Appunti riassuntivi del corso - 1° parziale

Document information

University: Politecnico di Milano
Degree programme: Common Courses
Subject: Fondamenti di chimica
Material language: Italian
Academic year: 2023-2024
Classification: Notes · By topic
Original format: PDF
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Struttura atomica e sistema periodico Capitolo 1 13/09/2023 Proprietà della materia: - Stato di aggregazione (scriverlo sempre!) Gas (g): V determinato da contenitore, variazione di T e P varia tanto V Liquido (l): V definito, forma del contenitore, variazione di T e P varia poco V Solido (s): Forma propria e V definito, variazione di T e P varia poco V Soluzione acquosa (aq): sostanza disciolta in acqua Teoria cinetico-molecolare della materia: la materia è formata da atomi, molecole o ioni in costante movimento. Questo movimento aumenta all’aumentare di T Mondo macroscopico (uso i miei sensi): - Colore (es. Mercurio è metallico) - Solubilità in acqua - Conduttività-durezza (es. ioni in acqua) Mondo microscopico (calcoli, programmi o strumenti appositi): Bisogna dividere il campione in particelle  livello submicroscopico di atomi o molecole (es. struttura molecolare) Solitamente l’ordine interno di un materiale si manifesta nella forma esterna del cristallo (es. forma interna pirite cubica) Materia: qualsiasi cosa che occupa uno spazio e ha una massa Può essere: Miscela: presenta più di una sostanza pura Omogenea: composizione uniforme (non distinguo le sostanze) Eterogenea: composizione non uniforme  si può purificare e diventa Sostanza pura: Composizione fissa Composti: elementi legati secondo rapporti costanti (si possono dividere in elementi) Elementi: non possono essere suddivisi mediante processi chimici o fisici (si combinano a formare composti)

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Capitolo 2 19/09/2023 La mole “quantità di sostanza” --> indica un numero definito di particelle (atomi, molecole, ioni etc) uguale al numero di atomi contenuti in 12 grammi di carbonio-12 (1 mole = 6.022 x 10^23 particelle = N° di Avogadro) Massa molare (M) N° di massa in grammi di 1 mole (g/mol) particelle equivale alla massa atomica dell’elemento o a quella molecolare Composti ionici non essendo molecole si scrive la formula minima che rappresenta il numero relativo di ciascun tipo di ione nell’unità di formula (che indica ad esempio come nel NaCl per ogni Cl c’è un Na) del composto e la massa molare Non si parla di massa molare ma di peso formula che è uguale alla somma delle masse atomiche di ciascun elemento presente nell’unità formula Polimorfismo (≠ da isomeria, isomero vuol dire diversa struttura molecolare) Un farmaco può apparire in strutture cristalline differenti, pur mantenendo la stessa formula. Le diverse strutture hanno caratteristiche differenti Calcoli con le moli sul quaderno Si può calcolare la quantità relativa di moli di ciascun elemento di un composto conoscendo la composizione percentuale di questo Si ottiene così la formula minima (o empirica) Confrontando la massa molecolare della formula empirica con dati sperimentali si ottiene la formula molecolare Es. Idrazina: 87.42% di N e 12.58% di H --> considero 100g di idrazina e ho 87.42g N e 12.58g N 87.42g N * 1mol N/14.007g N = 6.24 mol N, analogo con H = 12.48 mol h rapporto tra moli 12.48/6.24=2/1 --> NH2 ma NH2 ha M mol 16g/mol (14 g/mol + 2*1 g/mol) e l’idrazina sperimentalmente ha M mol 32g/mol, quindi il doppio di NH2, quindi la formula molecolare è 2*NH2 --> N2H4

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Capitolo 5 10/10/2023 Termochimica Sistema: oggetto di studio Ambiente: tutto ciò esterno al sistema Sistema aperto: scambia energia e materia Sistema chiuso: scambia energia ma non materia Sistema isolato: non scambia né energia né materia Equilibrio termico: quando due oggetti a contatto raggiungono la stessa T Reazione endotermica: richiede E Reazione esotermica: rilascia E Capacità termica specifica (C) [J/gK]: E necessaria per aumentare di 1°K la T di 1g di sostanza Capacità termica molare (C) [J/molK]: E necessaria per aumentare di 1°K la T di 1mol di sostanza C acqua = 75.4 J/molK C metalli ⁓25 J/molK q = C * m * ΔT m = massa in mol o g, ΔT determina direzione trasferimento di q Calore trasferito se >0 assorbe energia se <0 rilascia energia Cambiamento di stato Calore di fusione [J/g]: E necessaria per passare da stato solido a liquido a T di fusione Calore di vaporizzazione [J/g]: E necessaria per passare da stato liquido a gassoso a T di ebollizione q=C*m Calore trasferito NB: durante il passaggio di stato la T è costante Queste due grandezze sono caratteristiche di ogni sostanza Es. Per far evaporare l’acqua prima devo portarla a 100°C (sfrutto C per sapere quanta E serve) e poi devo farla evaporare (sfrutto il calore di vaporizzazione per sapere quanta E serve)

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Si può legare lo spettro a righe di un elemento con la sua struttura atomica, ma con il modello di Bohr ciò funziona solo per elementi con 1 e- Dualismo onda-particella Anche le particelle dotate di massa possono comportarsi come un’onda, in particolare: λ = h / mv h = costante di Planck, m = massa, v = velocità Equazione di De Broglie Con masse grandi (anche ordine dei mg) la lunghezza d’onda è molto piccola e non è misurabile Natura ondulatoria di e- Esperimento in cui un fascio di e- subisce una diffrazione quando colpisce un sottile foglio di metallo, in modo simile a come farebbe un fascio di luce Nella diffrazione viene rispettata l’equazione di de Broglie La diffrazione è una proprietà caratteristica delle onde Onda stazionaria: Ampiezza dell’onda non dipende dal tempo ma solo dalla posizione Solo determinate onde sono associate all’e- L’elettrone si muove intorno al nucleo come un’onda stazionaria su un’orbita circolare Per descrivere tale onda si usa la funzione d’onda di Schrodinger (ψ) Quando viene risolta in funzione di E solo determinate ψ sono possibili --> E quantizzata Le soluzioni di Schrodinger dipendono da tre numeri interi n, l, m detti numeri quantici Il valore di ψ indica l’ampiezza dell’onda in un punto dello spazio (può essere + o -) Ψ^2 è la probabilità di trovare un elettrone un e- in una piccola regione di spazio

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Geometria molecolare considerando coppie solitarie Momento dipolare: indica la polarità della molecola (momento = 0 apolare, momento ≠ 0 polare) da non saper calcolare per l’esame Ordine di legame: si riferisce a due atomi 1 legame singolo 2 legame doppio 3 legame triplo frazionaria strutture di risonanza Lunghezza di legame Dipende dalla dimensione degli atomi e dall’ordine del legame Rottura legami --> processo endotermico

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