16

Click here to load reader

Cursul Chimie

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Chimie

Citation preview

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    Fig. 1. Modelul Thomson

    pentru atom

    Timp mediu de studiu: 2 ore

    OBIECTIVELE Unitii de nvare nr. 1 Cunoaterea structurii atomului; Cunoaterea regulile care stau la baza ocuprii cu electroni a orbitalilor Scrierea corect a structurilor electronice

    1.1. STRUCTURA ATOMILOR Atomii nu sunt indivizibili i invariabili, ci dimpotriv sunt construcii complicate, fiind

    compui dintr-un miez sau nucleu, nconjurat de un nveli de electroni. Fiecare specie de atomi posed un nucleu i un nveli caracteristic, diferit de al celorlalte specii de atomi.

    Atomul este format dintr-un nucleu n care este concentrat toat sarcina pozitiv i aproape toat masa atomului i dintr-un nveli cu electroni a crui sarcina electric negativ este egal cu cea pozitiv, aa nct din punct de vedere electric atomul este neutru.

    1.1.1. Modelul lui Thomson (1904) Primul model al atomului a fost elaborat n anul 1904 de ctre

    Thomson. El concepea atomul ca o sfer ncrcat cu sarcini electrice pozitive n care electronii sunt distribuii n numr egal, asemntor stafidelor ntr-o budinc.

    Modelul su era un model static ce nu putea explica fenomenul radioactivitii.

    1.1.2. Modelul planetar al lui Rutherford (1911)

    Dintre modelele dinamice ale atomului primul ce prezint importan este cel produs de Rutherford, care a propus modelul planetar al atomului, cu nucleu n centru i electronii ce se rotesc pe orbite n jurul nucleului.

    El d o imagine destul de clar a atomului, dar acest model nu indic numrul sarcinilor pozitive i negative i nici distribuia electronilor.

    Astfel, Rutherford a studiat, mpreun cu colaboratorii si, efectele bombardrii unei foie foarte subiri de aur cu un fascicul de particule (nuclee de heliu cu sarcina +2 i masa 4 fig.2.)

    n experien se folosea un tub de sticl (n care se gsea o sare de radiu sau poloniu) vidat cu pereii acoperii cu o substan fluorescent (ZnS). n calea fasciculului se punea o foi metalic i dup scintilaiile produse de peretele fluorescent, se constata c cea mai mare

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    parte a fluxului de raze strbat foia metalic, alt parte era deviat puin n drumul su rectiliniu, iar o mic parte a acestui flux era deviat cu un unghi de 900 pn la 1800.

    Fig.2. Experiena lui Rutherford

    Din experiena lui Rutherford s-au putut trage urmtoarele concluzii: - atomii sunt alctuii dintr-un nucleu central, foarte dens i ncrcat cu sarcini electrice pozitive, - n jurul nucleului graviteaz electronii, pe orbite proprii, n numr egal cu sarcinile pozitive ale nucleului, - ntre electroni i nucleu se manifest o for de atracie de tip coulombian, care este echilibrat de fora centrifug de meninere a electronilor pe orbita proprie. Deficiena modelului planetar const n imposibilitatea explicrii stabilitii atomului.

    1.1.3. Modelul atomic a lui Bohr (1913)- preia modelul planetar al lui Rutherford, pentru atomul de hidrogen cruia i aplic teoria cuantelor.

    Jacobs Bohr pornete de la ideea c atomul este indefinit stabil n timp, fr s emit energie i se bazeaz pe dou ipoteze: 1. Electronul se poate roti n jurul nucleului numai pe anumite orbite, considerate circulare, numite orbite permise, orbite staionare, orbitali sau nveliuri (Figurile 3 i 4). n micarea sa pe orbitele permise, electronul nu emite i nu absoarbe energie. 2. n cazul atomilor excitai n urma absorbiei de energie, electronii pot trece de pe orbita permis, caracterizat de o energie sczut, pe o alt orbit permis,caracterizat de o energie mai mare. Deoarece aceast structur este instabil, electronii pot reveni pe orbita iniial sau pe orbita intermediar prin emiterea unei cuante luminoase, a crei energie este egal cu diferena energiilor orbitelor ntre care s-a deplasat electronul (Fig. 5).

