Struttura della materia e dell'atomo - SunHope.it

LEZTO}{E 1
Struttura della miteria e
dgll aterxo
di Chimiea e Prooedeutica Biochimica
Proff. M. De Rosa / C, Schiraldi
GÉi ergorîîenÉi tr attat
zio
f qgteria,gstaqz_q s miseqle,gementi e composti
/ attmi e moleeole, struttura moiecolare, simboli chimici
r' formula empirica. formula moleeolare. formula di
stru
di Chimica e Propedeutica Biochimica
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-r.in;it
,:Ìll:r',., lB /r ,À -Q - ,'/ \
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wIAEgtrEA '
GL' qgive_rs-o. e..-le Ér-asfarnra-aieni ehe-in*esso
a\rv*e_ngog_.q___!g!qggg__elsere_1[9$gqt_iu
tglgtl*i {i: g-t:fi- 9-{9"q{si
CMaterie_ è "Js_tfq_siù_she ha=-@
occupa un volurx'le
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di Chimica e Propedeutica Biochimica
2

MateriaX
EtsgtIBo
ffiLIQUrbù
mdessBso
/ Ln- descrizione m
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flLe varie form
sono dette sostanze
Ezl0ne Il
f,Le
a
a
sostanze possono iono essere elementi (formati da
oeo ,o*p-o
i
renti)
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MÉscele
na miscela è forrnata d
EfIna miscela non ha una composizione fissa e cosÉante
ed ! caratterizzata da p_rgpdèÈ.ehilnieh rruis-be.e fisichg he che qh
i-l rr
.J lr.ry+Seta è in genere cara_tterir.rata dalla presenza
or îasl drverse --_____
otso di chimica e Propedeutica Biochimica
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ffi
^AÉ*Eni
L.:Éomg_È co
pl9!g+i'g ngslggtti' Io-c-$@ati-Eel -rusteé -a
elettróii etre si muovona-i"tJ" ao
----_-_--
-__---.-
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MsEecsle
E F{umerose sostanze sono forrnate du tfqgf-gggelt 9,
diversi, legati a piccoli gruppl pegqndo rapporti di
"o*birariotte Cènniti é óóilanti. Questi aggregati di
aiórni sono detti inoiecote.
tr Le moiecole possono_ggq g{g biato-m iqh e'Se*{qrp,ate
da due alomi (O' H2, CO), triatomiche (I{rOo COr) e
poti{ornlghe (Pa, Ss).
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Simbcti chirnici degli elementi
Fe ferro N azoto Al alluminio
Ca caicio Cl cloro C carbonio
K potassio F fluoro S zolfo
l.Ja sodio Mg magnesio Ba bario
C car-bonio P fosforo B boro
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Formule ehimiche
, Hto
I{ella formula della mole-cola d'acqua:
triHÈ
il simbolo delloidrogeno
D 9è il simbolo delloossigeno
f
i-*--'
L,.e illcoefficiente stechiometrico I
\*-l
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jl;1i.:.t jii;;:
-,:i!.{-:;;,:ìi. l-t I t . . I
,ffi7' ts OIimHle CntmlCne
NarCS,
I{etla formula delbarbonato di sodio:T
l-
f lTa è il simboto het ioCio
tr C è il simbolo del carbonio
[l O è iI simbolo dell'ossigeno
fl 2 e 3 sono coefficienti stechiometrici
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Struttura molecolare
".--*.-.-fv-****-*-".-
,è La disposizione degli \atorni \o_ dellei rnolecole, in
una sostanza è detta6TÈ-uttuia- -, \" \
\.--* -.---u
correlane proprietà e struttura di una sostanza
cCInoscono più forme aliotropiche diveise, corne il
diamante e ia grafiÉe, che hanno proprietà rnolto
difierenii.
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PerS!}{{JTTUF{A di una sostanza si intende la
modalità di organizzazione nejlo spazio degli atomi
o delle molecoiè che 1o compongono.
GF-{FITE
DIAIVIANIE
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"l E-, rl1*t1,
i-.>.5;-.J
r_\ -ì=-t=È-l
\'-
/ -
r2oo
;'l
ìi:'r.-F 'r;l- r;!-:;lr_-.. -i*1':,
i'H_ÉH'5
GR.AFETEX
ll cartronio forma una struttuna 2D in
cui un doppio legame e dr-le leEami
senr.plicirona-gri*n tu ti_fegqrda-i-Y.er1ici
di ryr_Lrjarleq
lo gsgilaterc
DIAMANTE
Il carbonio forma una s
3D con i suoi 4 lesami orientati
seeondo i vertici di un tqlrqedro
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-
..i,rl'lír. //'
ifr@#3
tr-
'ì-. r"-
-\
- Esprime
corretÉamente la composi-inne E una
sos.tanza in termigi dlrapporti di nrrmeri_
infe.ri-di-arss"t*
G Eslrr4ElEÍì n$o$ee*Éare - !i dice
qgli@i di eiasgqu tiln s.'napreGilin
urra molecola della sostanza.
L tr"r"*
I i emprrlca I Blotecotare I
lacqua AcqùC.1 I H,o .i EI.,o I
lAe. ossigenata, I
..,HO, r{o i ., EI"o" F[iOj',,'
I
-Intano 'l ' cII. l' '"-rt'
I
9

