Dimensioni (sub)-atomiche
• Il nucleo è 10.000 volte
più piccolo dell’atomo
• Il protone ed il neutrone
sono 10 volte più piccoli
del nucleo
• Non ci sono evidenze
che i quarks abbiano
dimensione …
Scale di raffronto
1 Å = 10-10 m
1 km
globuli
rossi
1 dm
nucleo
1 cm
nucleone
~10 µm
elettrone
Teoria VSEPR
(Valence Shell Electron Pair Repulsion)
La teoria della repulsione delle coppie elettroniche nel guscio
di valenza parte dalla idea fondamentale che le coppie
elettroniche nel guscio di valenza di un atomo si respingano tra
loro. Questo riguarda sia le coppie solitarie (lone pair), che
sono localizzate sull’atomo e non sono coinvolte nel legame,
sia le coppie di legame, che sono condivise con altri atomi.
Le coppie elettroniche si posizionano il più possibile lontano le
une dalle altre per minimizzare l’energia e questo determina la
geometria molecolare.
Utile per prevedere geometrie approssimate di molecole che
presentano un atomo centrale sebbene esistano limitazioni
Numero sterico (SN)
SN =
Numero atomi
legati
+
Numero coppie
solitarie
Per trovare la geometria occorre calcolare lo SN
dell’atomo centrale ragionando sulla configurazione di
Lewis
1
2
SN di C in CO2
C + O
+ O
O
C
O
SN = 2 (atomi di ossigeno legati) + 0 (coppie solitarie) = 2
1
SN di O in H2O
O
+ H + H
1
H O
2
H
2
lone pair
SN = 2 (atomi di idrogeno legati) + 2 (coppie solitarie) = 4
Geometria molecolare in funzione di SN e tipo di ibridazione
SN = 2
sp Lineare
sp3d
SN = 5
Trigonale
bipiramidale
sp2
sp3d2
SN = 3
Trigonale planare
SN = 6
Ottaedrica
SN = 4
sp3
Tetraedrica
SN = 7
Pentagonale
bipiramidale
Filmati
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Ulteriori aggiustamenti della geometria si calcolano
considerando che:

