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Proprieta' chimiche

Prorieta' chimiche di chimiche di elementi e composti

Numero Atomico - Massa atomica - Elettronegativita' secondo Pauling - Densita' - Punto di fusione - Punto di ebollizione - Raggio di Vanderwaals - Raggio ionico - Isotopi - Guscio elettronico - Energia di prima ionizzazione - Energia di seconda ionizzazione - Potenziale standard

Numero atomico

Il numero atomico indica il numero di protoni all'interno del nucleo di un atomo. Il numero atomico è un concetto importante della chimica e dalla meccanica dei quanti. Un elemento ed il relativo posto all'interno della tavola periodica derivano da questo concetto.
Quando un atomo è generalmente elettricamente neutro, il numero atomico e' uguale al numero di elettroni nell'atomo, che possono essere trovati intorno al nucleo. Questi elettroni determinano pricipalmente il comportamento chimico di un atomo. Gli atomi che trasportano delle cariche elettriche sono chiamati ioni. Gli ioni possono avere un determinato numero di elettroni maggiore (caricato negativamente) o minore (caricato positivamente) rispetto al numero atomico.

Massa atomica

Il nome indica la massa atomica di un atomo, espressa in unità di massa atomica (uma). La maggior parte della massa di un atomo e' concentrata nei protoni e neutroni contenuti nel nucleo. Ogni protone e neutrone pesa all'incirca 1 uma, quindi la massa atomica e' sempre molto vicina al numero di massa (o nucleico), che indica il numero di particelle all'interno del nucleo di un atomo, quindi protoni e neutroni. Ogni isotopo di un elemento chimico può variare nella massa. La massa atomica totale di un elemento è equivalente alle unità di massa dei relativi isotopi. La presenza degli isotopi in natura è un fattore importante nella determinazione della massa atomica generale di elemento. In riferimento ad un certo elemento chimico, la massa atomica riportata nella tavola degli elementi e' la massa atomica media di tutti gli isotopi stabili dell'elemento. La media e' pesata sulla abbondanza in natura degli isotopi dell'elemento.

Elettronegativita' secondo Pauling

L'elettronegaticita' e' una misura della tendenza di un atomo ad attirare la nuvola elettronica nella sua direzione durante il legame chimico con un altro atomo.
La scala di Pauling è un metodo ampiamente usato per ordinare gli elementi chimici secondo la loro elettronegativita'. Il premio Nobel Linus Pauling sviluppo' tale scala nel 1932.
I valori di elettronegativita' non sono calcolati, basandosi su una formula matematica o su una misura. Si tratta piuttosto di una gamma pragmatica.
Pauling diede all'elemento con l'elettronegativita' piu' alta possibile, il fluoro, un valore pari a 4.0. Al Francium, l'elemento la minore elettronegativita' possibile, attribui' un valore pari a 0.7. A tutti gli elementi restanti fu dato un valore incluso tra questi due estremi.

Densita'

La densità di un elemento indica il numero di unità di massa dell'elemento che sono presenti in certo volume di un mezzo. Tradizionalmente, la densità è espressa attraverso la lettera greca ro (scritta come r). All'interno del sistema di misura SI la densita' è espressa in i chilogrammi per metro cubo (kg/m3). La densità di un elemento solitamente è espressa graficamente attaverso temperatura e pressione dell'aria, perché queste due proprietà la influenzano.

Punto di fusione

Il punto di fusione un elemento o composto indica la temperatura alla quale la forma solida dell'elemento o composto è in equilibrio con la forma liquida. Solitamente si suppone una pressione dell'aria di 1 atmosfera.
Per esempio: il punto di fusione di acqua è 0 gradi C, o 273 K.

Punto di ebollizione

Il punto di ebollizione di un elemento o composto indica la temperatura alla quale lo stato liquida di un elemento o composto è in equilibrio con lo stato gassoso. Solitamente si puppone che la pressione dell'aria sia 1 atmosfera.
Per esempio: il punto di ebollizione dell'acqua è 100 oC, o 373 K.
Al punto di ebollizione la pressione del vapore un elemento del o composto è pari a 1 atmosfera.

