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ATOMO Tavola periodica - contiene tutti gli elementi > - L elementi fondamentali per organismi : -...

ATOMO Tavola periodica - contiene tutti gli elementi > - L elementi fondamentali per organismi : - C - D - N - H > - elementi sono accoppiati (02 Hz ,... ) ↳tranne gas nobili Chimica-studia proprietà materia e sue trasformazioni > - 5 Tipi : -fisica-Teoria Chimica partendo dalla fisica - analitica - metodi chimici di analisi - organica - studia Composti derivati dal Carbonio - inorganica-studia gi altri elementi - biochimica - studia comportamento molecole e composti cellulari ↳ coinvolti in reazioni chimiche Materia - Tutto Ciò che occupa spazio e ha una massa Massa - forza per modificare stato moto e quiete di un oggetto Peso-dipende dal campo gravitazionale Proprietà Chimiche - comportamento di una sostanza con altre ↳ da a reazioni chimiche Origine ↳ causano cambiamenti e natura della materia nella composizione > - dipendono dalla configurazione esterna proprietà fisiche - comportamento materia dopo sollecitazioni fisiche ↳ modifiche energia ↳ materia non cambia composizione e natura Classificazione materia - sostanze pure : - Composizione fissa e costante - elementizatomi con Stessa specie (N , 0 , Ar) - composti - 2o più elementi in rapporto fisso e costante (N , O , Aul > - miscele : -20 più miscele chimiche in composti variabili - omogenee o soluzioni - proprietà uguali in ogni punto (plasma , uranio - eterogenee - proprietà diverse in ogni punto (sangue latte , 1 Atomo - particella base che costituisce la materia > - insieme atomi formano molecola struttura > - : - nucleo - protoni + neutroni - nube elettronica - orbitali e livelli energetici - elettroni > - stato fondamentale : Stesso numero - protoni ed elettroni - neutro > - ione : -quando atomo perde o acquista una carica - perde carica - diventa positivo > - catione - acquista carica - diventa negativo > - anione > - caratteristiche : simbolo atomico-lettera - rappresenta atomo - numero atomico - z > - unico per ogni atomo > - indica numero protoni ed elettroni - numero massa - A > - neutroni + protoni Molecola - parte più piccola di un elemento chimico > - conserva proprietà chimiche-fisiche > - esistenza indipendente > - es.: Oz Isotopi-un elemento può avere diverso numero massa > - varia numero neutroni > - proprietà chimiche non variano > - cambiano proprietà fisiche ⑧ > - es: He stato fondamentale ⑧ > - idrogeno ⑧ deuterio H-TriziO · -C " 12 > - es.: C , ↳ elemento radioattivo ↳ instabile ↓ emette particelle - dal nucleo > - radioattivi : - nuclei instabili - emettono radiazioni - usati per scopi-diagnostici > - radioterapia > - ricerca : -archeologica - laboratorio -Sviluppo - farma Ci 2 Peso atomico - PA > - massa atomica relativa = massa assoluta umd ↳ numero adimensionale > - unità misura : -unità massa atomica lumal-corrisponde a 1/12 massa di "C - Dalton (Da) n atomico. > - massa atomica assoluta massa neutronit massa protoni ↳ s simbolo S > - 1 uma/1 Dalton = 1 , 66. 102 K9 H idrogeno-nome ↳ 1 008 peso neutrone/protone peso atomico > - , > - es : He massa atomica assoluta = 1 , 673. /p-27 KG > - massa atomica relativa = 1 673 ,. 107 kg = 1 008 , 1 , 66. 