GFormu[a di sÉrutturu I.Ci dice come i vari
atomi sono legati tra di loro.
tlFq{rqa delle Eîolecole
disposizione spaziale degii aÉomi detla rnoleeola
.%
10
o.t
04.5"H
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-., !Ì a,
.',-:.1':ì-,: .t,
)t:
. úl r
-1;r:..t=iirli
'.'ffi-{i ' ,kt'omd.amenti di struÉÉura atornica
'/ Ele,t_Ég1ry.
Elgtgl! g *neutroui
'/ Nurqgq qu-4-nÉici
,/ L'orbitale
,/ II numero atomico
{ t*qtqgr_
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STRUTTURA DELL'ATOMoò
Per studiare ia forma e la reattività delle mol
necessarlo conoscere
--_+_
fu*t*. t" *"t.""t"
Per chiarire
conoscere:
la struttura degli atglni e
=tr!
. le parti che formano ---. gli atomi;
. l elggi
. le forze che agiseono tra le qqle_pq4q19_gUli4i_la
.=----=---
I-ory.
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PA
./
prrofoni
rr€gllgni
elettroni
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It tt

AT*lVH#
Particella Neutrone Protone Elettrone
carlca nessuna positiva
1,6021xl0-rrC
negatil'a
-1,6021x10-tsC
massa 1,67x1$-:tkg [,67x10-37kg 9,1lxl0-3rkg
dimensioni @
+
1 x 10-1e
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SÉtldÈ* del rncdeEEo aÉ*rssic*
U MILLIKANT misurò la earica eleffrica deìI'elettrone
U THOMSON neisurò il
dell'eleffrone
rapporto carica/massa
n RUTHERFORD dimostrò che la massa di un atomo è
concentrata nel nucleo e che il suo volume è dato
essenzialmente dagli elettroni che girano attorno al
nucleo
Il raggio di up atomo è altr'incirca.t*4jm
H nucles ha un raggio di 10:lj cm
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i2

Modello atarnico di Bohr
PREVEDE PER GLI ATOMI
LA QUANTIT-ZAZIANE DEI LIVELLI ENERGETICI
. Il singolo eleftrone può occupare solo ceÉe orbite o
livelli energetici.
. L'emissione o I'assnrbimento cli radiazione da parte
-!^llt^!^3a--^ ^--r^ !l ^^!r-. J^ ---!----L:i^
delloqiqt_trone comporta ii
^ll9^Ia-^^
saito da un'orbita alÌ'altra
. .[-"*m*rgi:r t$l:Í fqrÈ{}v*t eielìree flirqi!:lriir'ltel *t'ti{]igÍ} trq}
*ss$rhitil iih.i'i .Ìrii.x-isríi{.rEÈrje!-r fij:lit*tEi!:Íìúe a[!a
'.iÉ{f'er*nr,:r eli **r-ri;'1s lnr: i:tii.it;r ,;i p:litrcni:l '; qu*ii:l
ifi ar''riv,:r
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odello atcmÉcc di B*hr
.1
Î\^
I
+-
'
.-
v: frequenza della radiazione emessa
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IJ

Frincipia di indeÉerntinazisrle
di E{eisexnberg
Nell'infinitamente piccolo vi è incerÉezza nell* posizione {Ax}
ed incertezza sulla quantità di moto (Ap.i di un elettrone.
Tanto più uno dei valori è determinato con aecuratezza, tanto
più l'altro diviene incerto.
L* rnerderna MECCAI{ICA QUANTÈSTICA non
clescrive in ntodo esaÉto la posizione o il enoto di un
eÈettrone, ffa esnsiclera É,a probaÍtitità dr riÉravarlo in
un cerÉo punta di un aÉorn+ o in una molecola.
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LoarbiÉate csme prsbabilità
irntin Schrò

