EI, AE e Elettronegatività: polarità dei legamilegame covalente omopolare ed eteropolare

dipolo e momento dipolare

μ = Qr

polarità di legame

e polarità di una molecola

Legami intermolecolari: interazione tra le molecole, stati di aggregazione della materia, punti di fusione e di ebollizione di una sostanza pura

Forze di van der Waals:

a. dipolo – dipolo

b. dipolo - dipolo indotto

c. dipolo istantaneo-dipolo indotto (forze di dispersione di London)

Legame idrogeno:tra H legato a atomo fortemente elettronegativo – F, O, N – quindi H fortemente polarizzato e atomo fortemente elettronegativo

H2O!

L’appaiamento obbligatorio di A con T e di C con G rende i due filamenti fra loro complementari: se uno di essi presenta la sequenza C-T-A-C-G, l’altro non potrà che avere la sequenza complementare G-A-T-G-C. Un filamento costituisce quindi una sorta di stampo per l’altro.

Legame H intermolecolare…

DNA!

…ma anche legame H intramolecolare

Il legame metallico

¾ degli elementi sono metalli: 1° e 2° gruppo, gli elementi di transizione e qualche altro.

Proprietà più caratteristiche dei metalli:

1. Elevata conducibilità elettrica e termica (flusso di e- se ddp o T)

2. Effetto fotoelettrico e termoionico (estrazione di e- con luce o per T)

3. Duttilità e malleabilità (riducibili in fili e lamine)

4. Lucentezza (assorbono tutte le radiazioni e riemettono in tutte le direzioni)

5. Elettropositività (bassi valori di EI)Elevata mobilità

degli elettroniCon la teoria O. M.

conduttori

semiconduttoreisolante

ΔE≤ kT

Energia di un sistema termodinamico: Eint = Epot + Ecin

Capacità di cedere calore Q Capacità di compiere un lavoro W

La Termodinamica studia i trasferimenti di energia:

La Termodinamica Chimica studia: la variazione di energia associata ad una trasformazionela spontaneità di una trasformazione

Esclude la variabile tempo!

sistema termodinamicoChiusoApertoIsolato

stato termodinamicoVariabili di stato

Funzioni di stato Reversibile > all’ EQUILIBRIO

Irreversibile > SPONTANEA verso EQ.

Eint funzione di stato

FisicheChimiche

cost nel tempo: Eq. Term.Var. nel tempo: Trasformazione

Termochimica

L’Eint di un sistema può cambiare

variando la massa (no per sistemi chiusi),

acquistando/cedendo «calore», Q

compiendo/subendo un lavoro , W

1° Principio sulla conservazione dell’energia ΔEint = Q + W (per sistema chiuso)

da cui:Qp = Eint + PV = H ENTALPIA

ΔH = ∑ νi Hi > 0 ENDOTERMICA < 0 ESOTERMICAStati standard, ΔH di form., comb., reazione

In Chimica:

Sempre irreversibile!Ma in che verso procede ?2° Principio: un sistema isolato evolve per

raggiungere uno stato di massima entropia. dS ≥ 0 S ENTROPIA

ΔS = ∑ νi Si

Si ricava il criterio di spontaneità per un sistema chiuso :(dGs)P, T ≤ 0 H – TS = G ENERGIA LIBERA

di GIBBS- (dGs)P, T ≥ δW’ (≠ PdV)

ΔG = ∑ νi Gi

Sostanze pure

VdPdG

P

P

G

G

VdPdGTP

T0

,

0

SdTVdPdG

0, TTP GG

00

, lnP

PnRTGG TTP

Per solidi e liquidi

Per i gas

Dipendenza di G da P e T: T = cost

Quindi:

Sostanze in miscela PRTTTP ln0, Potenziale chimico (energia libera molare

parziale del componente i-esimo)

Equilibrio: meccanico (P cost), termico (T cost) e di materia i ii dn 0

di fasedi reazione

i ii 0

BA

DCp

pp

ppK

Legge delle

masse

xnn iii 0

Per il calcolo del grado di avanzamento

di una reazione e quindi per la composizione

di un sistema all’equilibrioEquilibri omogenei

ed eterogenei

Sostanze pure

Passaggi di stato

Miscele non reattive

Eq. Ionici in soluzione acquosa omogenei: reazioni di trasferimento di protoni

H2O + H2O OH- + H3O+ kw = [H3O+] [OH-] = 1,0x10-14 T = 25°C

H+

HA + H2O A- + H3O+

B + H2O OH- + BH+Acidi e Basi:

Forti: dissociazione completa

Deboli: reazione di equilibrio

Ka costante di dissociazione acida

Kb costante di dissociazione basica

Scala di pH come indicatore

di acidità di una soluzione:

0 7 14

pH acido pH basico

[H3O+] = [OH-]

Condizione di neutralità

pH = 7 Quando

[HA]debole ≈ [A-]debole

soluzione tampone

pH = pKa 1

Coppie acido/base coniugata

Kw = Ka Kb#

+-

Lavoro da una reazione redox: le pile - (dGs)P, T ≥ δW’ (≠ PdV)Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu

MA SE

Elettrodi di riferimento

NHE

Scala di potenziali

Bilanciamento

ionico-elettronico

Schematizzazione

di una pila

Semielementi

Termodinamica:

equazione di Nernst

E il tempo?

Cinetica Chimica

A + B -> C + DVelocità media v = Δc/Δt

Velocità istantanea v = dc/dt

v = - dc/dt = k [c]α α= ordine di reazione

(sperimentale)

MECCANISMO

k= costante cinetica

k = Ae- Ea/RT

Teoria dello stato di transizione

Catalisi omogenea

eterogenea

enzimatica