Configurazioni elettroniche

http://www.infochimica.org/2008/10/configurazione-elettronica-degli-atomi/

Una piccola applicazione sugli orbitali

Simulatore di orbitali

Rappresentazione degli orbitali atomici dell'idrogeno.

Orbitali atomici

Gli orbitali sono le regioni dello spazio intorno al nucleo in cui vi è la massima probabilità di trovare gli elettroni atomici. Sono descritti da funzioni matematiche chiamate funzioni d'onda, che si trovano come soluzioni dell'equazione di Schrödinger, l'equazione che sintetizza in forma matematica tutte le nostre conoscenze sull'atomo.

Gli orbitali atomici vengono designati da un numero intero seguito da una lettera minuscola dell’alfabeto. Il numero da il valore al numero quantico n, la lettera quello del numero quantico l.

Un elettrone trova collocazione in orbitali di forma e dimensioni diverse a seconda dell'energia e del momento angolare che possiede.

Gli orbitali atomici

Gli orbitali atomici sono le soluzioni dell’equazione di Schrodinger. Gli orbitali atomici vengono designati da un numero intero seguito da una lettera minuscola dell’alfabeto. Il numero da il valore al numero quantico n, la lettera quello del numero quantico l. Le lettere s, p, d, f, g, h, ecc… corrispondono rispettivamente a l = 0, 1, 2, 3, 4, 5, ecc… Man mano che ci si allontana dal nucleo, l’energia degli orbitali atomici aumenta, e la loro successione è la seguente:

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f,…

ma in realtà una simile progressione è valida solo per l’atomo di idrogeno, nel quale il solo atomo presente non è sottoposto alla repulsione elettrostatica degli altri elettroni. L’effettivo stato energetico degli orbitali atomici lo si ricava applicando il seguente schema:

Per un dato valore di n, gli orbitali atomici di tipo s, ossia quelli caratterizzati da l = 0, sono singoli; quelli di tipo p (l = 1) sono tre; quelli di tipo d (l = 2) sono cinque; quelli di tipo f (l = 3) sono sette. Il perchè si evince applicando le regole che determinano i numeri quantici. In assenza di un campo magnetico esterno i numeri quantici m ed ms non contribuiscono e quindi i tre orbitali atomici di tipo p sono isoenergetici così come lo sono i cinque d ed i sette f.

Tratto integralmente da:http://www.infochimica.org/2008/10/orbitali-atomici/

Gli orbitali dell'Idrogeno (teorici) e degli idrogenoidi

Un link su elettroni e probabilità di trovarli (senza dimenticare il principio di Heisemberg).

http://www.eravolgare.net/?p=196

La liofilizzazione.

Il processo di liofilizzazione consente di conservare molti alimenti a temperatura ambiente anche per un lungo periodo di anni. Esso si basa sul principio per cui, togliendo la componente di acqua presente in ogni alimento in quantità variabile, esso si conserva senza rischi di degenerazione o contaminazione da germi. L'acqua infatti viene eliminata completamente, impedendo ai germi, patogeni e non, di riprodursi e contaminare i cibi. La perdita di acqua quasi totale (circa il 98%) non compromette le proprietà nutritive e i sapori dei cibi. La moderna tecnica di liofilizzazione prevede l'eliminazione dell'acqua operando dapprima a bassissime temperature, quindi sotto vuoto, garantendo uno standard igienico molto elevato. La grande diffusione dei prodotti liofilizzati si deve alla facilità di conservazione (a temperatura ambiente) e al trasporto e immagazzinamento (sono molto leggeri e facilmente trasportabili in grandi quantità). L'elevato standard igienico ne ha fatto uno dei metodi più efficaci per la preparazione e la conservazione dei cibi per i neonati. La liofilizzazione lascia inalterati, oltre al contenuto proteico, anche caratteristiche nutritive più delicate, come le vitamine e i sali minerali, oltre a lasciare immutato il sapore e gli aromi contenuti negli alimenti. Una volta rimesso a contatto con l'acqua, l'alimento liofilizzato riacquista tutta la sua consistenza e senza alcun bisogno di aggiunta di ulteriori ingredienti. I casi più comuni di alimenti liofilizzati sono il latte in polvere e molti a base di verdure, carne e pesce per l'infanzia. Il processo - Il processo di liofilizzazione (nella foto tè liofilizzato) prevede tre fasi: la preparazione degli alimenti, la surgelazione e la sublimazione. Quindi il prodotto liofilizzato è pronto per essere inscatolato e confezionato. La fase di preparazione varia ovviamente dal tipo di alimento e ha lo scopo di ottenere un cibo sminuzzato in piccole parti; per esempio, la frutta viene affettata e la carne o le verdure sono ridotte in piccoli cubetti. Quindi si effettua la surgelazione che porta il cibo a una temperatura compresa tra –30 °C e –40 °C. Il processo di estrazione dell'acqua avviene per sublimazione, ovvero l'acqua divenuta ghiaccio per la bassa temperatura passa direttamente dallo stato solido a quello aeriforme (vapore). Il vapore viene raccolto su una superficie a temperatura inferiore a quella del prodotto, una parete fredda chiamata condensatore. Quindi viene progressivamente ridotta la pressione all'interno dell'autoclave, in modo da raccogliere il vapore formatosi e allontanarlo dal prodotto liofilizzato. Al termine, il suo contenuto di acqua non può essere maggiore del 2%.La liofilizzazione richiede un processo industriale notevolmente sofisticato e ciò è un'ulteriore garanzia di controlli accurati e di alto standard igienico. Inoltre, poiché la sola eliminazione dell'acqua è una garanzia di conservazione non è necessario

Il Boro

Proprietà chimiche del boro
Numero atomico
5
Massa atomica
10.81 g.mol -1
Elettronegativita' secondo Pauling
2.0
Densita'
2.3 g.cm-3 at 20°C
Punto di fusione
2076 °C
Punto di ebollizione
3927 °C
Raggio di Vanderwaals
0.098 nm
Raggio Ionico
0.027 nm
Isotopi
2
Guscio elettronico
[ He ] 2s22p1
Energia di prima ionizzazione
800.5 kJ.mol -1
Energia di seconda ionizzazione
2426.5 kJ.mol -1
Energia di terza ionizzazione
3658.7 kJ.mol -1
Scoperto da
Sir Humphry Davy e J.L Gay-Lussac nel 1808
Boro
Il boro è un elemento non metallico ed e' l'unico metalloide del gruppo 13 della tavola periodica degli elementi. Il boro è elettrone-deficente, e possiede un p-orbitale libero. Si presenta in parecchie forme, la più comune delle quali è boro amorfo, una polvere scura, non reattiva con ossigeno, acqua, acidi ed alcali. Reagisce con i metalli per formare i boridi. Alle temperature standard il boro è un pessimo conduttore elettrico ma è un buon conduttore ad alte temperature.Il boro non compare in natura in forma elementare ma si trova legato in borace, acido borico, chernite, ulexite, colemanite e borati. L'acido borico a volte è trovato in acque di sorgente di origine vulcanica. I borati sono estratti negli Stati Uniti, nel Tibet, nel Cile e in Turchia, con una produzione mondiale di circa 2 milioni di tonnellate all'anno.

Coca Cola e Mentos!!! Cosa succede veramente?

Mentos e Coca Cola esplodono per diversi fattori:1) la superficie ruvida delle Mentos facilita la formazione di bolle perché interferisce con l'attrazione polare tra le molecole d'acqua. 2) La tensione superficiale: acqua contenente aspartame ha una tesione più bassa dell'acqua zuccherata. Per questo la Coca Cola Diet esplode di più.3) Il peso delle Mentos permette loro di affondare rapidamente e generare subito molte bolle che scatenano la generazione di altre.

Nonostante la scoperta possa aver shockato i piu’ sensibili che si saran chiesti: quindi se bevo una cocacola e butto giu’ una mentos salto in aria, sappiate che esiste una spiegazione scientifica e plausibile all’eruzione della combo CocaCola + Mentos.Il fenomeno e’, a differenza di quel che si puo’ credere in un primo momento, un fenomeno fisico, e non chimico quindi no: non ne morirete.In parole povere:la tensione superficiale trattiene le bollicine di anidride carbonica li, belle paciose, all’interno della bibita.La gomma arabica e la gelatina variano la consistenza dell’acqua, diminuiscono la tensione superficiale, e quindi l’energia dell’anidride carbonica vince quella della tensione.La superficie di ogni mentos, inoltre, presenta migliaia di rilievi che fungono da punto di nucleazione, un punto attorno al quale avviene una trasformazione termodinamica.
digressione: l’acqua pura cristallizza a -42 gradi centigradi e non a 0 come si crede usualmente. in realta’ e’ la presenza di piccole particelle di polvere che permette al fenomeno di cristallizzazione di avviarsi piu’ facilmente
Detto cio’.. mi sembra svelato il misfatto e perche’ e’ abbastanza difficile che cio’ possa avvenire nello stomaco con la stessa violenza.Aggiungo in oltre che a rafforzare la tesi della nucleazione c’e’ il fatto che:le mentos alla frutta non causano l’eruzione della cocacola, mentre quelle classiche si.la cocacola light ha un effetto maggiormente dirompente a causa della minore quantita’ di zuccheri e quindi, quando inserite la mentos, la tensione superficiale collassa rapidamente permettendo, cosi’, fenomeni come questo.

http://www.youtube.com/watch?v=hKoB0MHVBvM Guardate questo link!!!