10-27 kg Peso molecolare - PM > - somma pa degli atomi presenti nella molecola I > - es.. Glucosio-CHrOg : C = 12 6 = 72 Da. 180 Da H = 1. 12 = 12 Da 0 = 16 6 = 96DA. PAS In. atomico Modello atomico - elettrone ha caratteristiche della luce ↳ ondulatoria e corpuscolare ↳ delocalizzati attorno all'orbitale Orbitale - Spazio tridimensionale > - numeri quantici : -h- principale > - numero di orbitali > - 1 , 2 , 3 4, 5 6, 7 , , - e - secondario (e = n - 1) > - per ogni e c'è un n > - forma : -sle = 0) - p(e 1) = - d(e = 2) - f(e= 3) - m. ~ magnetico (e... 0... + el 3 > - Orientamento Orbitali Orbitalis - forma Sferica > - distanza dal nucieo : Is , 25 , 35... ↳n = 2 : - 2 = 0 -s -C = 1 -p ↳n = b: - 2=0- - 2= 1 - p - e = 2 - d orbitalip-doppi lobi allungati orbitalid-es : 2 =2 - Me = -2 , -1 , 0 1 2 , , 4 Elettrone-particella che ruota attorno all'asse > - emette campo magnetico grazie alla sua elettronegatività > - momento angolare : - numero quantico spin ms(-1/2 : + 112) - distribuzione elettroni negliorbitali Principi configurazione - Aufbau : -orbitali vengono riempiti dal basso verso l'alto > - di esclusione di Pauli : Orbitale può avere al massimo 2 elettroni con spin opposto > - di Hund : inizialmente un elettrone per Ogni orbitale LEGAMI Legami chimici - elettroni valenza : - numero varia in base al gruppo - orbitali esterni - formano legami chimici - determinano proprietà chimiche -Struttura Lewis li evidenzia - es:: 0. > - intramolecolari : - Tra atomi - iOniCO - covalente > - intermolecolari : - Tra molecole - dipolo -dipolo - legame a idrogeno - interazioni idrofobiche Intramolecolari-regola ottetto : completamento orbitalis e p danno stabilità chimica Legame ionico-interessa sali > - siformatra : -cationi - anioni L un elemento cede un elettrone a un elemento che lo acquisisce > - forza attrazione elettrostatica > - formato Tra : - metallo - non metallo composti ionici-aggregati cristallini di ioni ↳ disposti ordinatamente > - Tra elementi con : - poca elettronegatività - forte elettronegatività > - formula minima : rapporto con cui ioni sono presenti nella molecola Legame covalente - tra due non metalli > - condividono lo o più coppie elettroni ↳ differenza elettronegativi bassa ↳ non riescono a strapparsi elettroni ↳ orbitali molecolari sovrapposizione orbitali - spl : > - Tetraedro , angoio lo , ruotano > - Sp2 Triangolo : , legame 120°, , non ruotano > - Sp : lineare , angolo 180°, non ruotano 5 Due Tipi legame covalente-legame : - primo legame che si forma - più forte - lungo asse di congiunzione tra 2 atomi - es. - H. H - H:H > - H. HiFi > - F: -Fi > - legament : Si localizzano sopra , sotto e a fianco al legame o Covalente non polare - molecola neutra > - legame tra atomi con :- Stesso elemento - uguale elettronegatività > - nuvola elettronica egualmente distribuita > - es. Cen covalente polare - differenza elettronegatività leggermente alta (1 7) , > - es : HCe/H20 > - nuvola elettronica spostata verso atomo più elettro negativo > - atomi parzialmente carichi ↳ molecola polarizzata - molecole dipoo ↳ polo negativo e positivo parziale > - molecola polare dipendente da : - presenza legami covalenti polari - geometria molecola ↳ dipende dal tipo di che si