Post on 03-May-2015
Proprietà e Trasformazioni della MATERIA
che avvengono nel mondo MACROSCOPICO
dipendono dalla natura della materia che va cercata
nel mondo MICROSCOPICO di atomi e molecole !!!
La chimica è la scienza sperimentale che studia la materia e le sue trasformazioni
Acido salicilico
NATURALEAcido acetilsalicilico
Morfina
NATURALE Eroina
Piccole differenze a livello MICROSCOPICO
grandi differenze a livello MACROSCOPICO
Come si presenta la materia?
K2Cr2O7
NaCl
KMnO4
CuSO4 5 H2O
C (s, grafite)
Sb
Cu
Come procedere?
I tre livelli della chimica:
1. macroscopico (osservo e lavoro)
2. microscopico (penso)
3. simbolico (rappresento)
Posso pesare
atomi e molecole!
la mole è il tramite tra microscopico e macroscopico
STECHIOMETRIA:
studio sistematico QUANTITATIVO delle trasformazioni chimiche
m (g) : M (g mol-1) = n (mol)
Reazione chimica
Equazione chimica
1
2
3
Thomson e i tubi catodici: la scoperta dell’elettrone
Millikan misura carica e massa dell’elettrone
Rutherford stima le dimensioni atomiche
COME E’ FATTO L’ATOMO?Perché da questo dipendono le
proprietà della materia!
COME E’ FATTA LA MATERIA?
1. Dati sperimentali: esperimenti di interazione della luce con la materia
– spettri di emissione e di assorbimento
2. Ipotesi di Planck:
quantizzazione dell’energia
E = n hν
3. Ipotesi di Einstein:
natura corpuscolare della luce –
il fotone: E = hν
4. Ipotesi di De Broglie:
dualismo onda-corpuscolo
λ = h / mv
5. Principio di Indeterminazione di Heisenberg:
Δp Δx ≥ h / 4π
Nasce la Meccanica
Quantisticadescrive i sistemi microscopici
1. i sistemi microscopici scambiano energia solo in quantità discrete.
2. il moto delle particelle microscopiche è descritto
in termini probabilistici.
Eq. Fondamentale della Meccanica Quantistica:
(-h2 / 8π2m) d2 ψ /dx2 + d2 ψ/dy2 + d2 ψ /dz2 + V ψ = Etot ψEquazione di Schrödinger
* Valori permessi di Energia (Stati stazionari)
* Funzioni d’onda ψ (x,y,z) dette ORBITALI definite da una terna di numeri quantici
n, l, m con n = 1,2,3… l = 0,… (n-1) m = ±l, 0:
1. ampiezza dell’onda in ogni punto (x,y,z) o (r,θ, φ) dello spazio
2. densità di probabilità per la particella (ψ 2)
LA FORMA
DELL’ORBITALE Orbitali s
(l=0)
Orbitali p
(l=1)(px py pz)
Orbitali d
(l=2)(dxy dyz dxz dx
2-y
2 dz2)
INOLTRE per l’elettrone:
ms = ± ½ spin elettronico (raddoppia il numero di stati quantici per En : 2n2)
Principio di esclusione di PauliPrincipio della massima molteplicitàRiempimento degli orbitali
TUTTO QUESTO PER ATOMO MONOELETTRONICO!!!
E PER GLI ATOMI POLIELETTRONICI?
Approssimazione orbitalica del campo autoconsistente di Hartree
Orbitali monoelettronici simili a quelli di H: ψnlm con stesse limitazioni per n, l, mMA
1. Modello a gusci (e- con stesso n in guscio di raggio r) e sottogusci (e- con stesso nl in guscio di raggio r)2. E diverse da quelle per H (e- poco schermati “più vicini” al nucleo, e- molto schermati “più lontani”) 3. Rimozione della degenerazione (nei sottogusci, ns meno schermati di np ed nd, quindi ns più penetranti sul nucleo)
QUINDI:
Configurazioni elettroniche
Tavola Periodica degli ElementiEI AE