TERRE RARE

La serie dei lantanoidi (in passato lantanidi) è costituita dai 15 elementi chimici, detti anche terre rare, che sulla Tavola periodica si trovano fra il lantanio ed il lutezio. Essi hanno numero atomico compreso fra 57 e 71 (57 e 71 compresi). Sotto di essi nella tavola c'è la serie degli attinoidi (in passato attinidi). Le terre rare sono dotate di proprietà magnetiche e ottiche molto interessanti: il samario è molto usato in lega con il cobalto per fabbricare magneti permanenti, mentre l'erbio viene sfruttato come drogante per fibre ottiche allo scopo di renderle attive, cioè capaci di amplificare il segnale luminoso che le attraversa direttamente, senza dover trasformare il segnale ottico in elettrico e viceversa.
Per motivi di compattezza grafica, i lantanidi e gli attinidi sono in genere posti a mo' di nota sotto la tavola periodica, in cui al loro posto compare solo un rimando. Va inoltre detto che per tutta la serie, esclusi cerio ed europio, esiste un unico stato di ossidazione.
Caratteristica dei composti dei lantanidi è la luminescenza, caratteristica che è stata sfruttata per la costruzione di schermi televisivi prima dell'avvento del plasma.

La mole...

La mole (o grammomole, simbolo mol), non quella della foto, è una delle sette unità di misura fondamentali del Sistema Internazionale.La mole viene definita come la quantità di sostanza di un sistema che contiene un numero di entità elementari[1] pari al numero di atomi presenti in 12 grammi di carbonio-12.Tale numero è noto come numero di Avogadro, ed è pari a 6,02214179(30) · 10^23 . Una mole è quindi associata ad un numero enorme di entità (più di seicentomila miliardi di miliardi).
Per avere un'idea di quanto sia grande il numero di Avogadro, possiamo servirci delle seguenti visualizzazioni:
Se si prendesse un numero di palline da ping pong pari a quello di Avogadro - una mole di palline da ping pong quindi - e le si disponesse in modo omogeneo sulla superficie terrestre si raggiungerebbe un'altezza di 50 chilometri, ovvero più di 6 volte l'altezza del monte Everest.
Il numero di tazzine d'acqua contenute nell'Oceano atlantico è dell'ordine di grandezza del numero di Avogadro, così come il numero di molecole d'acqua in una tazzina.
Se la stessa quantità di centesimi di euro fosse distribuita ogni abitante della terra avrebbe mille miliardi di euro.
Se un bambino al momento della sua nascita avesse in dono una mole di euro e nel corso della sua vita ne spendesse un miliardo al secondo, all'età di novant'anni avrebbe ancora il 99,99998% della cifra iniziale.

Il nitruro di boro

Tabella
Nitruro di boro
Nome IUPAC
Nitruro di boro
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare
BN
Massa molecolare
24.818 g/mol
Aspetto
solido bianco
Numero CAS
10043-11-5
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in)
2.18 g/cm3
Temperatura di fusione (K)
K (2967 ° C)
ΔfusH0 (kJ·mol-1)
-250,91 kJ/mol
Temperatura di ebollizione (K)
K (3273 °C)
Proprietà termochimiche
S0m(J·K-1mol-1)
212.36 J/mol·K
Indicazioni di sicurezza
Temperatura di autoignizione (K)
Non infiammabile

'frasi R: R 36, 37'

Cosa consiste:
Il nitruro di boro, (BN) è un composto chimico binario, che è formato da boro ed azoto. Il nitruro di boro è isoelettronico rispetto alle forme elementari del carbonio e ci sono isomorfismi tra le due specie. Il nitruro di boro ha tre forme polimorfiche: diamante, grafite e vari tipi di fullereni. La forma del nitruro di boro, simile al diamante, nota come borazon, è un materiale durissimo, ma è meno dura rispetto a materiali come il diamante.

Tavola periodica

Nel XIX secolo, gli scienziati avevano cercato dei criteri per classificare gli elementi.

Nel 1817 Dobereiner scoprì che calcio, bario e stronzio avevano proprietà simili e per questo definì triade questo gruppo di tre elementi.

Nel 1863 Newlands, in base all'ordine crescente di massa atomica e notando che ogni otto elementi si ripetevano proprietà simili, suddivise in sette gruppi di sette elementi ciascuno gli elementi conosciuti e definì tale suddivisione legge delle ottave.

Nel 1869 Mendeleev, suggerì che le proprietà degli elementi fossero una funzione della loro massa atomica, ma si rese conto che proprietà simili ricorrevano dopo periodi di lunghezza variabile.

Nel 1871 Mendeleev e Meyer, indipendentemente l'uno dall'altro, costruirono una tavola degli elementi formata da otto colonne, nelle quali erano raggruppati gli elementi con proprietà simili, per fare ciò si dovettero lasciare degli spazi vuoti, affermando che dovevano esistere elementi non ancora conosciuti, scoperti intorno al 1900.

In onore al chimico russo la tavola prende anche il nome di tavola di Mendeleev. Si articola in gruppi e periodi.

Ogni gruppo (colonna della tabella) comprende gli elementi che hanno la stessa configurazione elettronica esterna (modo in cui gli elettroni si dispongono attorno al nucleo). All'interno di ogni gruppo si trovano elementi con caratteristiche chimiche simili.
Ogni periodo (riga delle tabella) inizia con un elemento, il cui atomo ha come configurazione elettronica esterna un elettrone di tipo s, o ns dove n è il numero quantico principale e procedendo verso gli atomi successivi del periodo, il numero atomico Z aumenta di una unità ad ogni passaggio.

I composti organici

Viene attualmente definito composto organico qualsiasi composto del carbonio in cui questi abbia numero di ossidazione inferiore a +4. Sono pertanto esclusi il biossido di carbonio, l'acido carbonico e i suoi sali, ovvero i bicarbonati e i carbonati. Il monossido di carbonio, benché abbia un carbonio con numero di ossidazione inferiore a +4 e quindi sia incluso nella definizione, è comunque considerato un composto inorganico.
In generale i composti organici sono costituiti da uno scheletro di carbonio e idrogeno legante qualche eteroatomo che può essere: ossigeno, azoto, zolfo, fosforo, silicio.
Nelle strutture di questi composti si trovano dei gruppi ricorrenti di atomi e legami che conferiscono alla molecola proprietà e reattività tipiche. Tali gruppi vengono detti gruppi funzionali e i composti vengono suddivisi in classi a seconda del gruppo o dei gruppi che la molecola presenta. Questo tipo di suddivisione prende il nome di sistematica organica.

-Composto organico su Wikipedia: http://it.wikipedia.org/wiki/Composto_organico

I cristalli liquidi

I cristalli liquidi, o per meglio dire "le proprietà liquido-cristalline possedute da alcuni composti organici", furono scoperti nel 1888 dal botanico austriaco Friedrich Reinitzer.
Reinitzer si accorse che riscaldando del benzoato di colesterile questo dapprima diventava opaco, per poi schiarirsi al progressivo alzarsi della temperatura. Una volta raffreddato, il liquido diventava bluastro e poi cristallizzava. In pratica tali sostanze non passano direttamente dallo stato solido a quello liquido, ma in particolari condizioni sono in grado di organizzarsi in fasi intermedie (mesofasi) che presentano caratteristiche sia dello stato solido cristallino che di quello liquido; da qui il termine “cristalli liquidi”.
I cristalli liquidi possono essere definiti come fluidi altamente anisotropi che esistono fra la fase solida cristallina e quella liquida isotropa: questo è ciò che è stato definito il "quarto stato della materia". L'esistenza di queste mesofasi è dovuta ad una certa organizzazione che le molecole possono assumere passando dall'ordinata disposizione cristallina dello stato solido alla disposizione casuale dello stato liquido. Numerosi cristalli liquidi possono essere osservati in base alla loro birifrangenza ottica al microscopio con filtri polarizzatori incrociati. Alle proprietà tipiche dello stato solido (anisotropia ottica ed elettrica) e dello stato liquido (fluidità e mobilità molecolare) si aggiungono caratteristiche peculiari dei cristalli liquidi: ad esempio la possibilità di variarne il grado di ordine per mezzo di campi magnetici ed elettrici, o la facoltà che essi hanno di cambiare colore al variare della temperatura. Questo ha fatto dei cristalli liquidi una classe di composti che sono oggi largamente usati per la costruzione di oggetti di uso quotidiano.