Una funzione
valcrí di m, E,
d'onda W cfiEr assecÉaÉi
m si chiama orbiÉale.
;ti [ì.[rq;i:ri] ui cr* n tircr
. ... .. ...:r . ..
i' *n * rg iar rJ clii' i"ui"ili,r;il-
-"
p;"icri:i*itir: {.sli}
[t nui'nero quantico angolare (t) ia forma
dell'orhiÉale
II numero cuanÉic* lcrafr
de[]'orbitale
rn ) i'orientanrento
prababÈtrità di trovare loefeftrone in
eferminata regicne r spazÉo.
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n: il numero quantico principate
E L energia_.gllg_ un eleÉtrone di un
at-omo puo avere. è quantizzata, r:
d;
calcolabili con Ia formula:
E}.,*dal punto di vista r*aÉernaÉicc può assume valari
g1*ff91!_g coo dal punto di visÉa fisicc descrive
'-i qiól;ffij
m. Se n tende all'infinito, E tend e a zero.
di chimica e Propedeutica Biochimica proff. M. De Rosa I c. schiraldi
IJ

t
IA
t: [: il if-numero auantico quantico secondario
I t
/.---l,-....]\
.E rArÍ
L dal punto di vista nraternatico può ( I ' .'t:l\
, li:\
assumeretutti ivalori i interi da 0 a \ , .,,.,i,',::;y' ,,.,i,',!',y'
"F$.s
iì#
_'e
* 1 ,I-l
^.' -+^ J: rrlc+n T:^:^^
--i---,z
n-f dal punto di visra fisico 'I^o^-1.'^ descrive* )
la forma del['oFbifale. delf'oFbifale.
---_,-*-..'_'-:---
/'r---
(,,,.J , ,,*îù Ì
D orbitati 9.Uit-ti"o"t=Ofr
con I =.0 (sl hanno
;i**.tri" ,f"r.i.*
-
\iffi.,,,,"
/ /--íl';;Ivrj:\tl"
tl '
Orbitalicon It I (p,d e0 hanno *í, ('ì|fl
simmetria lobata
r
\r+49z
()fiìirxli p
'.
orso di Chimica e Propedeutice Biochimica
Proff. I\{. De Ross / C. Schiraldi
m: il nurnero quantico magnetico
Ilt dal punto di vista maÉenîatico
può aSsurnete i valor
punto di vista fisic* descrive
t' o rGntlm ento deiPdF6ltatril
15

EÌffilets* qggsticq 4i spÈn
Sai punto di vista maÉenr due valori +L/2 a -
a di rotazione
-C*lL'.t*ttron" rul pr*
L
qgl pt-rrfi- *
qpsne{lgq_3$i_EÉlligE3irende dat ., #
verso di roÉazione.
---r-:::::.::::::::-
A
fi
s0cryr v
Lg rytazlsn€-sruia€enera un campo ,,.ìiiiiifi,
4r[rca.Lo_.
,,
,,, / ,tliitr'*
úr mt|tore ene"rgia per !'elefÉnone. la ,", ,",.,: _1.,.1',1ìllth-:'
,,,.,,',fr,.,,, ls
,, --r-r:---;- liilililiiljtl
cfirÌorztone
,iril':ll;;;..
lN
a ntl! aife enetroia.
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É
f{msmero sÉ*rnics e ffE}H}ero sÉÉ massa
Nmmero aiomico {Z}: nurnero di proÉoni
,#-%
Itlrumei"*, dÍ rfi;rsss {A}: numero totale di
-.-
E:r*+tcrffi E e meatÉr-{}mÉ
Nurnero di neutroni (N)
=éip
'l
,lirnbolo
7u
iu îrui^Íu ',lcr
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\7

':.);-*.i1:,-
r.ffi:
TS&T*PE
n!e
(Z) ma diverso numero di rnassa (A)
Z N A siffÌbotro
20 2a 40 of]u
CE:SgIgÉdel calcio hanno .
i
20 protoni nel nucleo ma il
numero dei neutroni varia
.
20 22 42 ffia
2a 23 43 ol)u
d,a2A a28.
2A 24 4.4 o*{a
: nu&rero aÉcrnico
l\: numero di neutroni {A-Zl
2a 25 45 tpu
2A 26 46 apa
A: nurnero di rnassa (N+Z)
-
2o 28 48 o:F*
./ ' 1.
r' G_!!_lgg!Wi ^1. di uno stesso eiemento hanno uguali
p5>prietà chimiche maliverse proprietà fi siche.
/_Moiti elernenti sono presenti in natura come
misceia isotopica a composizione costante.
'L ,JO 'lo
L'ossigeno che r"espiriai'lrl) è lìna iriscela isciqrice-:
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1f)
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