lone pair
lone pair

coppia legame
coppia legame

coppia legame
Repulsione crescente
lone pair
Per cui ad esempio l’angolo diedro dell’acqua non è 109,5 ma 104,45°
Stabilire la geometria molecolare
di…
H2O
CO2
PF5
CH3Cl
CH4
NH3
SF4
ClO3+
BrO4¯
Stabilire la formula di struttura
di…
acido ortosilicico.
acido fosforico.
acido difosforico (pirofosforico).
acido solforico.
acido nitrico.
ione perclorico.
Elencare gli idracidi alogenuri e ordinarli in ordine
crescente del punto di ebollizione.
continua… 
In genere per i metalli la temperatura di ebollizione
diminuisce lungo il gruppo all’aumentare di Z (Gruppi
IA, IIA, IIIA, IVA)
In genere per i nonmetalli e i metalli di transizione la
temperatura di ebollizione aumenta all’aumentare di
Z (Gruppi VA, VIA, VIIA, VIIIA)
Eccezioni: H e i gruppi IB e IIB
L’andamento della temperatura di fusione segue
all’incirca quello della temperatura di ebollizione
Andamento temperature di ebollizione
Alta T ebollizione
IA
1
IIA
4
IIIA
Bassa T ebollizione
2
3
VIIIA
IIIB
IVB
VB VIB
VIIB
VIIIB
IB
IIB
IVA
Tavola periodica
5
6
7
Lantanidi
Attinidi
VA
VIA VIIA
 risposta
HCl < HBr < HI < HF
HF ha il punto di ebollizione più alto perché le sue
molecole formano legami idrogeno
Gli altri idracidi seguono un andamento crescente
con il peso molecolare
Legge della conservazione
della massa
In una reazione chimica la somma delle masse delle
sostanze reagenti è uguale alla somma delle masse
dei prodotti della reazione, ovvero nulla si crea, nulla
si distrugge ma tutto si trasforma.
Lavoisier
Nota:
In realtà ad ogni sviluppo/assorbimento di energia la massa totale diminuisce/aumenta
secondo l’equazione di Einstein E = m·c2. Tale variazione di massa è tuttavia del tutto
trascurabile in una reazione chimica.
Teoria atomica di Dalton
•La materia è composta di atomi indivisibili
•Tutti gli atomi dello stesso elemento hanno la stessa
massa e stesse proprietà
•Elementi diversi hanno atomi differenti; in particolare i
loro atomi hanno masse differenti
•Gli atomi sono indisttruttibili e mantengono la loro
identità nelle reazioni chimiche
•Un composto si forma dagli elementi mediante la
combinazione degli atomi di elementi diversi secondo
rapporti di numeri interi
Dalton
Stechiometria
La stechiometria di una reazione chimica indica in
che rapporti due o più sostanze reagiscono tra di loro.
La stechiometria di una reazione viene rappresentata
attraverso coefficienti, detti appunto stechiometrici e
questi coefficienti esprimono i rapporti (molari) con cui
le sostanze coinvolte nella reazione reagiscono.
I coefficienti stechiometrici vengono posti prima di
ogni specie chimica che partecipa alla reazione. In
assenza di coefficiente si presuppone che il numero
sia 1.
Dozzina
Quantità di sostanza di un sistema che contiene un
numero di entità elementari pari al numero 12.
Mole
Quantità di sostanza di un sistema che contiene un
numero di entità elementari pari al numero di
Avogadro ( 6,02 x 1023)
Numero di Avogadro (NA)
12
Numero di atomi in 12 g di carbonio 12 ( 6 C)
NA  6 ,022 x 1023
Quante dozzine di tuorli ci sono in 2 dozzine di uova?
Quante moli di ossigeno posso ricavare da 3 moli di acido solforico?
7 × 1022
stima del numero di stelle nell' universo osservabile.
1023
stima del numero di granelli di sabbia di tutte le spiagge
del mondo.
NA ≈ 6,022×1023
è il numero di atomi in 12 grammi di 12C
1024
è il numero totale di connessioni sinaptiche presenti nel
cervello umano.
Unità di massa atomica unificata (u / Da (dalton)
u.m.a. / a.m.u.)
La dodicesima
parte
della
massa
di
un
atomo
di
12
carbonio-12 ( 6 C).
1 u = 1/NA g  1,66 x 10-24 g
Partendo dalla definizione di NA ricavare il valore numerico di u.
Se sommo la massa di 6 protoni e di sei neutroni non
ottengo la massa del carbonio-12. Perché?
Numero di massa (A)
numero di protoni + numero neutroni (Z + N)
A
Z
X
Massa atomica (peso atomico) assoluta
Massa di un atomo di un elemento espressa in grammi
Massa atomica (peso atomico) relativa
Numero che esprime il rapporto tra la massa di un
atomo e la unità di massa atomica u
Massa molecolare (peso molecolare)
Grandezza analoga alla massa atomica (sia assoluta
sia relativa) ma riferita a una molecola
Peso formula
Equivale alla massa molecolare relativa ma è riferita a
composti chimici non molecolari e in particolare ai
composti ionici.
Massa molare
Massa (peso) di 1 mole di qualsiasi sostanza.
Viene espressa in g·mol-1. È numericamente (ma non
dimensionalmente!) uguale alla massa atomica (relativa)
Grammoatomo (desueto!)
Massa molare di una specie atomica
Grammomolecola (desueto!)
Massa molare di una specie molecolare
Attenzione!
È molto comune parlare di peso (massa) atomico/molecolare
confondendolo con la massa molare!
Il peso atomico dell’azoto è 14 g ?
Il peso atomico dell’azoto è 28 ?
La massa molare di H2 è?
1. Quante moli di rame sono contenute in 6,2 g di Cu?
2. Quante moli di rame sono contenute in 6,2 g di solfato
rameoso?
3. Calcolare la massa assoluta di 2,3 moli di HNO3
4. Calcolare la percentuale in peso di tutti gli elementi
nel dicromato di potassio
5. Calcolare percentuale in peso di SO3 in H2SO4
6. Un fertilizzante azotato è venduto con un titolo del
19,2% in peso di azoto. Calcolare la percentuale di
solfato di diammonio contenuto nel fertilizzante
7. Sapendo che il bicarbonato di sodio riscaldato si
dissocia in carbonato di sodio, anidride carbonica e
acqua, si calcoli in tal caso la perdita percentuale in
peso del sale
Soluzioni …
Soluzioni
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
0,098 mol
0,039 mol
145 g
%K = 26,5
81,6%
90,56%
36,9%
%Cr = 35,4
%O = 38,1