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    fig.3. Atom in stare fundamental Fig. 4. nveliurile nucleului

    Fig.5. Tranziii electronice

    Deficiena modelului atomic al lui Bohr const n posibilitatea explicrii spectrelor de emisie i energiei de ionizare numai pentru sistemele monoelectronice (atomul de hidrogen i ioni hidrogenoizi: He+, Li2+, Be3+), dar nu explic spectrele atomilor cu mai muli electroni i structura de multiplei a seriilor spectrale (existena liniilor cu frecvene apropiate).

    1.1.4. Modelul Bohr-Sommerfeld (1916) n 1915, fizicianul german Arnold Sommerfeld, a dezvoltat modelul atomic al lui

    Bohr, pentru a explica structura fin a liniilor din seriile spectrale ale hidrogenului. Pentru caracterizarea micrii electronului, Sommerfeld a utilizat urmtoarele numere

    cuantice: n principal, l - secundar (azimutal sau orbital), s - de spin i m magnetic. El a presupus c orbitele staionare descrise de electron n jurul nucleului atomic sunt

    nu numai circulare, ci i eliptice. Orbita cu l=0 are o simetrie circular n timp ce orbitele cu l= 1, 2, ..., n-1 au o simetrie eliptic (fig.6).

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    Fig.6. Orbitele electronului

    n concluzie, pentru caracterizarea micrii electronului, Sommerfeld a utilizat urmtoarele numere cuantice: nprincipal, l-secundar (azimutal sau orbital), s-de spin i m-magnetic. Numrul cuantic principal n indic nivelul energetic (stratul) din jurul nucleului pe care se afl poziionat electronul, ; ia valorile 1, 2, 3, 4, ... n sau l n i reprezint straturile electronice. n esen, el determin att energia total a electronului care ocup un orbital, ct i dimensiunea orbitalului.

    Numrul cuantic secundar l (orbital, azimutal) definete tipurile de orbitali (orbite, substraturi) dintr-un anumit strat energetic, l [0 (n-1)] Astfel:

    l = 0, orbitali de tip s; exist un singur orbital de tip s n fiecare strat, de form sferic, fiind simetric fa de nucleu

    l = 1, orbital de tip p; n numr de trei n fiecare strat electronic, orbitalii de tip p au form bilobat, cu ambii lobi egali, dispui de o parte i de alta a nucleului; sunt orientai dup cele trei axe de oordonate fiind perpendiculari ntre ei ;

    l = 2, orbitali de tip d; n fiecare strat electronic sunt 5 orbitali de tip d, cu form rozet , cu lobii egali, orientai dup cele trei axe de coordonate i ntre acestea ;

    l = 3,orbitali de tip f, n numr de 7, cu form complicat Numrul cuantic magnetic m indic numrul orbitalilor de acelai tip care se gsesc

    ntr-un strat electronic, m (-l, 0, +l); Numrul cuantic de spin s caracterizeaz micarea de rotaie a electronului n jurul

    propriei sale axe, avnd valorile + sau - .

    21

    21

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    Fig. 7. Orbitalii de tip s, p i d

    Dei perfecionat fa de modelul lui Bohr, modelul Sommerfeld se aplic doar la atomul de hidrogen i ionii hidrogenoizi, nu permite interpretarea spectrele atomilor cu mai muli electroni (heliu, atomi mai grei) sau comportarea lor magnetic.

    Concluziile acestui model ar fi urmtoarele : nveliul electronic al atomilor are o structur stratificat ; electronii care graviteaz pe orbite cu numere cuantice n diferite , se gsesc la distane

    diferite fat de nucleu ; electronii cu acelai n , se gsesc la aceeai distan fa de nucleu , formnd un strat

    electronic ; stratul electronic pentru n = 1 este cel mai apropiat de nucleu ; fiecare strat conine n2 orbite , toate straturile pentru care l = 0 sunt orbite circulare ,

    celelalte sunt orbite eliptice ; orbitele care au o anumit valoare pentru n si alta pentru l formeaza substraturi

    electronice .

    nveliul de electroni al atomilor nveliul de electroni reprezint totalitatea electronilor care graviteaz n jurul

    nucleului; el are o structura stratificat fiind format din apte straturi cu numerele: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

    Numrtoarea straturilor se face dinspre nucleu spre exterior.