Atomo

Atomos
Caricato da doceoctubre

Il molibdeno

Il Molibdeno si presenta come un metallo bianco argenteo molto duro si estrae per esigenze industriali. È un metallo molto duro e tra gli elementi è quello contraddistinto da uno dei più elevati punti di fusione. In piccola quantità ha un effetto indurente sull'acciaio.

Il molibdeno è un minerale in traccia che si trova in quasi tutti i tessuti, vegetali e animali, ma in quantità molto limitate nel terreno.

E’ una parte essenziale di due enzimi: xantina ossidasi che aiuta la mobilitazione del ferro dalle riserve del fegato e favorisce la trasformazione del ferro da ferroso a ferrico, e aldeide ossidasi necessario per l’ossidazione dei grassi. Entrambi sono importanti per il trasporto degli elettroni. Tra i cibi che contengono molibdeno ricordiamo le carni, i legumi, i cereali e alcune verdure a foglia verde scura.

Se manca il molibdeno si hanno problemi nell’accrescimento, con fioritura e maturazioni ridotte nelle piante. Negli esseri umani si hanno difficoltà respiratorie, irregolarità del ritmo cardiaco, irritabilità e difficoltà nella visione notturna.

Storia della tavola periodica

Nell'antica Grecia, il filosofo Aristotele aveva proposto l'esistenza di 4 elementi principali: aria, acqua, terra e fuoco. Dall'unione di questi elementi era possibile "crearne" altri, come, per esempio, combinando la terra e il fuoco si ottiene la lava. Comunque, questa teoria è stata archiviata non appena si è iniziato a scoprire i veri elementi chimici. Gli scienziati avevano bisogno di un database sugli elementi facile e veloce da consultare. Ciò è quello che sarebbe diventata la "tavola periodica".
La tavola originaria è stata creata prima della scoperta delle particelle subatomiche o della formulazione delle attuali teorie della meccanica quantistica riguardo la struttura dell'atomo. Se gli elementi vengono ordinati per massa atomica, e poi si considerano altre proprietà diverse dalla massa atomica, si puo' notate un'ondulazione o periodicità di queste proprietà come funzione della massa atomica. Il primo a riconoscere queste proprietà fu Johann Wolfgang Dobereiner che, nel 1829, notò un certo numero di triadi di simili elementi.
Nel 1829 Dobereiner propose la Legge delle Triadi: l'elemento centrale della triade aveva un peso atomico pari alla media degli altri due; lo stesso valeva per la densità in altre triadi.
In seguito John Newlands notò nel 1865 che, quando sistemati in ordine di peso atomico, gli elementi con simili proprietà fisiche e chimiche si ripetevano ad intervalli di 8; la sua legge delle ottave fu comunque ridicolizzata dai suoi contemporanei; pur essendo valida per certi elementi, fallì per due motivi:
- non era valida per gli elementi che avevano la massa atomica più grande di quella del calcio;
- quando altri elementi furono scoperti, come i gas nobili, non poterono essere sistemati in questa tavola.
Finalmente, nel 1869 Dmitri Ivanovich Mendeleev e quattro mesi dopo Julius Lothar Meyer hanno indipendentemente lavorato sulla prima vera tavola periodica, sistemando gli elementi per la massa. Comunque, Mendeleev ha sistemato alcuni elementi fuori dalla seguenza per la massa, per rendere la loro sistemazione migliore per le proprietà dei loro confini nella tavola, ha corretto errori dei valori di molte masse atomiche e ha predetto l'esistenza e le proprietà di alcuni nuovi elementi nelle celle vuote della sua tavola.
Invece di sistemare gli elementi per la loro massa atomica, Mendeleev li ha ordinati seguendo il loro numero atomico. Inoltre ha suddiviso la sua tavola in gruppi dove stavano gli elementi di simili proprietà (le colonne) e periodi (le file).

L' elettrone

Scoperta delle particelle subatomiche ELETTRONE (Goldstein) -Studio della natura e del comportamento di particolari radiazioni prima sconosciute -(ottenute generando una scarica elettrica in un tubo di Crookes in particolari condizioni di vuoto spinto) La fluorescenza sul vetro di fronte al catodo si pensò fosse dovuta all'arrivo dal catodo di radiazioni prodotte dal catodo stesso che si propagavano perpendicolarmente alla sua superficie indipendentemente dalla posizione dell'anodo. RAGGI CATODICI di natura corpuscolare (formati da particelle perché fanno muovere un mulinello posto sul loro cammino) hanno carica elettrica negativa (vengono deviati verso il polo positivo di un secondo campo elettrico perpendicolare a quello presente nel tubo) identiche caratteristiche di massa qualunque sia il gas presente nel tubo e qualunque sia la natura del catodo I RAGGI CATODICI SONO PARTICELLE CON CARICA NEGATIVA CHIAMATI Elettrone (Thomson) PROTONE (Goldstein) -utilizzò un tubo a raggi catodici con catodo forato -P=10-6 atm dietro al catodo si generavano delle radiazioni con movimento opposto a rispetto a quello dei raggi catodici, RAGGI POSITIVI O RAGGI CANALE rendevano fluorescente il vetro al fondo del tubo venivano deflesse verso il polo negativo di un campo elettrico perpendicolare a quello del tubo radiazioni formate da particelle a carica positiva avevano diversa massa a seconda del gas presente nel tubo (massa minima nell'idrogeno) PARTICELLE FONDAMENTALE DI TUTTI GLI ATOMI: RUTHERFORD LA CHIAMO' PROTONE

La tavola di Mendeleev

Le caratteristiche conosciute producevano un modello ripetitivo, ossia un alogeno seguito da un metallo alcalino e poi da un metallo alcalino-terroso, Mendeleev percepì che doveva trattarsi del frammento di un mosaico più ampio e passò all’idea di una periodicità che governasse tutti gli elementi: una sorta di legge periodica.
Spigolando fra calcoli consapevoli e sensazioni, fra intuizione e analisi, nell’arco di qualche settimana Mendeleev arrivò alla tabulazione di una trentina di elementi disposti in ordine di peso atomico crescente: una tabella che ora indicava il ricorrere delle proprietà ogni otto elementi.
Si dice che la notte del 16 febbraio 1869 egli abbia fatto un sogno nel quale vide quasi tutti gli elementi conosciuti disposti in una grande tavola.
Il mattino seguente affidò la sua visione alla carta.
La logica e il modello contenuti nella tavola di Mendeleev erano talmente chiari che immediatamente balzarono all’occhio certe anomalie.
Alcuni elementi sembravano trovarsi nel posto sbagliato, mentre in altri posti non c’erano elementi. Avvalendosi della sua enorme conoscenza chimica, Mendeleev riposizionò circa sei elementi, senza tener conto della valenza e del peso atomico che erano loro attribuiti. Nel farlo, diede prova di un’audacia che scandalizzò alcuni suoi contemporanei.In un atto di suprema fiducia in se stesso, Mendeleev riservò diversi spazi vuoti della sua tavola a elementi «attualmente sconosciuti». Sosteneva che estrapolando le proprietà degli elementi che si trovavano sopra e sotto (e anche, in una certa misura, di quelli a destra e a sinistra) era possibile prevedere con sicurezza come sarebbero stati quelli ancora sconosciuti.

...pensiero di Einstein! 7777

"Due cose sono infinite:
l’universo e la stupidità umana, ma riguardo l’universo ho ancora dei dubbi."

La tavola periodica.

La tavola periodica degli elementi è lo schema con il quale vengono ordinati gli atomi secondo il loro numero atomico Z, ed è stata ideata dal chimico russo Mendeleev nel 1869.

La tavola periodica si divide in gruppi e periodi:

il primo (colonna della tabella) comèprende gli elementi che hanno la stessa configurazione elettronica esterna, cioè il modo in cui gli elettroni si dispongono intorno al nucleo. all'interno di ogni gruppo si trovano elementi con caratteristiche chimiche simili.