formano tra atomi legami ↳ semplici, doppi e tripli · : p H20-a - # I Ca-0=c = 0 - - > - apoiare - idrofiche-solubili in acqua - apolari - idrofobiche > - non solubili in acqua - antipatiche - alcoli > - es.: alcol eTiliCO - CH3CHzOH H H > - H - C - q - H it O - H Legame dativo - atomo donatore mette a disposizione z elettroni che formano legame con accettore > - es : NH3tH-NHL H I + H - N : - H it > - es : Ossido zolfo :Si =S : - monossido di zolfo So : S > - soz anidride solforosa 0= O o O son anidride solforica O 6 Legami tra molecole - forze van der waals ↳ interazioni deboli > - dipolo / dipolo ↳ o ione > - idrogeno > - interazioni idrofobiche Dipalo/dipolo- Coinvolgono molecole con una certa polarità > - forze natura elettrostatica > - estremità di segno opposto ↳ 5 - S + 5-8 + 5-St > - es : H20/HCe Dipololione - attrazione elettrostatica > - Tra : -composto ionico (Nacel - molecole polari nel solvente in cui è Sciolto (H20) > - salvatazione : legame tra - particelle soluto > - molecole solvente > - guscio solvatazione : molecole solvente legate a particelle soluto A idrogeno - Tipo interazione dipalo/dipoio > - composizione : - atomo H - atomo molto elettronegativo (0 , N , F) > - legati con legame covalente polare Interazioni idrofobiche - tra molecole apolari > - Si instaurano dipoli istantanei e di conseguenza di poli indotti SOLUZIONI Formule chimiche - molecolari : - indicano composizione in numero e specie di una molecola - es.: C2Hz- acetilene Colto-benzene struttura : evidenzia il > - legame tra atomi Peso molecolare - somma pesi atomici di tutti atomi in una molecola Mole (moil - quantità sostanza che contiene n di. particelle uguali al n atomi contenuti in 6, 012. kg "C - Numero di Avogadro : Na = 6 022. 1633 , > - quantità in grammi di 1 mol di una sostanza è uguale alla massa molecolare relativa (Dalion) Les : 180 Da di glucosio - 180 g di glucosio grammi [moi gimoil g > - n. moli = = PM 18 Da peso y di 1 Molecola 18 (1 6 10 2")9 - > - es : H20 PM = -.. , 7 soluzione - miscela omogenea in cui è disperso soluto > - concentrazione : - espressione quantità soluto disciolta - modi esprimerla - VIV : mi soluto/100 mi soluzione > - % PIV : g saluto/100 mi sauzione > - M : molarità - n. moli soluto/I saluzione - es : concentrazione giucosio (180 PM) nel plasma è ao mg/100 m... indicare. molarità % plu = 0 , 09g/100 mi PM = 180 Da 1 Mol = 1809 M = n. moli 100 m1 - 0 , 099 L ↓ - 0 1 L , 0 , 0005 Mol - 0. 099 180 Da M = 0 , 0005 mol = 0, 005 mol 0 14 L , osmosi - quando 2 soluzioni a diversa concentrazione sono separate da Membrane semipermeabile > - solvente va dalla soluzione più diluita a quella diù concentrata i I - membrana semipermeabile osmotica pressione AH S Soluzioni fisiologiche - soluzioni isotoniche col sangue ↳ stessa concentrazione sale > - iniettate per endovena senza danneggiare globuli rossi > - Tipi : -isotonica - non c'è movimento acqua > - NacI 0. 9 % (plu) - ipotonica-movimento acqua da esterno a interno cellula > - Naci < 0. 