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    Numrul maxim de electroni, N, pe fiecare strat este dat de relatia: N=2n2, n care n reprezint numrul stratului.

    Fiecare strat electronic din nveliul electronic al unui atom este format din unul sau mai multe substraturi care se deosebesc prin energie i numr maxim de electroni pe care i conin.

    Substraturile sunt formate din orbitali de acelai tip, care au aceeai energie; ele sunt notate cu simbolurile: s, p, d, f. Pe un orbital se gsesc maximum doi electroni.

    Orbitalul este zona din jurul nucleului sub forma unui nor de sarcina electric negativ n care electronul se gsete cu probabilitate maxim.

    Orbitalii de tip s, se regsesc n toate celelalte straturi: 2s, 3s ...7s. .(fig.7) Orbitalii p au geometrie bilobat, sunt orientai pe cele trei direcii ale axelor de

    coordonare i se noteaz 2px, 2py i 2pz.(fig.7) Un substrat p este format din trei orbitali si poate fi ocupat de maximum 6 electroni.

    Energia electronilor din orbitalii p este mai mare dect energia electronilor din orbitalii s, aparinnd aceluiai strat, deoarece electroni din orbitalii s sunt situai mai aproape de nucleu.

    Orbitalii d sunt n numr de cinci i pot fi ocupai cu maximum 10 electroni i au geometrie tetralobat. (fig.7)

    Orbitalii de tip f au simetrie octolobat, sunt n numr de apte i pot fi ocupai cu maximum 14 electroni.

    Repartizarea electronilor n orbitalii nveliului de electroni al unui atom respect urmatoarele reguli: - principiul excluziunii a lui Pauli conform cruia un orbital are maximum doi electroni cu spinul opus (spin- micarea de rotaie a electronului n jurul axei sale), adic s fie cuplai. Numrul maxim de electroni pe un substrat este 2(2 l + 1), iar pe un strat 2n2. - regula lui Hund, conform creia distribuia electronilor se realizeaz astfel nct numrul electronilor cu spinul paralel, n orbitalii cu aceeai energie, s fie maxim. - principiul minimului de energie: electronii se plaseaz pe substraturi n ordinea succesiv a creterii energiei (dinspre nucleu spre exterior). Aceast ordine este urmtoarea: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f < 6d

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    Tabel 1. Ocuparea cu electroni a primelor straturi Stratul 1 2 3 4

    Nr. max.de e- pe strat 2 8 18 32

    Substrat 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f

    Nr.max. de e- de pe substrat

    2 2 6 2 6 10 2 6 10 14

    Completarea cu electroni se realizeaz ncepnd cu stratul 1 (cu energia cea mai sczut).

    n funcie de substratul, respectiv orbitalul, n care se afl electronul distinctiv, se cunosc 4 blocuri de elemente: 1) elemente de tip s aparinnd grupelor principale I i II; 2) elemente de tip p aparinnd grupelor principale III ... VIII; 3) elemente de tip d aparinnd grupelor secundare (elemente tranziionale); 4) elemente de tip f aparinnd lantanidelor i actinidelor.

    1.1.5. Modelul neutrono-protonic al atomului n anul 1932, Ivcinenko i Heisenberg au propus modelul neutrono-protonic al

    atomului, conform creia atomul reprezint cea mai mic particul dintr-o substan care dei are o structur complex i nu poate fi fragmentat prin procedee chimice, este divizibil prin procedee fizice. Particulele elementare sunt particule care alctuiesc atomul, iar dintre acestea, particule fundamentale sunt considerate protonul, neutronul i electronul.