Il secondo (riga della tabella) inizia con un elemento il cui atomo ha come configurazione elettronica un elettrone di tipo s, o ns dove n è il numero quantico principale, il numero atomico aumenta di una unità ad ogni passaggio.

gas nobili

I gas nobili o gas inerti costituiscono un gruppo di elementi chimici, precisamente il gruppo zero della tavola periodica. Sono tutti gas incolori e inodori e ne fanno parte i seguenti elementi:
-Elio (dal greco helios, sole) fu scoperto dal francese Pierre Janssen e dall'inglese Norman Lockyer nel 1868.
-Neon (dal greco neos che significa "nuovo") venne scoperto da William Ramsay e Morris Travers nel 1898.
-Argon la scoperta si deve perciò a Lord Rayleigh e Sir William Ramsay, nel 1894.
-Kripton fu scoperto nel 1898 da William Ramsay e Morris Travers.
-Xeno (dal greco xenon, straniero) fu individuato nel 1898 da William Ramsay e Morris Travers in Inghilterra.
-Radon
-molto probabilmente ne fa parte anche l'Ununoctio.
Il termie gas nobili deriva dal fatto che parafrasando l'atteggiamento della nobiltà, questi gas evitano di reagire con gli elementi "comuni". A causa della loro non-reattività, i gas nobili non furono scoperti fin quando l'esistenza dell'elio non fu dedotta ipoteticamente da un'analisi spettrografica del Sole, e successivamente provata quando William Ramsay riuscì a isolarlo. I gas nobili inoltre hanno forze di attrazione interatomica molto deboli e conseguentemente punti di fusione ed ebollizione molto bassi.

Il Principio di esclusione di Pauli

Formulato da Wolfgang Pauli nel 1925,il principio afferma che due fermioni identici non possono occupare simultaneamente lo stesso stato quantico. E' uno dei principi della mecchanica quantistica e viene citato anche come "principio di Pauli" o "principio di esclusione".
Questo principio di applica solo ai fermioni (che includono i protoni, elettroni e neutroni - i tre tipi di particelle che compongono la materia ordinaria), particelle che formano stati quantistici antisimmetrici e hanno spin semi-intero. Nel caso di particelle come fotoni e gravitoni, il principio non è valido, perchè esse sono dei bosoni, cioè particelle che formano stati quantistici simmetrici e spin intero.

Compendio post sull'elettrone

L’elettrone è il più piccolo e il più leggero delle tre particelle che costituiscono gli atomi; venne scoperto nel 1897 da J. J. Thomson che mise per la prima volta in evidenza l’esistenza delle particelle elementari. Negli anni Venti P.A.M.Dirac elaboró una teoria completa e autoconsistente, quantistica e relativistica dell'elettrone, teoria che a partire dal 1948 fu ulteriormente perfezionata e ampliata in una teoria detta "elettrodinamica quantistica". Elettrone deriva dal tema del latino scientifico "electricus", elettrico col suffisso -one di ione. É una particella elementare di carica elettrica negativa pari a 1,60202 per 10 elevato alla -19° potenza, e di massa 9,1091 per 10 elevato alla -28° potenza. L'elettrone possiede anche un momento angolare intrinseco (spin) e, essendo elettricamente carico, anche un momento magnetico intrinseco. La nuvola di elettroni che circonda il nucleo atomico per formare un atomo ne determina completamente le proprietá chimiche. Anche le proprietà elettriche della materia sono determinate dagli elettroni in essa contenuti. Il fatto che una sostanza sia un conduttore, un isolante, o un semiconduttore, é infatti determinato dalla disposizione dei suoi elettroni nelle bande energetiche. Gli elettroni ruotano attorno al nucleo in parti di spazio ben determinati, chiamati orbitali. Questi orbitali possono essere di varie forme e si protendono a diversa distanza dal nucleo. Sappiamo inoltre che è privo di struttura interna, cioè è una particella fondamentale in quanto non composta da altre più piccole.

Elettrone
L’elettrone è il più piccolo e il più leggero delle tre particelle che costituiscono gli atomi; venne scoperto nel 1897 da J. J. Thomson che mise per la prima volta in evidenza l’esistenza delle particelle elementari. Negli anni Venti P.A.M.Dirac elaboró una teoria completa e autoconsistente, quantistica e relativistica dell'elettrone, teoria che a partire dal 1948 fu ulteriormente perfezionata e ampliata in una teoria detta "elettrodinamica quantistica". Elettrone deriva dal tema del latino scientifico "electricus", elettrico col suffisso -one di ione. É una particella elementare di carica elettrica negativa pari a 1,60202 per 10 elevato alla -19° potenza, e di massa 9,1091 per 10 elevato alla -28° potenza. L'elettrone possiede anche un momento angolare intrinseco (spin) e, essendo elettricamente carico, anche un momento magnetico intrinseco. La nuvola di elettroni che circonda il nucleo atomico per formare un atomo ne determina completamente le proprietá chimiche. Anche le proprietà elettriche della materia sono determinate dagli elettroni in essa contenuti. Il fatto che una sostanza sia un conduttore, un isolante, o un semiconduttore, é infatti determinato dalla disposizione dei suoi elettroni nelle bande energetiche. Gli elettroni ruotano attorno al nucleo in parti di spazio ben determinati, chiamati orbitali. Questi orbitali possono essere di varie forme e si protendono a diversa distanza dal nucleo. Sappiamo inoltre che è privo di struttura interna, cioè è una particella fondamentale in quanto non composta da altre più piccole.
Protone
Una volta appurato che la carica positiva é concentrata nel nucleo, restava da vedere se esistevano particelle dotate di una carica positiva minima (così come l'elettrone é dotato di una carca negativa minima). L'atomo é neutro, perché contiene cariche positive e cariche negative in numero uguale. Però gli elettroni, responsabili delle cariche negative, si trovano alla periferia dell'atomo, e possono esserne strappati. Quando questo avviene la cariche positive non sono più bilanciate esattamente da quelle negative; l'atomo allora non é più elettricamente neutro, ma ha carica positiva: si dice che é uno "ione positivo".. Il protone, come tutti i barioni, é soggetto alle interazioni forti, elettromagnetiche, deboli e gravitazionali. I protoni possono interagire tra loro, con i neutroni e con nuclei atomici per formare nuclei più pesanti, liberando, durante tale processo, una notevole quantità di energia detta energia di legame. Il protone è molto più pesante dell’elettrone; la sua massa è infatti circa 2000 volte quella dell’elettrone. La scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento, infatti intorno al 1920 si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva più leggera dell’atomo di idrogeno e si arrivò alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo di idrogeno che fu quindi chiamato “Protone”. In un elemento chimico i protoni sono in numero fisso, mentre i protoni possono variare.
Neutrone
L’esistenza di una particella neutra (neutrone), fu ipotizzata per la prima volta dal fisico inglese James Chadwick, per spiegare l’origine di alcune radiazioni scoperte da Irene Curie a Parigi, il quale riuscì anche a verificarne l’esistenza. Grazie a questa scoperta Chadwick vinse il premio Nobel per la fisica.Il neutrone é una particella elementare priva di carica elettrica che, insieme al protone, é uno dei costituenti di tutti i nuclei atomici, eccettuato il nucleo dell'idrogeno che contiene solo un protone. Nuclei con lo stesso numero di protoni e diverso numero di neutroni hanno lo stesso numero di elettroni e perciò hanno le stesse proprietà chimiche, che quindi non dipendono dai neutroni. Tali gruppi di nuclei sono detti famiglie isotopiche. Il neutrone è soggetto all’azione della forza nucleare forte, che però ha un corto raggio d’azione ed è efficace soltanto se il neutrone si trova molto vicino ad un nucleo. L’assenza di carica del neutrone, lo rende non solo difficile da rilevare, ma anche difficile da controllare.

La chimica al computer

Il computer è uno strumento prezioso e viene ormai usato quotidianamente da milioni di persone. Per un chimico il computer è utile per eseguire operazioni ormai considerate normali come scrivere relazioni, fare presentazioni in Power Point, fare ricerche in rete, ma è utile anche per eseguire compiti più specifici.

