Fondamenti di Chimica: Struttura Atomica e Legami

L'Atomo e la Sua Struttura

• Nucleo: Si trova al centro dell'atomo, ha **carica positiva** e contiene quasi tutta la **massa** dell'atomo.
• Corteccia: Contiene gli **elettroni**, con **carica negativa**, che ruotano attorno al nucleo in **orbite**. Rappresentano una piccola parte della massa dell'atomo.
• Massa Atomica: È un valore molto piccolo, spesso espressa in unità di massa atomica (uma).
• Isotopi: Sono atomi dello stesso elemento che hanno lo stesso **numero atomico** (stesso numero di protoni) ma **massa atomica diversa** (diverso numero di neutroni). Ogni isotopo ha una massa specifica e una percentuale di abbondanza relativa.
• La **corteccia atomica** è la parte dell'atomo in cui gli elettroni si muovono in orbite. Gli elettroni nell'ultimo strato, se incompleto, sono chiamati **elettroni di valenza**.
• Ioni: Atomi che hanno **perso o guadagnato** uno o più elettroni nella loro corteccia, alterando la loro carica netta. Questo avviene solitamente nell'ultimo strato.
• Cationi: Sono ioni con **carica positiva**, formati quando un atomo **perde** uno o più elettroni.
• Anioni: Sono ioni con **carica negativa**, formati quando un atomo **acquista** uno o più elettroni.
• Tavola Periodica: È composta da **7 periodi** (righe) e **18 gruppi** (colonne).

Il Modello Atomico di Bohr

Postulati:

1. Gli **elettroni** si muovono in **orbite circolari** attorno al nucleo senza emissione di energia.
2. L'elettrone, nella sua orbita, possiede un'energia che può assumere solo **determinati valori quantizzati**. Le orbite più vicine al nucleo hanno un'energia inferiore.
3. Gli atomi **emettono energia** (sotto forma di fotoni) quando gli elettroni saltano da un'orbita a energia più alta a un'orbita a energia più bassa.

Conclusioni del Modello di Bohr:

Gli elettroni in un atomo si trovano in orbite raggruppate in **strati o livelli di energia**. In ogni orbita possono esserci al massimo **due elettroni**.

• 1° strato: 1 orbita, 2 elettroni
• 2° strato: 4 orbite, 8 elettroni
• 3° strato: 9 orbite, 18 elettroni

I Postulati di Dalton

1. La materia è costituita da **atomi**, che sono **indivisibili** e **indistruttibili**.
2. Gli atomi dello stesso elemento sono **identici** per massa e proprietà.
3. Gli atomi di elementi diversi differiscono per massa e proprietà.
4. Gli atomi di elementi diversi si combinano in **rapporti di numeri interi semplici** per formare composti.

Legami Chimici

Un **legame chimico** è un insieme di forze che tengono uniti atomi, ioni o molecole. Si forma perché gli atomi, unendosi, raggiungono una **maggiore stabilità** e occupano uno stato di **minima energia** rispetto agli atomi isolati.

Elettroni di Valenza:

Sono gli elettroni presenti nell'**ultimo guscio** (o livello energetico) di un atomo.

Regola dell'Ottetto:

Descrive la tendenza degli atomi a raggiungere una **configurazione elettronica stabile** (simile a quella dei gas nobili), completando **otto elettroni** nel loro ultimo strato di valenza, durante la formazione di molecole e composti.

Regola del Duetto:

Idrogeno, litio e berillio, quando formano legami, tendono a completare il loro ultimo livello energetico con **due soli elettroni**, raggiungendo la configurazione elettronica stabile dell'**elio**.

Tipi di Legami:

• Legame Ionico: È la forza di attrazione elettrostatica tra **ioni positivi (cationi)** e **ioni negativi (anioni)**. Si forma tramite il **trasferimento di elettroni** da un elemento metallico (che tende a donare elettroni e formare cationi) a un elemento non metallico (che tende ad accettare elettroni e formare anioni).

Proprietà dei Composti Ionici:

• Sono **solidi** a temperatura ambiente.
• Hanno **elevati punti di fusione e di ebollizione**.
• Generalmente sono **solubili in acqua** e in altri solventi polari.
• Conducono l'elettricità solo quando sono in **soluzione acquosa** o allo **stato fuso**.
• Formano un **reticolo cristallino** altamente stabile.
• Quando disciolti in acqua, si **dissociano** in ioni.
• Sono **duri e fragili**.

• Legame Covalente: È la forza di attrazione che si verifica tra atomi non metallici (della stessa o diversa elettronegatività), i quali **condividono i loro elettroni di valenza** per formare molecole.

Tipi di Legame Covalente:

• Legame Covalente Apolare: Si verifica tra atomi con **elettronegatività simile o identica**. Gli elettroni sono condivisi simmetricamente tra i due nuclei.
• Legame Covalente Polare: Si verifica tra atomi con **elettronegatività diversa**. La distribuzione delle cariche non è simmetrica, creando un dipolo.

• Legame Metallico: Si forma tra atomi metallici, dove gli elettroni di valenza sono **delocalizzati** e formano una "nuvola" elettronica che tiene uniti gli ioni metallici positivi.