    Atomul oricrui element cuprinde dou pri distincte:

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    Tabel 2. Caracteristicile principale ale atomului Particula masaSimbol sarcin electric Masa real Masa

    relativ Sarcin real Sarcin relativ

    proton

    1,672 .10-27kg

    1 1,602 . 10-19C

    +1

    neutron

    1,6748 . 10-27kg

    1 0 0

    electron

    9,109 .10-31kg

    0 1,602 . 10-19C

    -1

    Cu excepia nucleului de hidrogen, nucleele celorlalte elemente includ mai muli protoni i neutroni; aceste particule se numesc nucleoni i sunt strns unii ntre ei prin fore nucleare. Acestea sunt mult mai mari dect forele de respingere dintre protoni, astfel nct nucleul este foarte stabil.

    Cercetri recente au pus n eviden faptul c protonii i neutronii au i ei o structur intern fiind formai din particule numite quarci. Quarcii se unesc n grupe de cte trei i stau la baza alctuirii nucleonilor unui atom.

    Din datele cuprinse n tabelul 2 se observ c masa electronului este foarte mic (aproape neglijabil n comparaie cu masa protonului i neutronului). Deoarece un atom este neutru din punct de vedere electric, numrul protonilor din nucleu trebuie s fie egal cu numrul electronilor din nveliul electronic.

    Numrul protonilor se noteaz cu Z (numr atomic) i este egal cu numrul electronilor. Masa unui atom este concentrat practic, n nucleu i se exprim prin numrul de mas , A .

    A = Z + N , unde N este numrul de neutroni. Micarea de rotaie a nucleului n jurul axei sale se numete spin nuclear.

    Reaciile la care particip nucleele atomilor au loc cu eliberarea unor cantiti mari de energie i se numesc reacii nucleare. n anul 1934 Fermi a sugerat c n procesul de dezintegrare radioactiv a unui nucleu, cu emisia unei particule , se emite i o alt particul, cu masa de repaus zero, neutr din punct de vedere electric numit antineutrino . Reacia fundamental din teoria lui Fermi este: Reaciile nucleare i gsesc aplicaii n cele mai vaste domenii:

    n medicin, pentru tratarea cancerului; n chimie, pentru studierea mecanismelor de reacie; n arheologie, pentru datarea obiectelor arheologice; n producerea energiei electrice; n transformarea elementelor n alte elemente.

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    OBIECTIVELE Unitii de nvare nr. 2 Identificarea caracteristicilor unui element chimic Identificarea deosebirilor dintre izotopi i izobari nelegerea mrimilor fundamentale utilizate n chimie Aplicarea corect a relaiilor de calcul n vederea determinrii echivalentului-

    gram pentru diverse elemente chimice i compui chimici

    1.2. ELEMENT CHIMIC Specia de atomi care are acelai numar atomic, deci aceeai sarcin nuclear,

    formeaz un element chimic.

    Simbolul chimic are o dubl semnificaie: calitativ: reprezinta totalitatea atomilor cu aceeai sarcin nuclear; cantitativ: reprezinta un mol din elementul respectiv.

    Pn n prezent au fost identificate 118 elemente chimice diferite, dintre care 90 apar n stare natural iar celelalte au fost obinute n laborator.

    1.2.1. Izotopii (nuclizii) Speciile de atomi care au acelai numr atomic, Z dar difer prin numrul de mas, A,

    se numesc izotopi. lzotopii unui element ocup acelai loc n tabelul periodic. Un izotop se noteaz

    prescurtat prin simbolul elementului, precedat de numrul atomic Z, i de numrul de mas, A.

    unde : Y - simbolul chimic al elementului A numrul de mas al elementului

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    Z - numrul atomic al elementului Izotopii difer puin prin proprietile lor, dar se deosebesc prin reaciile lor nucleare,

    n timpul carora se elibereaza cantiti importante de energie. Dei exist n natur elemente compuse din atomi de un singur fel (monoizotopice),

    de exemplu: fluorul, sodiul, aluminiu, fosforul, etc, majoritatea elementelor sunt ns amestecuri de izotopi, denumite elemente mixte. Izotopii unui element pot fi: naturali si artificiali. Unii izotopi naturali sunt radioactivi, astfel, uraniul are trei izotopi radioactivi, cu A=234, A=235 si A=238.

