legami tra gli atomi

Quando gli atomi sono uniti mediante la condivisione di uno
o più elettroni, si ha un legame covalente. L’unione di due o
più atomi mediante un legame covalente determina la
formazione di una molecola.

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I legami tra gli atomi

Un metallo è quindi costituito da un reticolo di ioni positivi
immerso in un mare di elettroni: l’attrazione elettrostatica tra
gli ioni positivi e gli elettroni negativi costituisce il legame
metallico.

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Le reazioni chimiche

Le sostanze semplici sono
sostanze formate da un solo
tipo di atomo.

I composti sono sostanze
formate da atomi di elementi
diversi.

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Le reazioni chimiche

La formula chimica indica da quali elementi è formato
un composto e in quale proporzione essi sono presenti.
Per esempio, l’acqua ha molecole formate da 2 atomi
di idrogeno (H) e 1 atomo di ossigeno (O): la sua formula
chimica è H2O.

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Le reazioni chimiche

Le trasformazioni della materia
in cui non cambia la composizione
delle sostanze coinvolte si
chiamano fenomeni fisici
(fenomeni reversibili).

Le trasformazioni della materia
in cui avvengono cambiamenti
nella composizione delle sostanze
si chiamano fenomeni chimici
o reazioni chimiche (fenomeni
irreversibili).

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Le reazioni chimiche

Una reazione chimica è una trasformazione della materia
in cui alcune sostanze, dette reagenti, si combinano tra
loro trasformandosi in altre sostanze, dette prodotti.

Legge di conservazione della massa:
la massa delle sostanze reagenti
è sempre uguale
alla massa delle sostanze prodotte.

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I miscugli eterogenei

Un miscuglio eterogeneo è una mescolanza di sostanze
diverse in cui ogni sostanza mantiene le proprie
caratteristiche.

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I miscugli omogenei: le soluzioni

Una soluzione è un miscuglio
omogeneo in cui le sostanze che
si mescolano non sono distinguibili
e la composizione del miscuglio
è uguale in ogni punto.

La soluzione è un miscuglio in cui

la sostanza presente in maggiore quantità viene chiamata solvente;

quella presente
in minore quantità è detta soluto.

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I miscugli omogenei: le soluzioni

A seconda di quanto soluto sciogliamo nel solvente
possiamo avere una soluzione satura, concentrata o diluita:
•è satura se contiene la massima quantità di soluto che
è possibile sciogliere in quel solvente;
•è concentrata se contiene una quantità di soluto poco
inferiore rispetto alla massima quantità di soluto;
•è diluita se contiene una quantità minima di soluto.

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