A cosa serve il computer in Chimica?
Il computer permette, per esempio, di creare immagini di molecole da inserire in relazioni e dispense;- permette di creare modelli tridimensionali di molecole per meglio capirne la struttura e le proprietà;
- permette di attribuire la nomenclatura IUPAC ad una qualsiasi molecola e questo può aiutare a comprendere nei dettagli le regole IUPAC;
- permette di calcolare con ottima approssimazione le proprietà chimico-fisiche di una molecola assegnata e questo può essere utile per meglio comprendere le relazioni struttura-proprietà delle molecole;
- permette di prevedere gli stati normali di vibrazione di una molecola per prevedere lo spettro IR e quindi attribuire ad ogni picco la corrispondente oscillazione dei legami nella molecola;
- permette di calcolare lo spettro NMR di una molecola e questo si può rivelare molto prezioso per imparare ad interpretare gli spettri NMR;
- permette di calcolare e di rappresentare in 3D gli orbitali molecolari di una molecola utilizzando dei metodi matematici molto complessi di tipo quantomeccanico. Questo consente di prevedere la reattività della molecola nei confronti di un elettrofilo o di un nucleofilo o di valutarne la stabilità nei confronti di eventuali isomeri;
- permette infine di visualizzare sullo schermo il modello tridimensionale di proteine e DNA, queste sono molecole molto grandi che possono essere indagate nei dettagli e meglio comprese con l'aiuto del computer.
Come si può intuire, alcuni di questi utilizzi sono di tipo professionale. La cosa notevole, però, è che molti produttori di software professionale mettono a disposizione del grande pubblico, e di studenti e docenti in particolare, delle versioni ridotte e gratuite dei loro programmi, ma comunque sufficienti per realizzare in modo semplice alcune delle cose realizzabili con il programma professionale a pagamento.
Qui di seguito sono illustrati alcuni programmi di chimica che rappresentano una piccola panoramica del software disponibile sul mercato. Li possiamo considerare gli indispensabili per lo studente che si avvicina alla chimica. Sono tutti semplici da usare e di ottima qualità.

Tavola periodica

http://www.ptable.com/ link della Tavola periodica

Telescopi del super wasp

Questo bizzarro apparecchio non è uno strano cannone avveniristico, ma uno dei telescopi del programma SuperWasp grazie al quale gli astronomi dell'Universita' di Ginevra hanno confermato l'esistenza di dieci nuovi pianeti extrasolari. Uno di essi possiede la temperatura atmosferica la piu' elevata costatata a tutt'oggi, indica in un comunicato l'ateneo elvetico. Alcuni dei pianeti sono peraltro molto "strani" e presentano masse di tutto rispetto, oscillanti fra 0.5 a 8.3 volte la massa di Giove, un pianeta le cui dimensioni rappresentano 319 volte quelle della Terra.

La chimica dell'amore...

Secondo gli studi più recenti ogni tappa dell'amore (disponibilità, passione, consolidamento e maturità) sembra essere scandita da una precisa sostanza chimica prodotta nel nostro corpo.
I fase: disponibilità. A scatenare la predisposizione all'amore è la adrenalina, una sostanza prodotta dalle ghiandole surrenali quando l'organismo è sotto stress. Dal 1904 viene utilizzata chimicamente nei casi di shock. Essa provoca aumento della pressione arteriosa, dilatazione di bronchi e pupille, arresto della digestione: condizioni che il proprio partner interpreta come un messaggio di seduzione.
Nel Rinascimento infatti era di moda mettere negli occhi delle gocce di belladonna per far dilatare le pupille. Un antropologo americano ha fatto questo esperimento: ha mostrato a diverse persone due foto di una stessa donna, presentandole come gemelle e ha chiesto quale delle due "gemelle" fosse più desiderabile. La stragrande maggioranza degli intervistati ha scelto quella che aveva le pupille dilatate artificialmente.
II fase: passione. La sostanza che produce un vero e proprio senso di esaltazione, si chiama feniletillamina (PEA), che è simile all'anfetamina, perché aumenta le prestazioni psico-fisiche. Non si sa ancora quale organo la produca; si conoscono soltanto le zone del cervello che la accolgono. Provoca assuefazione e, se viene a mancare, scatena una depressione da astinenza. Chi passa da un flirt all'altro, non appena l'infatuazione iniziale si attenua, è come un "drogato dall'attrazione". L'azione della PEA è limitata nel tempo, cioè in genere interessa maggiormente i giovani che gli adulti. Vi sono tracce della PEA nel cacao e nell'acqua di rose: è forse per questo che il corteggiamento inizia regalando rose e, quando finisce, si mangiano cioccolatini?
III fase: consolidamento. L'ormone che stimola l'affetto reciproco e l'attaccamento ai figli è l'ossitocina, prodotta dall'ipofisi. Negli ospedali viene usata per aumentare le contrazioni durante il parto e il latte materno. In una università americana si è costatato che quando ai topi maschi veniva somministrata l'ossitocina collaboravano a costruire il nido e a proteggere la prole; se invece venivano trattati con una sostanza che bloccava la produzione di questo ormone, finivano col divorare i figli.
IV fase: maturità. In questa fase la coppia è aiutata a stare insieme, nonostante i figli siano già grandi, da alcune proteine prodotte dal cervello, dette endorfine, che hanno un effetto analgesico e calmante (simile alle morfine). E' la costante presenza del partner che stimola tale produzione.
Come si può notare la natura mette a disposizione dell'essere umano tutti i mezzi chimico-biologi per vivere un'esistenza assolutamente sana ed equilibrata.

aranciata senza arance...

Per bere ci vuole immaginazione, dice la legge. Altrimenti non esisterebbe la categoria giuridica delle «bevande di fantasia», quelle sembrano ciò che non sono, doppiogiochisti analcolici come le aranciate che non hanno mai visto un agrume in vita loro. È un genere ammesso in Europa che anche l’Italia si appresta a accogliere nei suoi bar. Il Senato ha già detto «sì», ha approvato la scorsa settimana l’abolizione della quantità minima di frutta che il drink deve contenere per derivarne il titolo, almeno il 12% di limone per una limonata e via dicendo. In ogni caso se la norma passerà, per difendere il nostro stomaco sarà bene leggere con attenzione le etichette. Le ditte virtuose avranno buon gioco nel precisare «tot per cento di arance vere». Però se c’è scritto «al sapore di» sarà meglio chiedersi se quello è proprio il liquido con cui abbiamo deciso di dissetarci. Lo garantiva una legge del ’61, secondo cui «le bevande vendute con denominazioni di fantasia, il cui gusto ed aroma deriva dal contenuto di essenze di agrumi, o di paste aromatizzanti di agrumi, non possono essere colorate se non contengono anche succo di agrumi in misura non inferiore al 12%». Le associazioni agricole del Bel Paese, dove si racolgono ogni anno 120 milioni di chili di arance, sono infuriate. Temono di non ripetere il colpo dello scorso anno, quando la lobby verde ha convinto l’Ue ad accantonare il dossier. «La sostituzione del succo con coloranti è un inganno per i consumatori, e pone dubbi sugli effetti per la salute, dato che molte di queste sostanze sono oggetto di studi per il loro supposto effetto negativo sui bambini». La disposizione comunitaria è cauta. Da un lato elimina il vincolo per l’uso dei coloranti, dall’altro impedisce di chiamare «aranciata» una bibita senza arance. Certo i ministeri della salute hanno l’obbligo di controllare che non vi siano aggiramenti.

Dmitrij Ivanovič Mendeleev

Dmitrij Ivanovič Mendeleev (1834-1907) è stato un chimico russo. A lui si attribuisce l'invenzione della tavola periodica degli elementi. A differenza di altri contributori alla tavola, Mendeleev fornì un sistema di classificazione che riusciva a prevedere le caratteristiche di elementi non ancora scoperti.
All'età di 13 anni, dopo la morte del padre e l'incendio della fabbrica della madre, Mendeleev cominciò a frequentare il Ginnasio in Tobol'sk.
Dopo la laurea, un malessere, che gli fu diagnosticato come tubercolosi lo costrinse a spostarsi in Crimea, nel 1855. Mentre era li, raggiunse il più alto grado tra il personale scientifico del ginnasio a Simferopol. Ritornò in piena salute a San Pietroburgo nel 1857. Tra il 1859 e il 1861 lavorò ad Heidelberg sulla capillarità dei liquidi e sul funzionamento dello spettroscopio; tornato in Russia si sposò nel 1862.
Nel 1863 divenne professore di chimica all'Istituto Tecnologico di San Pietroburgo e all'Università Statale di San Pietroburgo. Nel 1865 ottenne il ridottorato con una dissertazione sulle combinazioni di acqua e alcool. Ottenne la cattedra di ruolo nel 1867.
Nel 1868 Mendeleev iniziò a scrivere il suo libro, Principi di chimica. Il suo progetto prevedeva la sistematizzazione di tutte le informazioni dei 63 elementi chimici allora noti. Lo scienziato russo preparò 63 carte, una per ciascun elemento, sulle quali dettagliò le caratteristiche di ciascun elemento. Ordinando le carte, secondo il peso atomico crescente, si accorse che le proprietà chimiche degli elementi si ripetevano periodicamente. Sistemò i 63 elementi conosciuti nella sua tavola e lasciò tre spazi vuoti per gli elementi ancora sconosciuti.
Il 6 marzo 1869 Mendeleev presentò la relazione L'interdipendenza fra le proprietà dei pesi atomici degli elementi alla Società Chimica Russa, che aveva fondato con altri quello stesso anno. Senza che Mendeleev lo sapesse, pochi anni prima avevano già tentato l'impresa Lothar Meyer (1864) e John Newlands (1865), le cui tavole non consentivano però la previsione di nuovi elementi ancora non scoperti.
Il grande scienziato russo non solo previde l'esistenza di altri elementi, ma ne descrisse anche le proprietà. L'importanza della tavola periodica e delle previsioni di Mendeleev furono riconosciute pochi anni dopo, in seguito alla scoperta degli elementi scandio, gallio e germanio, che andarono ad occupare alcuni posti lasciati vuoti nella tavola e possedevano le proprietà fisiche prevista dalla loro posizione in essa.
Nel 1871 San Pietroburgo era divenuta un centro di eccellenza mondiale per la ricerca in chimica. Pur onorato in tutta Europa, non fu mai ammesso all'Accademia Russa delle Scienze, a causa dello scandalo del matrimonio subuto dopo il divorzio. Rassegnò le dimissioni dall'università il 17 agosto 1890.
Nel 1893 fu nominato direttore dell'Ufficio Pesi e Misure. Come tale nel 1894 formulò le norme tecniche per la produzione di vodka, ancora oggi valide per Polonia, Russia e repubbliche ex-sovietiche, fissandone la gradazione a 40°. Inoltre favorì l'introduzione del sistema metrico decimale in Russia il 4 giugno 1899, investigò la composizione dei giacimenti petroliferi e favorì la costruzione della prima raffineria in Russia.

