Atomi e molecole

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Testo

Elementi e composti
Composti: I composti sono le sostanze pure che in seguito a riscaldamento oppure al passaggio di corrente elettrica continua si decompongono in due i più differenti sostanze pure.
Ad esempio l’acqua è un composto perché decomponibile in idrogeno e ossigeno.
Il carbonio, l’idrogeno, l’ossigeno sono sostanze non decomponibili in altre più semplici ne con calore né con la corrente e sono detti Elementi. I composti presenti sono innumerevoli mentre gli elementi conosciuto sono 109 e solo 90 sono presenti in natura.
La teoria atomica
La differenza tra composti ed elementi venne spiegata nel 1808 da John Dalton con la teoria atomica:
• Le particelle più piccole di cui è composta la materia sono chiamati atomi
• Gli atomi di una stessa materia sono tutti uguali.
• Gli atomi di un elemento sono diversi da un altro.
• Gli atomi sono particelle unitarie che intervengono in una trasformazione chimica.
Secondo la teoria atomica quindi, un elemento è una sostanza pura costituita da un solo tipo di atomi. Un composto è invece una sostanza pura costituita da due o più tipi di atomi chimicamente combinati in proporzioni definite.
Atomi e molecole.
Atomo: è la più piccola particella di un elemento che possiede le stesse proprietà dell’elemento stesso.
Molecola: è la più piccola parte di un composto che possiede le proprietà chimiche di quel composto.

Miscela e composti
Una miscela è un insieme di due o più sostanze in cui ciascuna sostanza conserva le sue proprietà caratteristiche.
Un composto è una sostanza costituita da di due o più elementi combinati insieme chimicamente e le proprietà di un composto sono diverse dagli elementi costituenti.
La legge di Gay- Lussac
La legge di Gay- Lussac o anche dei volumi di combinazione vale solo per i gas e descrive i rapporti di combinazione dei volumi di due gas che si combinano insieme.
La legge:
In una reazione chimica i volumi dei gas che si combinano e quelli che si formano stanno fra loro in rapporti esprimibili con numeri interi e piccoli.
Principio di Avogadro
Amedeo Avogadro formulò l’ipotesi che nelle stesse condizioni di temperatura e pressione columi uguali di gas diversi contengono uguale numero di molecole ovvero si assume il valore 6,022 × 1023, calcolato come media approssimata dei dati ottenuti mediante metodi sperimentali chimici e fisici indipendenti.
Quindi:
1 mole di atomi di azoto = 6,02 x 1023atomi di azoto
1 mole di molecole di acqua = 6,02x1023molecole di acqua
1 mole di ioni cloro = 6,02x1023 ioni di cloro
Legge delle proporzioni multiple
La legge delle proporzioni multiple si riferisce al caso quando due elementi si combinano per formare diversi composti, la massa di un elemento si combina con una data massa dell'altro in modo che le due masse stanno tra loro in un rapporto che si può esprimere con numeri interi (arbitrariamente piccoli).

La struttura dell’atomo
Per la formulazione della legge di Dal ton le più piccole particelle che costituiscono la materia sono gli atomi. Numerosi esperimenti hanno evidenziato che gli atomi sono costituiti da particelle più piccole chiamate particelle subatomiche:
• Elettroni (carica negativa)
• Protoni (carica positiva)
• Neutroni ( carica neutra)
Numero atomico e massa di un atomo
In un atomo il numero atomico che si indica con Z rappresenta il numero dei protoni: poiché in un atomo il numero delle cariche positive è uguale al numero degli elettroni il numero atomico rappresenta anche quello degli elettroni.
Il numero atomico è scritto a sinistra dell’elemento. 6C
La somma del numero dei protoni e dei neutroni da il numero di massa che viene indicato con la lettera A . Il numero viene riportato in alto a sinistra del simbolo dell’elemento.
35C
Isotopi
Gli elementi sono formati per la maggior parte da atomi che differiscono per il numero di massa cioè per il numero di neutroni.
Gli atomi che hanno lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni si chiamano isotopi.
E’ importante sottolineare che gli isotopi hanno stesse proprietà chimiche.
L’idrogeno possiede tre isotopi idrogeno,deuterio,trizio.
Massa atomica
Per ogni elemento è stata calcolata una massa atomica media. Questa si ottiene sommando la massa atomica relativa di ogni isotopo e i vari contenuti. La massa atomica esprime il rapporto tra la massa di un atomo di un elemento e l’unità di massa atomica.
Massa molecolare
La massa molecolare è uguale alla somma delle masse atomiche di tutti gli atomi presenti nella molecola ed esprime anche il rapporto tra la massa di una molecola e l’unità di massa atomica.
Esempio:
ch3ch3 cl
2 atomi di C = 2x 24,02u
5 atomi di H = 5 x 1,01 u
1 atomo do Cl = 1 x 35,45 = 35,45 u
Massa molecolare 64,52
La mole
In una reazione chimica tra due sostanze quanti atomi o molecole di ciascuna di esse entra in combinazione si deve adottare un metodo che permetta di contare le particelle indipendentemente che sia possibile farlo o meno. A questo proposito una conveniente quantità di sostanza che contenga un numero definito di particelle ovvero la mole nel SI (mol).
Nel SI una mole è la quantità di sostanza che contiene 6,02 x 1023 particelle elementari.
Esempio:
una massa di rame 10,556 x 10-23g
Per sapere la sua mole si moltiplica per 6,02 x 10 23 = 63,55 g
Quindi una massa atomica sarà uguale alla massa atomica dell’elemento.
Una mole di atomi di qualsiasi elemento è costituita da un numero di grammi uguale alla massa atomica dell’elemento.
Questo vale anche per una mole di molecola perché è costituita anche essa da un numero uguale di grammi alla massa molecolare del composto.

Massa molare
La massa di una mole di sostanza è chiamata massa molare.
L’unità di musura è g/mol
La relazione che intercorre tra la massa in grammi di una sostanza e le corrispondenti moli è :
moli = massa / massa molare
Il volume molare
Il volume in litri occupato da una molecola di sostanza allo stato gassoso che si trova ad 1 atm di pressione e a 0°C di temperatura prende il nome di volume molare.
Il volume molare di un gas si ottiene dividendo la massa molare per la densità
Composizione percentuale di un composto
Una formula chimica permette di determinare in che percentuale ciascun elemento partecipa alla massa totale del composto.
Si determina la massa di mole del composto.
Si divide la massa di ciascun elemento in 1 mole del composto per la massa molare del composto. Il valore ottenuto si moltiplica per 100.
Percentuale di un elemento = massa di un elemento in 1 mole del composto\ massa molare del composto x 100%
H2So4
( 2 x 1,01g) + 32,06g +( 4 x 16,00g) = 98,08g
% H = 2,02g/98,08g x 100% = 2,06%
% S = 32,06g/98,08g x 100% = 32,69%
% O = 64,00g/98,08g x 100% = 65,25%

Esempio