9 % (PIV) - ipertonica-movimento acqua da interno a esterno cellula > - Naci > 0 9% , (plu) condizione fisiologica -0 9%. Naci Emolisi-cellule Si riempiono d'acqua > -.6 % NACI 0 Crenazione - cellule si suvotano d'acqua > - 1 4 % , Nach DILUIZIONI concentrazione - quantità soluto discipito in soluzione > - aggiungendo solvente : - quantità soluto non varia - quantità solvente aumenta 59/L solUTO 2, 59/L soluto aumento diluizione 1 :2 + 1LH 20 - ↳ 11 + 1(H20 > - solvente 19 & LH20 ↳ 22 2) H2O - + 1LH20 Diminuzione concentrazione - soluzione dilvita rispetto a quella di partenza g concentrazione - c = quantità soluto volume soluzione > - Ci = n molisoluto [moli/L] - nmai = Ci V :. [moli = moli] Visauzione (f > - = n molisauto - moli = [f Ve. ve soluzione > - Ci Vi = Cf Ve.. - quantità sauto non cambia Problema -Quanti g di NaOH (PM = 40 servono per preparare 250 mi di Soluzione 180 MM ? come procedere per avere so mi di Soluzione 0, 06 M di NAOH ? mi -80 V = 250m150 25L , n= c V. = 0 , 18 M. 0 , 25 M = 0 045 moli , > - 53 3 m/ , Ci = 180 mm - 0 18 , M (Moli/L) 0 , 045 mi 40. g = 1 , 09 - moli MM-26 7 , mi Vf = 80m/ Vi · Ci =Vf. Cf - Vi = Vf Cf. = 80 m1. 0, 06 M = 26 , 7 mi Ci 0. 18 M C+ = 0 06M. 26 7 , + 53 3m1 = 80 mi. Problema z - Qual è la concentrazione in molarità di una soluzione fisiologica ? Se voglio ao mi di Naci 50 mu come fare ? M =? - moli soluzione fisiologica -0 99/100 , mi L Nac1 PM 58 Nmoli 0. 99 0 01 moli 0 , 9 moli 100 MI - = = = , oppure : = X : 1000 mi 58 glmole I 100m1 = 11 - 0 01 ,. 10 = 0, 1 M 10 Ci = 0 1 M - 100 mm Vi = 50 mM. 90 mi = 45 mi Dalla soluzione fisiologica prendo 45 mi , 100 mM Vf = 90m/ e per arrivare a gomi del Ve inserisco Cf = 50 mM 90 - 45 = 45m/ 45 Mi di HiO Problema 3 con soluzione zm di HCI hzo devo usare per avere 50 mi di soluzione di HCI ? - , quanta 02 M , Ci = 2 M Vi = 0. 2 M 50 m1. = 5 mi 2m Vf = 50m/ Cy = 0. 2M 50 m1 - 5 m1 = 45 MI di H20 a Problema 4 - per prepare soluzione Sciago 30g di NAOH (PM = 40) in 400 mi di H20 Qual è. la concentrazione in % (D/V) del NOH ? Se aggiungo 1 , 6 L di H20 , qual è la concentrazione finale in molarità del NAOH ? gl100ml (p/u) 100 309 bogNaoh - = 7 5% oppure 30g : 400 mi = x : , 480m/ M = mol i 309 = 0 , 75 moli-contenute in 400 mi L 40 9/moli ↳. 0 75 moli = 1 8 M , PMd 0 , 44 Ci = 1 , 0M Cf = Ci - Vi = 1 , 04. 0 4) , = 0. 36M Vf 24 1 GL H20 , Vi = 400 m1 - 0 4) , Vf = 2) - 1 6( + 0 44 u 400 mi ,. REAZIONI CHIMICHE Rottura di a o più legami Chimici-reagenti : molecole subiscono trasformazioni > - prodotti : Si formano nuovi legami e nuove molecole dopo trasformazione Teoria Collisioni - molecole reagenti urtano tra loro > - numero urti (concentrazione) e loro velocità (temperatural > - importante orientamento molecole > - energia urto = o > all'energia attivazione ↳ energia minima molecole durante urto perché reazione avvenga Formula : reagenti I prodotti > - reazione può essere : - diretta A + B = C + D - inversa Legge Lavoisier - , ma non varia massa Totale materia si Trasforma Bilanciamento reazione - numero atomi elementi reagenti= numero atomi elementi prodotti > - es.: 3 Hz + Nz - 2NH3 CoHi206 + 60 - 6H20 + G CO2 Molecole reagenti - per trasformarsi devono collidere Velocità reazione - numero urti per unità di Tempo ↳costante proporzionalità della concentrazione reagenti -V = K. x (reagente) Reazione inversa - prodotti si urtano e reagiscono d A + B 10 Reazione all'equilibrio - velocità reazione diretta = velocità