    Una din cele mai interesante aplicaii ale izotopilor o constituie determinarea vrstei materialelor care conin carbon, prin msurarea carbonului 14C /l2C coninut n acestea. Raportul l4C /12C este constant n compuii organici ai organismelor vii. Dup moartea vieuitoarelor, coninutul de 14C scade la jumtate dup 5668 de ani.

    Determinnd radioactivitatea unei probe de material coninnd carbon se poate afla vrsta acestuia.

    Izotopii radioactivi 60Co, 127I, 30P se folosesc n medicin, n diagnosticarea i tratarea tumorilor.

    Izotopii atomului de hidrogen Astzi de cunosc trei izotopi stabili ai atomului de hidrogen (fig.8) Hidrogenul uor (protiu), cu rspndirea cea mai larg (99,84%) este hidrogenul

    care apare n combinaiile chimice obinuite (ap, hidrocarburi, hidruri, etc.);

    Hidrogenul greu (deuteriu), rspndit n proporie de 0,016%; apa care conine acest atom de hidrogen (D2O - apa grea, nu este favorabil vieii); izotopul se folosete n procesele de fusiune nuclear sau n tehnica rezonanei magnetice nucleare.

    Hidrogenul supergreu (tritiu), este radioactiv; el nu apare n natur, i are timpul de njumtire de 12,3 ani; datorit proprietii de radioactivitate pe care o posed, izotopul se folosete n analizele de structur a diferitelor substane (apa supergrea T2O)

    De curnd, au fost pui n eviden i izotopii dar sunt instabili, timpul lor de via fiind foarte redus.

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    Fig.8. Izotopii atomului de hidrogen

    Izobarii Studiul compoziiei unor elemente, a artat c acestea conin cte un izotop cu

    aceeai mas atomic, dar cu sarcina nucleului diferit. Atomii care au masele atomice identice, dar aparin unor elemente diferite, se numesc izobari (isos baros, aceeai mas).

    n aceast categorie, intr atomii :

    1.3. PRINCIPALELE MRIMI UTILIZATE IN CHIMIE Masa atomic absolut, exprimat n grame, este un numr foarte mic, de ordinul a

    10- 27 kg. Pentru simplificare s-a hotrt s se utilizeze masa atomic relativ, Masa atomic relativ sau prescurtat masa atomic, exprimat n uniti atomice de

    mas (u.a.m.), reprezint numrul care arat de cte ori masa unui atom este mai mare dect a 12-a parte din masa izotopului 126 C. Masa atomic relativ a unui element chimic se calculeaz ca o medie ponderat a masei izotopilor respectivi, deoarece n natur majoritatea elementelor chimice sunt amestecuri de izotopi. Exemplu: clorul natural conine 75% izotop 3517Cl i 25% izotop 3717Cl Masa atomic a elementului se calculeaz astfel: ACl =( 75/100).35 + (25/100).37 = 35,5 u.a.m. Calcule precise au aratat c n 12 g de 126 C se gsesc 6,023*1023 atomi.

    Numrul 6,0231023 se numete numrul lui Avogadro i se noteaz cu NA - reprezint numrul de molecule cuprinse ntr-un mol de substan.

    Masa molecular M a unei substane chimice este un numr care arat de cte ori este mai grea molecula sa, dect a 12-a pare din masa izotopului 12C (u.a.m.). Conform legii conservrii, masa molecular este egal cu suma maselor atomice ale elementelor componente.

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    Exemple: MNaCl = ANa + ACl = 23 + 35,5 = 58,5 u.a.m.