Raggio di Vanderwaals

Anche quando due atomi che sono vicino ad un altro atomo non si legano, essi comunque lo attraggono. Questo fenomeno è noto come interazione di Vanderwaals. Le forze di Vanderwaals costutuiscono una forza fra i due atomi. Tale forza cresce di intensita' quanto piu' gli atomi si avvicinano. Tuttavia, quando i due atomi raggiungono una certa distanza tra di loro, si genera una forza di repulsione, in conseguenza della repulsione esistente fra gli elettroni negativamente caricati di entrambi gli atomi. Di conseguenza, si stabilisce una determinata distanza fra i due atomi, che è comunemente nota come il raggio di Vanderwaals. Confrontando i raggi di Vanderwaals di varie coppie di atomi, e' stato sviluppato un sistema dei raggi di Vanderwaals, attraverso il quale si e' in grado di predire il raggio di Vanderwaals fra due atomi, attraverso la somma.

Raggio ionico

Il raggio ionico e' il raggio che uno ione ha all'interno di un cristallo ionico, dove gli ioni sono tenuti insieme ad un punto in cui i loro orbitali elettronici esterni sono a contatto reciproco. Un orbitale è la zona intorno ad un atomo in cui, secondo la teoria orbitale, e' maggiore la probabilità di individuare un elettrone.

Isotopi

Il numero atomico non determina il numero di neutroni presenti nei nucleo atomico. Di conseguenza, il numero di neutroni all'interno di un atomo può variare. Gli atomi aventi lo stesso numero atomico possono qundi differire nella massa atomica. Gli atomi dello stesso elemento che differiscono in massa atomica sono detti isotopi.
Soprattutto per gli atomi più pesanti che hanno un numero atomico piu' alto, il numero di neutroni all'interno del nucleo può superare il numero di protoni.
Gli isotopi dello stesso elemento si trovano spesso in natura alternatamente o in miscele.

Un esempio: il cloro ha un numero atomico pari a 17, che in pratica significa che tutti gli atomi di cloro contengono 17 protoni all'interno del loro nucleo. Esistono due isotopi. Tre quarti degli atomi di cloro trovati in natura contiene 18 neutroni ed un quarto contiene 20 neutroni. Il numero totale di tali isotopi e' pari a 17 + 18 = 35 e 17 + 20 = 37. Gli isotopi sono indicati come segue: 35Cl e 37Cl.
Quando gli isotopi sono annotati in questo modo il numero di protoni e neutroni non deve essere separatamente menzionato, perché il simbolo di cloro all'interno della tavola periodica (Cl) è collocato sul diciassettesimo posto. Ciò indica gia' il numero di protoni, quindi si può calcolare sempre facilmente il numero di neutroni sfruttando il numero totale.

Moltissimi isotopi non sono stabili, ma decadono durante i processi do decadimento radioattivo. Gli isotopi radioattivi sono detti radioisotopi.

Guscio elettronico

La configurazione elettronica di un atomo è una descrizione della disposizione degli elettroni in cerchi intorno al nucleo. Questi cerchi non sono esattamente rotondi, ma contengono un modello ondulato. Per ogni cerchio la probabilità di un elettrone di essere presente in certa posizione è descritta tramite una formula matematica. Ogni cerchio e' dotato di un determinato livello energetico, confrontato con il nucleo. I livelli piu' elevati di energia degli elettroni sono comunemente più lontani dal nucleo, ma a causa delle loro cariche gli elettroni possono anche influenzare i rispettivi livelli energerici. Di solito le orbite centrali si riempiono prima, ma ci possono essere eccezioni dovute alle repulsioni.
Le orbite sono raggruppate in gusci e gusci secondari, che possono essere numerate in base alla quantità.

Energia di prima ionizzazione

L'energia di ionizzazione indica l'energia necessaria per far perdere a un atomo o una molecola libera un elettrone nel vuoto. In altre parole, l'energia di ionizzazione è una misura della forza di legame dell'elettrone nelle molecole. Essa riguarda soltanto gli elettroni contenuti nell'orbita esterna.

Energia di seconda ionizzazione

Oltre all'energia di prima ionizzazione, che indica quanto a' difficile rimuovere il primo elettrone da un atomo, esiste anche la misura dell'energia di seconda ionizzazione. Questa energia di seconda ionizzazione indica la difficoltà di rimuovere il secondo atomo.

Similmente, esiste anche l'energia di terza ionizzazione ed a volte livella l'energia di quarta o quinta ionizzazione.

Potenziale standard

Il potenziale standard indica il potenziale di una reazione redox, quando è all'equilibrio, rispetto allo zero. Quando il potenziale standard supera lo zero, si tratta di una reazione di ossidazione. Quando il potenziale standard è inferiore a zero, si tratta di una reazione di riduzione. Il potenziale standard degli elettroni è espresso in il volt (V), ed indicato con il simbolo V0.

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