CENNI DI CHIMICA
GENERALE ED
INORGANICA
La chimica è una scienza che si occupa di razionalizzare le trasformazioni della
materia.
Secondo la fisica classica, la materia rappresenta tutto ciò che ha massa e
che occupa
spazio. Questo però non è valido per la fisica moderna (es.:
fisica quantistica), perché le particelle subatomiche (cioè più
piccole dell’atomo) che conosciamo, occupano uno spazio vuoto.
La materia è soggetta a variazioni che possono essere:
REVERSIBILI  ciò che si trasforma può essere riportato allo stato iniziale (il
ghiaccio che si trasforma in acqua può essere riportato allo stato di ghiaccio)
IRREVERSIBILI  ciò che si trasforma non può essere riportato allo stato
iniziale (bruciando del legno si ottiene carbono, il quale non può essere
ritrasformato in legno)
L’unità fondamenta le della materia è
L’ ATOMO
La parola deriva dal greco  àtomos -, indivisibile, perché
nell’antichità si pensava che questa fosse la particella più piccola
della materia.
Oggi sappiamo che l’atomo è composto da:
PROTONI  CARICA POSITIVA
NEUTRONI  NEUTRI
ELETTRONI  CARICA NEGATIVA
Contenuti nel nucleo
orbitano intorno al nucleo
Ogni atomo possiede caratteristiche proprie. In particolare, gli elementi vengono
distinti tra loro mediante:
NUMERO ATOMICO (Z)  n° di protoni
NUMERO DI MASSA (A)  n° di protoni + n° di neutroni
Allo stato fondamentale (cioè, quando l’atomo non riceve stimoli) il nnumero di
protoni corrisponde a quello degli elettroni, quindi, possiamo dire che nel suo stato
fondamentale l’atomo ha una carica neutra, perché le cariche + (protoni) vengono
bilanciate da cariche – (elettroni).
Un’altra grandezza caratteristica dell’atomo è la
massa atomica che serve a determinare il peso
dell’atomo.
Una unità di massa atomica equivale a 1/12
della massa del carbonio 12 (12C).
TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
Non è altro che una tabella in cui si trovano classificati gli atomi secondo il loro numero
atomico Z.
La tavola è formata da righe (gruppi) e colonne (periodi).
Gli elementi sono indicati con la sigla del loro nome in latino.
I diversi colori con cui sono indicati gli elementi si riferiscono alle loro caratteristiche
chimico fisiche.
gruppo
periodo
Z
GLI IONI
Gli atomi sono in continuo cambiamento. Instaurano legami, si scindono da
molecole, e soprattutto scambiano elettroni.
Infatti gli elementi sono in grado di acquistare o cedere gli elettroni. In questo caso
si dice che diventano IONI.
Perché avvenga questa reazione però, è necessario che siano vicini tra loro due o più
atomi; perché gli elettroni se vengono persi da qualcuno devono essere acquisiti da
altri.
Se un atomo perde un elettrone, allora diventa positivo (rimane scoperta una carica
di un protone che trova nel nucleo; se invece lo acquista diventa uno ione negativo
(le cariche + contenute nel nucleo non bastano a bilanciare quella in più del nuovo
elettrone)
-
+
+
Ione negativo
(anione)
Ione positivo
catione
LEGAMI CHIMICI
Gli atomi sono in grado di legarsi tra loro. Quando due o più atomi formano legami si
forma una MOLECOLA e si dice che avviene una reazione chimica.
Le molecole possono essere indicate con le FORMULE BRUTE (cioè vengono scritti solo
quali e quanti sono gli atomi che le compongono)
H2O
due atomi di idrogeno
un atomo di ossigeno
Oppure con le FORMULE DI STRUTTURA che ci indicano anche COME sono disposti gli
atomi.
O
Così sappiamo che gli atomi di H sono
Entrambi legati all’O
H
H
LE REAZIONI CHIMICHE
Si scrivono in questo modo:
-Si indicano i reagenti (cioè le sostanze di partenza che reagiscono tra loro) a
sinistra
-Si indicano i prodotti (cioè le nuove sostanze che si sono formate dalla
reazione dei reagenti) a destra
-Si indica il verso della reazione (di solito da sinistra a destra) con una freccia
REAGENTE_1 + REAGENTE_2  PRODOTTI
H2SO4 + 2 NaOH  Na2SO4 + 2 H2O
REAGENTI
PRODOTTI
LE REAZIONI VANNO BILANCIATE
Cioè, il numero di atomi che c’è a destra deve corrispondere a quello che c’è a
sinistra:
H2 + O2  H2O
Questo vuol dire che a sinistra ci sono 2 atomi di H e 2 di O, mentre a destra 2 di H
e 1 di ossigeno. La reazione NON è bilanciata, perché gli atomi di O devono essere
2 anche a destra.
H2 + O2  2H2O
Adesso ho 2 di O a destra (2 va moltiplicato con l’ossigeno) e due a sinistra. Però
ce ne sono 4 di H (2 va moltiplicato per il 2 alla pendice di H) e destra e solo 2 a
sinistra.
2 H2 + O2  2H2O
Ora ho 4 di H a sinistra (il 2 va moltiplicato per il 2 alla pendice di H) e 4 di H a
destra; 2 di O a sinistra e 2 di O a destra. La reazione è bilanciata.
LEGAMI CHIMICI
Esistono diversi tipi di legame. I più importanti sono:
-LEGAME IONICO
È quello che si forma tra ioni. Quindi la molecola si forma grazie a forze elettrostatiche. È
tipico dei Sali.
In pratica due atomi con diversa elettronegatività si scambiano gli elettroni e acquisiscono
delle cariche opposte. Queste cariche si attraggono tra loro e fanno si che gli atomi
formino una molecola.
+Na
Cl
Il cloro strappa l’elettrone al sodio
perché è più elettronegativo, cioè ha
sodio
cloro
una maggiore capacità di attrarre
elettroni. Gli elementi più
elettronegativi si trovano a sinistra
della tavola periodica, mentre quelli
meno elettronegativi a sinistra.
Na+ +
Cl
NaCl
NB: l’ossigeno non è l’elemento più a
destra della tavola, eppure è quello
più elettronegativo di tutti.
Ione
Sodio
ione
cloro
cloruro di
sodio
-LEGAME COVALENTE
Si forma tra atomi simili fra loro.
Gli elementi mettono in compartecipazione (cioè in comune) i loro elettroni
formando dei legami molto forti.
Cl
Cl
Cl + Cl  Cl2
-LEGAME A IDROGENO (ponte idrogeno)
È un legame molto particolare. Avviene tra molecole dipolari, cioè che possiedono una
parte caricata positivamente ed un’altra negativamente.
Una di queste molecole è l’acqua. Questa infatti è formata da due atomi di H (molto
elettropositivo) ed uno di O (molto elettronegativo).
Quando sono legati tra loro, l’ossigeno tendo comunque ad attirare verso di se gli
elettroni degli H.
Gli H essendo poco elettronegativi tendono a cederli, e questo genera un flusso di
cariche che conferisce agli atomi di O una leggera carica -, e agli H una leggera carica +.
O
δ-
Flusso di elettroni
Quando due molecole di acqua si trovano
vicine, la parte positiva di una, attrae la
parte negativa dell’altra. Si forma così il
legame idrogeno.
δ+
H
H δ+
O
δ+
H
δ-
H δ+