reazione inversa > - concentrazione reagenti e prodotti costante > - rapporto costante tra : - prodotto concentrazioni prodotti - prodotto concentrazioni reagenti > - indice del verso di reazione predominante : Kea = [C]' [D]" - A + bB +CC + &D [A]a [BJb Principio di Le Châtelier - quando si modifica una reazione in equilibrio questo si sposta nella direzione opposta a ciò che lo ha modificato Energia attivazione - energia da fornire perché molecole collidano con energia sufficente a rompere legami Velocità reazione dipende da : - natura reagenti - Temperatura - concentrazione reagenti - superficie contatto e orientamento molecole - presenza catalizzatore che abbassa energia di attivazione Stato energetico di un sistema-variazione energetica dallo stato iniziale a finale dopo trasformazione Reazione endo energetica-endotermica - richiede energia > - calore è un reagente Reazione esoenergetica - esotermica > - libera energia > - calore è un prodotto 11 IONIZZAZIONE DELL'ACQUA + Lievetendenza a dissociarsi : H20 - H + OH- 2 H20 - H3O + + OH- keq = [H J [0H -7 + = 1 , 06. 10-16 T = 25 ° C 1/107 molecola è ionizzata (trascurabile) [H20] 1 L di H20 = 1000 g - [H20) = 55 6 , Mol/L Prodotto ionico-kw = [H+ J [OH-] = Reg · [H20) = 1. 10 - Costante 7 [H ] [OH] - + = = 10 a soluzione neutra 7 PH Soluzione - PH = -10g[H + ] in H20 pura-pH -10g = 10- = 7 > - pOH = -109 [OH-] Pkw = - 109 [kw] = - 109[10-] = 14 PH + pOH = 14 10g [kw) 10g ([H ) [OH-]) 10g [H ) 10 g[OH-] + PH pOH da 0 a 14 + - = - = - - = 14 = 14 - = PH7 - Soluzione acida PH7-soluzione basica Esempio - Qual è il ph di una soluzione in Cui [H+ ] = 3, 6. 10 - " MI PH 109(3 10 ") (1093 6 10910-) [0 56 + ( 4)) 10 56 4) 0. 56 + 4 = 3, 44 - = - , 6. = -. + = -. = - , - = - Qual è il pot di questa soluzione ? POH = 14 - DH = 14 - 3 , 44 = 10 56 , Qual e la [H) in una soluzione in cui il PH = 5 ? PH 5 [H ] - - + = 10 = 10 ACIDI E BASI Arrnenius (1800) Acido : dona H - + > - base : libera OH- Bronsted e Lowry (1 923) acidodona H solo se c'è base che può riceverli. -. Acidi-HCI Es , ChyCOOH , HaSO4 , Hy POL Es. basi-Na Oh , Koh , Ca(OH)c NHa , Acidi in soluzione acquosa si dissociano H20 + HCl - HzOt + C1 - base acido ione ione ↳ liberano ioni H+ idronio cloruro 12 Aci di monoprotici-liberano 1 solo ione H+ + es : H(l H C1 - > - - + CHICOOHTH+ + CH3COO- + Acidi diprotici-liberano zioni H + > - es: HzSO-H + HSOc HSOTH" + So - Triprotici-liberano + Acidi y ioni H HzPOci + > - es.: H3 POTH + HzPOLiTH + + HPOc - -- H Pa H+ + PO Es basi. : NaOH-Na + + O H- + OH + H = H20 NH3 + H20-NHL" + OH- sostanza riferimento acqua-forza acido : Tendenza a cedere protoni (h all'acqua > - forza base : capacità strappare protoni all'acqua Acidi e basi forti-tendono a dissociarsi completamente in acqua + es.: H(l H - > - - + C1 ione spetiatore NaOH - Nat + OH- ione spettatore Acidi o basi deboli-tendono a dissociarsi solo parzialmente in acqua + > - es.: CH , COOH = H + CHyCOO- base Coniugata NHz + H20 = NHut + OH- acido coniugato Ka/kb-costante di dissociazione di un acido o base > - uguale alla kea della reazione di dissociazione > - maggiore quando acido o base è più forte : Ka = [H ) + [HA] > - Tanto più piccola quanto più forte è acido o base : pka