Primo Levi, tra chimica e letteratura...

Abbiamo visto i mirabili intrecci di Primo Levi tra la chimica e la letteratura. Ed una commistione tra chimica e teatro? Perché no? Esistono numerose scritture teatrali per l'allestimento di spettacoli come La magia degli elementi, pensato e attuato sul filone degli spettacoli di magia della chimica, con cui si fa conoscere al pubblico, per mezzo di rappresentazioni sceniche, alcuni personaggi del mondo della scienza e le loro scoperte: la chimica è la protagonista principale, mentre il personaggio umano solo un coprotagonista. La trama diventa così il pretesto per mostrare alcune reazioni chimiche spettacolari proprie dell'elemento che si presenta al pubblico. Nello spettacolo su citato sono stati coinvolti studenti provenienti da tre istituti superiori e dall'università, insegnanti, una bambina di scuola elementare ed un attore non professionista, chimico in pensione, che ha impersonato Mendeleev (nella foto). In questo genere di spettacoli, i pareri e le critiche sui testi, sulle musiche e sull'interpretazione generano un'intesa difficilmente ottenibile tra i banchi.

Aforisma...

"Scrivo proprio perché sono un chimico, si può dire che il mio vecchio mestiere si è largamente trasfuso nel nuovo", Primo Levi.

Invenzione tavola periodica

La necessità di ordinare le conoscenze è stata la base, nel campo della chimica, di una prima froma di una chimica sistematica da parte di Lavoisier (1789).
La prima tavola fu creata prima della scoperta delle particelle subatomiche o della formulazione delle teorie attuali per quanto riguarda la meccanica quantistica e l'atomo.
Il primo che riconobbe la disposizione crescente di elementi di numero atomico fu il chimico tedesco Johann Wolfgang Döbereiner, che nel 1829 per primo notò una certa quantità di triadi, gruppi di tre elementi simili tra loro.
In seguito l'inglese John Newlands, nel 1865 precisò come gli elementi di tipo simile fossero ricorrenti ad intervalli regolari di 8 posizioni, che lui assimilò alle ottave musicali, anche se la sua affermazione venne messa in ridicolo dai suoi contemporanei.
Nel medesimo periodo Meyer e Mendeleev individuarono nel peso atomico come parametro per la classificazione periodica degli elementi, il che costituì un passo decisivo verso il più raffinato concetto di numero atomico. Meyer pubblicò i propri risultati qualche mese dopo Mendeleev, ed è per questo che molto spesso ci si riferisce alla tavola periodica degli elementi col solo nome di quest'ultimo. Egli ipotizzò anche che esistessero altri elementi, al momento non conosciuti, che occupavano le celle vuote della tabella; teoria che trovò conferme con la scoperta della struttura elettronica degli elementi tra la fine del XIX e gli inizi del XX secolo.
La ragione della particolare periodicità per serie di lunghezza diversa (2, 8 , 8, 18, 18, 32, 32) è stata scoperta solo in seguito da Niels Bohr, ed è da ricercarsi nella tendenza al massimo riempimento possibile degli orbitali atomici da parte degli elettroni, che ha valore diverso a seconda del tipo di orbitale interessato, e al modo in cui si susseguono i diversi tipi orbitali per numeri atomici crescenti; si hanno infatti al massimo due elettroni per orbitale di tipo s, al più sei elettroni per orbitali di tipo p, al più dieci per orbitali d, ed al più quattordici per orbitali tipo f; inoltre gli orbitali si possono susseguire solo nell'ordine: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 8s (secondo la regola di Aufbau).
A diversi gradi di riempimento dell'orbitale più esterno corrisponde una diversa reattività dell'intero atomo, per cui ad orbitali "completi" corrisponde la configurazione energetica più stabile (e quindi una reattività nulla), e ad orbitale esterno parzialmente "completo" corrispondono reattività via via maggiori quanto più il numero di elettroni si allontana da quello di una configurazione stabile; questa diversa reattività a livello macroscopico determina molte delle proprietà chimiche dell'elemento, che si ripetono in modo simile al crescere del numero atomico Z. Pertanto, a diversi numeri atomici (ossia ad elementi diversi ordinati per massa) corrispondono diverse proprietà chimiche macroscopiche, che si ripetono periodicamente in modo simile per configurazioni elettroniche che hanno una stabilità energetica comparabile, e questo accade per analoghi gradi di riempimento dell'orbitale, che si ripetono con periodo variabile perché variabile è il massimo riempimento dei vari orbitali.
La forma corretta della tavola periodica degli elementi fu pertanto inizialmente determinata solo da osservazioni macroscopiche, senza la presenza di un modello microscopico a cui fare riferimento. Successivamente questa forma è stata "confermata" con la scoperta della struttura microscopica degli atomi e quindi delle loro modalità di interazione.

Chimica e letteratura

L’intreccio tra Scienza e Letteratura assume varie forme, in tutte mette in luce l’emozionante unitarietà dello spirito e della cultura umani.
Vi sono scienziati che hanno usato la bellezza della scrittura per trasmettere la conoscenza. La scrittura è diventata nelle loro mani uno strumento di divulgazione delle conoscenze da un ambito specialistico a un pubblico più vasto. Alcuni hanno usato per questo scopo la forma più diretta del teatro, o del dialogo. I dialoghi galileiani sono stupendi esempi di scrittura letteraria intrecciata alla fisica. Un esempio recente di pièce teatrale che ha come argomento la scoperta dell’ossigeno è, appunto "Ossigeno" (o "La sconfitta del flogisto") di Carl Djerassi e Roald Hoffmann . Djerassi è l’inventore della pillola anticoncezionale, ed è professore di Chimica a Stanford, Hoffmann premio Nobel per la Chimica. Djerassi ha inventato un nuovo genere letterario, "Science in fiction", Scienza nella narrativa. Recentemente ha vinto un premio letterario in Italia, con la seguente motivazione: "per l’impegno civile e culturale" dimostrato "per il diffondersi di una vera cultura scientifica". Il valore dell’opera di Djerassi "è nell’intreccio originale tra scienza e letteratura, che permette di dare un contributo al superamento di uno degli ostacoli fondamentali della comunicazione scientifica: la difficoltà di arrivare ad un pubblico di non esperti e di farli appassionare".
C’è poi l’impronta forte dei fenomeni chimici sull’animo umano. La trasformazione della materia ha sempre avuto un fascino straordinario, così potente da alimentare l’Alchimia nel suo lungo percorso di millenni.Tale è il potere simbolico delle trasformazioni chimiche che la loro conoscenza e pratica diventa simbolo, metafora, della conoscenza delle trasformazioni del mondo interiore, del mondo della psiche. Gli alchimisti hanno una visione integrata del mondo, senza separazione tra natura e uomo, tra materia e spirito. Le sostanze possono essere morte o vive, come lo spirito. I minerali soffrono, muoiono, rinascono nelle operazioni alchemiche. La materia ha una vita complessa e drammatica. Ciò che l’opera alchemica regala all’ascetico alchimista, è l’oro della conoscenza, singolarmente integrata tra spirito e materia. ,
UN esempio di racconti sull’iniziazione alla Chimica: La fascinazione della conoscenza del mondo della Chimica ’ resa con grande efficacia da Oliver Sacks in "Zio Tungsteno".
L’interazione più completa tra scienza e letteratura si ha in quei casi nei quali si percepisce come la frequentazione della scienza permetta di integrare i piani discorsivi attraverso cui riconoscere, sondare e esprimere la realtà. E questo è senza dubbio quanto si percepisce nell’opera di Primo Levi, e in particolare nel suo libro più "chimico", Il Sistema Periodico . C’è in questo libro un’orgogliosa rivendicazione del significato profondo della professione e dell’attività del chimico.
Il libro è costituito da una serie di capitoli, in ciascuno si racconta un episodio della sua vita legato alla sua attività di chimico.

