La [..........] e la struttura dell’ [..........] Nella parte del testo relativa al primo biennio, lo studio della [..........] ci ha introdotto alla conoscenza delle proprietà della [..........] che ci circonda. Il percorso che ora ci accingiamo a riprendere ci permetterà di svelare i segreti delle sostanze naturali, così da capire anche come è stato possibile per i chimici ideare e progettare nuovi [..........] li, quelli che ogni giorno fanno fare un passo avanti alla tecnologia in tutti i campi. Prima di affrontare questa nuova sfida mettiamo però bene a fuoco gli argomenti già trattati. Nel capitolo riprenderemo e consolideremo i nodi centrali delle conoscenze di [..........] già acquisite.
La [..........] è la scienza che studia la [..........] e le sue trasformaz [..........] . Le trasformaz [..........] in cui la [..........] è coinvolta possono essere [..........] , se varia solo lo stato fisico ed energetico della [..........] , o [..........] , se si ottengono nuove sostanze e si ha una variazione della [..........] (figura 0.1). La [..........] può essere classificata, secondo la sua composizione, in [..........] e [..........] . I [..........] sono sistemi formati da più di un componente e hanno composizione variabile. I [..........] possono essere separati nei loro componenti tramite [..........] . I [..........] vengono a loro volta divisi in [..........] o soluz [..........] , quando la composizione e le [..........] sono le stesse in ogni parte del sistema, e in [..........] eterogenei, se la composizione e le proprietà variano da una parte all’altra del sistema. Le [..........] sono sostanze formate da un solo componente e hanno quindi composizione costante. Le [..........] vengono classificate in [..........] , se non possono essere scisse in sostanze più semplici, e in [..........] , se sono formate da due o più [..........] . I [..........] possono essere scissi negli [..........] che li costituiscono tramite [..........] Nell’Ottocento si appurò che la [..........] è costituita da parti piccolissime, gli atomi.
L’ [..........] è la più piccola parte di un [..........] che conserva le [..........] dell’ [..........] stesso. Un [..........] è costituito da [..........] dello stesso tipo, con le medesime [..........] . La prima ipotesi atomica basata su risultati sperimentali si deve all’inglese John Dalton e si articola su quattro punti:
la [..........] è costituita da atomi, [..........] di [..........] indivisibili e indistruttibili;
un [..........] chimico è formato da atomi tutti uguali tra loro;
[..........] diversi sono formati da [..........] diversi per volume, massae proprietà;
atomidiversipossonounirsitraloroperformarei [..........] chimici. Nei [..........] gli [..........] sono tenuti insieme da forze, i [..........] . L’unione di due o più [..........] produce le [..........] cole.
La [..........] è la più piccola parte di un [..........] che conserva tutte le [..........] del [..........] stesso. Nelle [..........] si formano nuove sostanze per effetto di una ricombinazione degli [..........] tra di loro. L’ [..........] è formato da [..........] più piccole, le [..........] subatomiche:
l’ [..........] è una particella con carica elettrica negativa(figura0.3A);
il [..........] è una particella con carica elettrica positiva e massa circa duemila volte più grande di quella dell’ [..........] (figura 0.3 B);
il [..........] è una particella priva di carica elettrica e con [..........] circa uguale a quella del [..........] Normalmente in un [..........] il numero di protoni è uguale al numero di elettroni, per cui l’ [..........] è elettricamente neutro.
Gli [..........] sono atomi, o [..........] di atomi, dotati di cariche elettriche positive o negative in quanto hanno ceduto o acquistato elettroni. Gli atomi, o i [..........] di atomi, con carica positiva sono chiamati cat [..........] , mentre quelli con carica negativa sono gli an [..........] . Nel 1911 Rutherford dimostrò che l’ [..........] è costituito da una parte centrale, chiamata nucleo, in cui è concentrata quasi tutta la massa, e da una parte periferica, molto più grande e quasi vuota, dove si trovano gli elettroni. Il raggio di un [..........] è circa 10000 volte più grande del raggio del suo nucleo. L’ [..........] è praticamente quasi vuoto. Questo modello è detto [..........] nucleare. Le [..........] che si trovano nel [..........] sono chiamate nucleoni. Il numero totale di protoni e neutroni presenti in un [..........] è il [..........] A. Il numero di protoni si chiama [..........]
(figura 0.4). Un [..........] chimico è formato da [..........] con lo stesso numero di protoni, cioè con lo stesso numero atomico. Ogni [..........] è rappresentato con un simbolo chimico. Tutti gli [..........] di uno stesso [..........] hanno lo stesso numero di protoni, ma possono avere un numero di neutroni diverso. [..........] che hanno lo stesso numero di protoni, ma differente numero di neutroni sono detti isotopi. La [..........] di una [..........] indica la sua composizione qualitativa e quantitativa, utilizzando i simboli chimici degli [..........] che ne fanno parte. La [..........] indica in quale rapporto sono gli [..........] che costituiscono una singola [..........] . Le [..........] della [..........] Tra la fine del Settecento e gli inizi dell’Ottocento nacque la [..........] moderna, basata sulla misura della quantità delle sostanze che si combinano, e si posero le fondamenta per il suo sviluppo. Nel 1775 Antoine Lavoisier con i suoi esperimenti osservò che:
in una reazione [..........] che avvenga in un sistema chiuso la massa delle [..........] è uguale alla [..........] dei [..........] di reazione. Questa enunciazione corrisponde a ciò che oggi è conosciuta come [..........] o [..........] . La legge delle proporz [..........] definite, formulata da Joseph-Louis Proust nel 1799, afferma che:
quando due o più [..........] si combinano tra loro per dare un [..........] , lo fanno secondo rapporti in peso determinati e costanti. Secondo la legge di Proust la [..........] in peso di un [..........] è costante. La [..........] , enunciata da John Dalton nel 1803, afferma che:
quando due [..........] si combinano per dare più [..........] , una stessaquantità di un [..........] si combina con quantità multiple dell’altro. Lequantità multiple stanno tra loro come numeri piccoli e interi. Le masse degli [..........] sono state determinate come pesi atomici relativi utilizzando i rapporti ponderali. L’unità di misura della [..........] degli [..........] e delle [..........] è l’unità di [..........] atomica (simbolo u), che corrisponde alla dodicesima parte della [..........] di un [..........] di [..........] 12C. 1 u = 1,66 · 10–24 g In natura un [..........] è sempre presente in una miscela di isotopi. Il peso atomico (P.A.) di un [..........] è il peso medio di un [..........] dell’ [..........] , espresso in unità di [..........] atomica, e dipende dalle percentuali relative con cui i vari [..........] sono presenti in natura e dalla loro massa. Il peso [..........] re (P.M.) di un [..........] è uguale alla somma dei pesi atomici degli [..........] che lo formano Le [..........] sono trasformaz [..........] in cui si formano nuove sostanze. Le sostanze di partenza sono dette [..........] e quelle che si formano [..........] . Le [..........] sono rappresentate tramite le [..........] Un’equazione [..........] deve essere bilanciata per rispettare la [..........] . Il bilanciamento di un’equazione [..........] si realizza aggiungendo opportuni [..........]