    Molecula-gram = cantitatea de substan exprimat n grame, numeric egal cu masa sa molecular (MG). Exemple: MGH2 = 2,016 g, MGH2O = 18,015 g

    Molul este cantitatea de substan a crei mas exprimat in grame este egal cu masa atomic (A) sau masa molecular (M), exprimat n grame a substanei respective i conine NA (6,023*1023) particule. Multiplu molului este kilomolul (kmol). Exemple: 10 moli de ap = 10 x 18 = 180 g 1mol HCl ......36,5 g HCl...... 6,023*1023 molecule HCl 1kmol HC......36,5 kg HCl.... 6,023*1026 molecule HCl Numrul de moli (n) coninui ntr-o anumit cantitate de substan se afl astfel: n = m/M, unde m (g) reprezint masa substanei exprimata n grame, M reprezint masa molar exprimat n g/mol. Exemple: Ci moli de molecule de oxigen se gsesc n 320 g de oxigen? MO2 = 2* AO = 2*16 = 32 g; 1 mol O2 = 32 g nO2 = 320 g / (32 g/mol) = 10 moli

    Volumul molar: un mol din orice gaz in condiii normale de temperatur i presiune (t= 00C si p=1 atm) ocupa acelasi volum, (volum molar-Vm) care este egal cu 22,4 l (dm3).

    Echivalentul chimic E este cantitatea dintr-un element sau dintr-o combinatie chimica, care se poate combina cu 1,008 parti H, sau care poate nlocui aceasta cantitate de hidrogen in combinaiile sale. Daca este exprimata in grame se numeste echivalent-gram.

    Pentru elementele care nu se combin cu hidrogenul dar se pot combina cu oxigenul, echivalentul chimic E, reprezinta acea cantitate din elementul respectiv care se combina cu 8 pri oxigen. Exemple: 23 pri de Na se combin cu 8 pri de oxigen n oxidul de Na, Na2O; 20 pri de Ca se combinacu 8 pri de oxigen n oxidul de calciu, CaO. Metode de calcul a echivalentului-gram:

    a.) Echivalentul gram al unui element:

    Ex: Echivalentul-gram pentru aluminiu: Eg Al = 27/3 = 9 g

    b.) Echivalentul gram al unui acid, HmA:

    ori Ex: Echivalentul-gram pentru acidul clorhidric: Eg HCl = 36,5/ 1=36,5 g

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    c.) Echivalentul gram al unei baze, Me(OH)n:

    ori

    Ex: Echivalentul-gram pentru hidroxidul de calciu: Eg Ca(OH)2 = 74/2 = 37 g

    d.) echivalentul gram al unui oxid metalic(M2On):

    ori

    Ex: Echivalentul-gram pentru oxidul de fier (III):

    e.) Echivalentul gram al unei sri ntr-o reacie de dublu schimb(MnRm):

    Ex: Echivalentul-gram pentru clorura de sodiu: Eg NaCl = 58,45/1 = 58,45 g

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    Test de autoevaluare 1. Care este structura unui atom si care sunt sarcinile sale electrice? 2. Definii protonul i neutronul. 3. Scriei structurile electronice pentru urmtorii atomi: carbon (Z = 6), fosfor (Z = 15), calciu (Z = 20). 4. Cte grame de substan se gsesc n: a)- 3 moli azotat de argint b)- 4 moli de acid sulfuric c)- 5 moli de carbonat de potasiu 5. Calculai echivalentul gram pentru: - acidul bromhidric - hidroxidul de magneziu - fosfatul de potasiu 6. Enunai principalele reguli care se aplic n cazul scrierii unei structuri electronice.

    (Rspunsurile acestui test se gsesc la pagina 15 )

    De reinut: - Caracteristicile particulelor din nucleu i nveliul electronic. - Regulile de repartizare a electronilor n orbitalii nveliului de electroni al unui atom - Definiiile mrimilor fundamentale utilizate n chimie. - Expresiile matematice de calcul pentru echivalenii-gram.

    Lucrare de verificare la Cursul nr.1 1. Care este structura nucleului unui atom? 2. Care sunt caracteristicile electronului? 3. Enumerati cteva aplicaii ale izotopilor . 4. Definii masa atomic a unui element chimic i masa molecular a unei substane chimice. 5. Definii volumul molar. Care este valoarea acestuia n condiii normale de presiune i temperatur? 6.Utiliznd informaiile din sistemul periodic, calculai masele moleculare pentru urmtoarele substane: a) clorura de aluminiu b) oxid feros c) oxid feric d) azotat de calciu, cunoscnd ACl = 35,5; AO = 16; AFe = 56; AN = 14; AAl = 27; ACa = 40 R: a) 133,5g/mol; b) 72 g/mol; c) 160 g/mol; d) 164 g/mol 7. Calculai echivalentul - gram al urmtoarelor substane: a) Stroniu b) hidroxid de bariu c) acid fosforic d) sulfat de calciu

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    e) oxid de aluminiu, cunoscnd ASr =88; AH =1 ; AO= 16; AP = 31; ACa = 40; AAl = 27; AS = 32; ABa =137 R: a) 44g; b) 85,5g; c) 32,67g; d) 68g; e) 17g.