Il numero quantico l

Il numero quantico l

l è il numero quantico orbitale ( azimutale o angolare, talvolta detto anche secondario). Può assumere tutti i valori interi < n, compreso lo zero:
l = 0, 1, 2,... n-1

Si può dire anche che il numero quantico azimutale stabilisce quanti sottolivelli sono possibili per i vari livelli: il 1° livello risulta formato da un solo sottolivello; il 2° da due sottolivelli, e così via.
I primi due numeri quantici (n e l), insieme, definiscono il contenuto complessivo di energia che spetta a ciascun orbitale. I diversi valori di l (i diversi sottolivelli) sono indicati spesso con le lettere s, p, d, f, (g, h, ecc.), per ricordare la terminologia usata nella spettroscopia per distinguere le righe spettrali: sottile, principali, diffusa, fondamentale. I sottolivelli a partire dalla lettera g hanno una semplice successione logica alfabetica e anche se teoricamente prevedibili non sono utilizzati.
Il numero quantico l determina la forma dell'orbitale:
ORBITALI
l = 0 identifica l'orbitale s. L'orbitale s ha simmetria sferica.
l = 1 identifica gli orbitali p. Gli orbitali p hanno geometria bilobata. Vi sono tre orbitali p, uno per ogni valore di m, orientati, in un campo magnetico, secondo gli assi cartesiani x, y, z.
l = 2 identifica gli orbitali d. Vi sono cinque orbitali d, uno per ogni valore consentito di m.
l = 3 identifica gli orbitali f. Vi sono sette orbitali f, uno per ogni valore consentito di m.
(Dove m sta per il numero quantico magnetico).

Gli ioni

La parola "ione" deriva dal greco ion, participio presente di ienai "andare", quindi "andante". "Anione" e "catione" significano "andante in su" e "andante in giù", mentre "anodo" e "catodo" significano "verso l'alto" e "verso il basso".

Attorno al 1830 alcuni esperimenti condussero Michael Faraday (foto a sinistra) alla scoperta della presenza di cariche elettriche nella materia. Poichè essa è formata da atomi, questi esperimenti confermano la presenza di atomi carichi positivamente e altri carichi negativamente. Tali atomi vengono chiamati ioni, quelli positivi vengono detti cationi, quelli negativi anioni.

Per atomi singoli nel vuoto, esiste una costante fisica associata al processo di ionizzazione. L'energia richiesta per rimuovere gli elettroni da un atomo è chiamata energia di ionizzazione o potenziale di ionizzazione. Questi termini sono usati anche per descrivere la ionizzazione di molecole e solidi, ma i valori non sono costanti, poiché la ionizzazione è influenzata dai legami chimici locali, dalla geometria e dalla temperatura.

Chimici = Cacciatori

“Siamo chimici, cioè cacciatori” scrive Primo Levi ne Il sistema periodico. Da cacciatori, dunque, facciamo la cosa che ci riesce meglio: cacciare la materia, spiarne le proprietà, scoprire nuovi composti, nuove sostanze, nuovi metodi di preparazione. Siamo – non per nulla – gli eredi degli antichi alchimisti, quelli che tentavano di creare la pietra filosofale per tramutare qualsiasi sostanza in oro, quelli che utilizzavano la magia degli elementi cercando di trarne beneficio.

Tratto da:
http://www.eravolgare.net/?p=146

Julius Lothar Meyer

Julius Lothar Meyer (Varel, 19 agosto 1830 – Tübingen, 11 aprile 1895) è stato un chimico tedesco di grande importanza. Fu contemporaneo di Dmitri Mendeleev, ad egli avversario nello stilare la prima tavola periodica degli elementi chimici. Meyer si laureò in medicina a Zurigo, Svizzera, quindi studiò ed insegnò in diverse università tedesche. Il suo primo interesse fu la fisiologia della respirazione, e nel 1857 scoprì che l'ossigeno si lega all'emoglobina nel sangue.
Nel 1864, Meyer pubblicò una prima versione della tavola periodica, contenente 28 elementi classificati per la prima volta in 6 famiglie secondo la valenza.
Mendeleev pubblicò nel 1869 la sua tavola periodica di tutti gli elementi allora conosciuti (e predisse numerosi nuovi elementi a completamento della tavola, più alcuni pesi atomici corretti). Lavorando del tutto indipendentemente, pochi mesi dopo, Meyer pubblicò una revisione ampliata della sua versione della tavola del 1864, praticamente identica a quella pubblicata da Mendeleev, e dimostrò la periodicità degli elementi in funzione del peso atomico. Molti chimici eramo dubbiosi circa la legge della periodicità di Mendeleev, ma il lavoro di Meyer fornì un supporto significativo, in modo particolare quando vennero scoperti i nuovi elementi ipotizzati dai due chimici.

I composti chimici.

Un composto chimico è una sostanza formata da due o più elementi, con un rapporto fisso tra di loro che ne determina la composizione. Per esempio l'acqua è un composto chimico formato da idrogeno e ossigeno in rapporto di due a uno.

Ogni composto chimico ha come caratteristica fondamentale una formula chimica, che descrive il rapporto del numero degli atomi nell'unità minima della sostanza, ad esempio la formula chimica dell'acqua è indicata con H2O, dove H indica L'idrogeno e O l'ossigeno, il 2 indica il numero di atomi di idrogeno rispetto a uno di ossigeno.

Tutti i composti chimici si disgregano in composti chimici più semplici od in singoli atomi se vengono riscaldati ad una temperatura sufficientemente alta. Questa viene chiamata temperatura di disgregazione.

Parzialmente preso da Wikipedia.

Principio di indeterminazione di Heisenberg

Nel 1927 il fisico tedesco Werner Heisenberg scoprì che la natura delle leggi della Meccanica poneva grossi limiti al nostro grado di conoscenza di un sistema atomico. Heisenberg affermò che a un certo livello la velocità e la posizione sarebbero dovute rimanere sempre indefinite. Tale limitazione prese il nome di Principio di Indeterminazione. Questo principio afferma che maggiore è l’accuratezza nel determinare la posizione di un particella, minore è la precisione con la quale si può accertarne la velocità e viceversa.
Si può notare che l'indeterminazione può essere di due tipi.
Si ha l'indeterminazione dal punto di vista sperimentale e teorico.
Per quanto concerne la prima, si può prendere in considerazione la misurazione della posizione di un oggetto microscopico che come un elettrone occorre ricoprirlo con un raggio di luce o qualcosa che risulta avere le medesime dimensioni dell'elettrone. Questo comporta che l'elettrone risulti perturbato da questa interazione che ne modifica la velocità.
La stessa cosa, ma in situazioni opposte, avviene nel caso in cui si voglia conoscere la velocità di un elettrone. Secondo Heisenberg l’effetto dell’interazione tra il raggio di luce e la particella considerata può anche essere reso uguale a zero, in tal caso però non si compie alcuna misurazione e non si acquista alcuna conoscenza sulle proprietà del sistema osservato. Se l’interazione è invece diversa da zero, non può essere resa piccola e non è quindi neppure eliminabile, ma deve avere la costante di Planck come valore minimo. Questo perché ogni interazione fisica tra strumento misuratore e microoggetto misurato implica sempre uno scambio di energia per un certo intervallo di tempo.
L'indeterminazione dal punto di vista teorico.
Come specificato precedentemente il fatto che non si riesca a misurare contemporaneamente la velocità e la posizione di una particella non è dovuto soltanto a restrizioni di ordine pratico, ma è un limite obiettivo della natura.
In altri termini la particella allo "stato naturale" non ha oggettivamente una velocità e una posizione.