    Rspunsuri la ntrebrile din testul de autoevaluare 1. Atomul este format dintr-un nucleu (n care este concentrat toata sarcina pozitiv i aproape toat masa atomului) i dintr-un nveli cu electroni (a crui sarcina electric negativ este egal cu cea pozitiv), aa nct din punct de vedere electric atomul este neutru. 2. Protonul (1+1p) este o particul de mas 1 (conveional) i sarcin electric + 1. Neutronul (10n) este o particul elementar fr sarcin electric dar cu masa apropiat de cea a protonului. 3. C; Z = 6 // 1s2; 2s2,2p2 P; Z = 15 // 1s2; 2s2,2p6; 3s2, 3p3 Ca; Z = 20 // 1s2; 2s2,2p6; 3s2, 3p6; 4s2 4. a)510 g AgNO3; b) 392 g H2SO4; c) 690 g K2CO3 5. a) EgHBr = 81g; EgMg(OH)2= 29g; EgK3PO4 =70,67g 6. Principiul lui Pauli: un orbital atomic nu poate conine dect maxim doi electroni iar acetia trebuie s aib spin opus, adic s fie cuplai. Regula lui Hund: Se ocup cu electroni nti orbitalii cu energia mai joas i apoi orbitalii cu energie din ce n ce mai ridicat. Principiul minimului de energie: electronii se plaseaz pe substraturi n ordinea succesiv a creterii energiei.

    Recapitulare: Atomul este format din nucleu (neutroni i protoni) i inveli electronic (orbitali

    atomici i electroni). Principalele mrimi utilizate n rezolvarea aplicaiilor practice sunt: masa atomic

    i molecular, molul i echivalentul-gram. Masa atomic a unui element, A, este dat de suma maselor protonilor i

    neutronilor din nucleu i este specificat n csua fiecrui element chimic din sistemul periodic.

    Masa molecular, M, se obine prin suma maselor atomilor componeni. Molul este cantitatea de substan a crei mas, exprimat n grame, este egal cu

    masa molecular. Echivalentul-gram se calculeaz diferit n funcie de specia chimic.

  • CHIMIE Note de curs i aplicaii Cursul 1

    Noiuni i mrimi de baz utilizate n chimia general

    ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA Drd. Ing. Manuela Rossemary Apetroaei

    Bibliografie: 1. Neniescu D. Costin Chimie General , Editura Didactica si Pedagogic 1972 2. Atkins P., Overton T., Rourke J., Weller M., Inorganic Chemistry - Principles of

    Structure and Reactivity, 4th Edition, Oxford University Press, 2006 3. Ileana Ru, Simona A. Popescu General Chemistry, Editura Printech, 2009 4. Paraschiva Arsene, Cecilia Marinescu - Chimie anorganic, Teorie i performan

    pentru bacalaureat i admitere, Editura Didactic i Pedagogic, 2005 5. Popa N., Chimie general, Ed. Universitii din Bucureti, 2000 6. Housecroft C., Sharpe A., Inorganic Chemistry Second Edition, Pearson Education

    Limited, Essex, England, 2005 7. Guul-Vlu M, Muntean M., Dinculescu M., Ru I., Proprietile fizico-chimice i

    caracteristicile atomilor, substanelor simple i compuse, corelate cu poziia elementelor chimice n sistemul periodic, Litografia UPB, Bucureti 1997

    8. Mndroiu M., Prvu C., Popescu R., Chimie general experimental, Ed. Politehnica, Bucureti, 2009