Ordine di riempimento degli orbitali

Atomi di differenti elementi presentano caratteristiche chimiche diverse in virtù del fatto che sono formati da un diverso numero di protoni e quindi di elettroni. Ma come sono distribuiti gli elettroni intorno al nucleo? Il principio fondamentale da rispettare per poter rispondere a questa domanda è che gli elettroni si posizionano riempiendo l'orbitale meno energetico per poi
andare a occupare gli orbitali ad energia via via più elevata. L’ordinata distribuzione degli elettroni attorno al nucleo di un dato atomo prende il nome di configurazione elettronica dello stesso.
Pertanto è possibile costruire ogni atomo nel suo stato fondamentale aggiungendo semplicemente sugli orbitali atomici, a cominciare da quello con minore energia, un numero di elettroni uguale al numero atomico dell’elemento. Nell’eseguire questa costruzione bisogna però osservare le seguenti regole:

• L’ordine di riempimento degli orbitali atomici deve avvenire per energia crescente secondo la seguente successione: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s,…
• Due elettroni dello stesso atomo non possono essere caratterizzati dalla stessa quaterna di numeri quantici (Principio di esclusione di Pauli). Quindi, in base a questo principio, ciascun orbitale atomico può essere vuoto, oppure un solo elettrone, oppure può al massimo ospitare due elettroni con spin opposti.L’immediata conseguenza del principio di esclusione di Pauli è che:- gli orbitali atomici di tipo s possono al massimo ospitare due elettroni; gli orbitali atomici di tipo p possono al massimo ospitare sei elettroni (due per ciascun orbitale);- gli orbitali atomici di tipo d possono ospitare al massimo dieci elettroni;- gli orbitali atomici di tipo f possono ospitare al massimo quattordici elettroni.

Simone, Paolino e Andrea

Il modello atomico a strati

Modello atomico a strati di Rutherford.

Rutherford attorno al 1911 pose una lamina d’oro in una camera a nebbia contenente il polonio, elemento radioattivo che decadendo libera particelle. Si accorse che alcune delle particelle emesse dal polonio deviavano il loro percorso solo grazie ad un ampliamento dello schermo, da qui realizzò il suo nuovo modello di atomo che superò quello precedente di Thompson, infatti, realizzò che le particelle che deviavano il loro percorso erano poche proprio perché erano poche quelle particelle che incontravano nel tragitto una carica positiva, di conseguenza pensò che la carica positiva fosse addensata completamente nel nucleo dell’atomo stesso, mentre considerò il resto dell’atomo vuoto, nel quale alloggiavano gli elettroni che avendo carica negativa ruotavano intorno al nucleo. Ruttherfor commise un errore proprio qui, infatti quest’ultima affermazione venne negata più avanti dal danese N. Bohr; è comunque rimasto invariato al modello di atomo più recente il fatto che ci sia un nucleo di carica positiva. Bohr era riuscito a rendere conto sul piano teorico di quella stabilità degli atomi che il modello di Rutherford non forniva; in più spiegava anche la costanza degli spettri emessi dalle varie sostanze, cioè dai vari " edifici atomici ". Nello spettro si trovano tutte le frequenze consentite per i vari tipi di atomi, perché in ogni atomo gli elettroni si trovano a certi livelli energetici tipici e consentiti per ogni elemento.La sua teoria fu un'importante combinazione dei principi della fisica classica con ipotesi che contrastavano con essa e che derivavano come generalizzazione dalle ipotesi di Planck e di Einstein. Il modello atomico "quantizzato" da Bohr non spiegava tuttavia la diversa intensità delle righe spettrali caratteristiche degli elementi e il loro stato di polarizzazione; si limitava al calcolo delle frequenze delle righe spettrali. Ecco allora il principio di corrispondenza enunciato da Bohr sulla base di una constatazione: se si calcola la frequenza emessa da un salto d'orbita minimo, è indifferente servirsi dei metodi classici o di quelli quantistici; il risultato è sempre lo stesso. Esperienza e calcolo collimano quando cioè si scelgano condizioni limite. Si poteva quindi formulare l'ipotesi che l'intensità e lo stato di polarizzazione di una riga corrispondano all’intensità ed allo stato di polarizzazione della riga corrispondente, che verrebbe emessa dal sistema secondo la teoria classica. Bohr osservò che un elettrone che ruota intorno ad un nucleo deve rispettare certe particolari condizioni dinamiche ed energetiche; questi limiti si possono riassumere in due teoremi:
- un elettrone può descrivere intorno al nucleo solo una successione discreta di orbite, nel senso che non tutte le orbite sono permesse (quantizzazione delle orbite) ;
-quando un elettrone percorre una data orbita in contrasto con le leggi dell’elettromagnetismo non irradia energia. Solo a seguito di una transizione da un orbita ad un’altra si ha una variazione del contenuto energetico dell’atomo (quantizzazione dell’energia).

Secondo Bohr la quantizzazione delle orbite e quindi dell’energia possono essere espresse mediante la relazione:
- non giustificava il mancato irraggiamento degli elettroni costretti a ruotare intorno solo ad alcune orbite;
- non dava alcuna informazione sull’intensità delle righe degli idrogenoidi (oltre all’idrogeno sono atomi degli elementi leggeri ionizzati in modo da aver perduto tutti gli elettroni eccetto uno)
- difficoltà nell’estendere il modello ai sistemi formati da più di un elettrone;
- non c’era alcun criterio razionale per ripartire gli elettroni nelle loro orbite.

Il principio di indeterminazione di Heisenberg

http://www.italysoft.com/curios/einstein/heisenberg-principio-di-indeterminazione.php


Fabio

Gli ioni

Chimicamente un atomo o una molecola con carica elettrica vengono detti ioni.Quando cedono o acquistano uno o più elettroni questo processo è detto ionizzazione;quando sono totalmente ionizzati diventano particelle cariche,per effettuare questo processo solitamente si utilizza un'alta percentuale di energia in forma potenziale.
Gli ioni caricati negativamente sono detti anioni e quelli con carica positiva cationi, i primi sono attratti dagli anoidi e i secondi dai catodi.Gli ioni possono essere monovalenti,bivalenti o trivalenti a seconda della ripetizione(+ o -).
Gli scambi di ioni avvengono per legami chimici o di temperatura con un grande sfruttamento di energia,questa è detta energia di ionizzazione.L'energia di ionizzazione decresce da destra verso sinistra nella tavola periodica;gli elettroni degli atomi più piccoli sono attratti dal nucleo,dunque l'energia di ionizzazione è maggiore;negli atomi più grandi invece ,che sono meno trattenuti dal nucleo,l'energia richiesta per la ionizzazione è minore.La prima energia di ionizzazione rimuove un elettrone,la seconda due,la terza tre e così via,per questo gli ioni tendono a formarsi in determinati modi

Atomo

ATOMO

L'atomo è la più piccola porzione di un elemento chimico che conservi le proprietà dell’elemento stesso. La parola "atomo"(dal greco ἄτομος - àtomos -, indivisibile, unione di ἄ - a - [alfa privativo] + τομῆ tomê - [divisione], fu introdotta dal filosofo greco Leucippo per definire le entità elementari, indistruttibili e indivisibili, di cui egli riteneva che fosse costituita la materia. Alla fine dell'ottocento fu dimostrato che l'atomo poteva essere diviso e a sua volta composto da particelle più piccole (alle quali ci si riferisce con il termine "subatomiche"). L'atomo è formato da un nucleo carico positivamente e da un certo numero di elettroni, carichi negativamente, che gli ruotano attorno senza un'orbita precisa,nei cosiddetti "gusci elettronici". Il nucleo è composto da protoni, che sono particelle cariche positivamente e da neutroni, che sono particelle prive di carica: protoni e neutroni sono detti nucleoni. Si definiscono due quantità per identificare ogni atomo:
Numero di massa (A): la somma del numero di neutroni e protoni nel nucleo
Numero atomico (Z): il numero dei protoni nel nucleo, che corrisponde al numero di elettroni esterni ad esso. Normalmente, il numero degli elettroni che ruotano attorno al nucleo è uguale al numero dei protoni nel nucleo. Essendo dette cariche di valore uguale (a parte il segno), un atomo è normalmente elettricamente neutro. Per questo motivo la materia è normalmente elettricamente neutra. Tuttavia esistono atomi con un numero di elettroni diverso dal numero atomico: si parla in questo caso di ioni. Gli atomi aventi lo stesso numero atomico hanno le stesse proprietà chimiche. Tutti gli atomi con lo stesso numero atomico appartengono allo stesso elemento. Gli atomi presenti in natura sono 92 e sono elencati nella tavola periodica degli elementi, sulla sinistra di questa tavola sono elencati i metalli che hanno la proprietà di perdere gli elettroni per poi diventare ioni positivi. Gli atomi sulla destra, invece, sono detti non metalli ed hanno la proprietà di acquistare elettroni, cioè di diventare ioni negativi.