Teoria atomica di Dalton
Alla fine del ‘700 erano note la legge della conservazione della massa, formulata da Antoine Lavoisier, la legge delle
proporzioni definite, formulata da Joseph Louis Proust e la
legge delle proporzioni
multiple formulata da John Dalton.
In base a tali scoperte lo stesso John Dalton formulò la sua
teoria atomica, che espose nel libro A New System of Chemical
Philosophy (pubblicato nel
La materia è costituita da piccolissime particelle indivisibili chiamate atomi
Gli atomi di uno stesso elemento sono tutti uguali tra di loro
Gli atomi di un elemento sono diversi da quelli di un altro elemento Le reazioni chimiche sono il risultato dell'unione di atomi diversi
Atomi diversi si possono aggregare per
formare i composti
Gli atomi di diversi elementi non possono
essere nè creati nè distrutti, ma cambia
solo il modo in cui si combinano tra di
loro.
In definitiva questa è la definizione di atomo
per Dalton:
“Un atomo è la più piccola parte di un
elemento che mantiene le caratteristiche
fisiche di quell'elemento”
Determinazione della massa atomica secondo Dalton
Dalton determinò la massa atomica relativa
prendendo come riferimento la massa dell’atomo di idrogeno, il più leggero degli
elementi
massa atomica relativa: numero che esprimeva il rapporto fra la massa dell’atomo di un dato elemento e quella
dell’atomo di idrogeno
atomo primario peso atomico Note
idrogeno 1 da acqua, come HO ossigeno 5,66
azoto 4 da ammoniaca ,come NH
carbonio 4,5 da H2CO3, usando 5,66 per O
acqua 6,66 come HO
ammoniaca 5 come NH
ossido nitrico 13,66 come N2O
zolfo 17 da acido solforoso come SO
acido solforoso 22,66 come SO
acido solforico 28,32 come SO2
acido carbonico 15,8 come CO2
ossido di carbonio 10,2 come CO
Legge dei volumi di combinazione
Dalton fece molti errori perché riteneva che l’acqua avesse formula HO e l’ammoniaca NH.
Tra il 1804 e il 1808 il chimico francese Joseph Louis Gay-Lussac formulava la
LEGGE DEI VOLUMI DI COMBINAZIONE
Quando due sostanze gassose reagiscono tra loro per formare nuove sostanze, anche esse gassose, i volumi dei gas reagenti e di quelli prodotti stanno tra loro in rapporti espressi da numeri interi e semplici
1 litro di H + 1 litro di Cl → 1 litro di HCl,
quindi:
Ipotesi di Berzelius
Berzelius, chimico svedese dell’epoca,
concluse allora che volumi uguali di
gas diversi, nelle stesse condizioni di
temperatura e pressione,
contenevano lo stesso numero di
atomi
Il peso atomico di un dato gas poteva
quindi essere determinato
confrontando il suo peso con quello
di un ugual volume di idrogeno
Il problema della combinazione dei gas
Allora un volume di idrogeno (n atomi) combinandosi con un
volume di cloro (n atomi) dovrebbe dare un volume di cloruro di idrogeno (n atomi)
ma nei sui esperimenti Gay Lussac otteneva due volumi di cloruro di idrogeno !
1L H + 1L Cl 2L HCl
Il concetto di molecola
Nel 1811 l’italiano Amedeo Avogadro trovò la
soluzione introducendo il concetto di
molecola
:
la particella più piccola di una sostanza capace di un
esistenza indipendente
Principio di Avogadro
Volumi uguali di gas diversi, nelle stesse condizioni
di temperatura e pressione, contengono lo stesso
numero di molecole
Gas elementari
Le molecole dei gas elementari sono tutte
biatomiche
H2:IDROGENO (genera acqua), gas incolore, inodore, altamente infiammabile
O2:OSSIGENO (genera acido), instabile e reattivo, costituisce il 20% dell'atmosfera
N2: AZOTO (privo di vita, dal latino Nitrogenum) incolore, inodore, insapore e inerte che costituisce il 78% dell'atmosfera terrestre
F2:FLUORO (fluire) velenoso e di colore giallognolo, molto reattivo, altamente pericoloso, causa gravi ustioni a contatto con la pelle
Cl2: CLORO (verde pallido) verde giallastro, ha un odore soffocante estremamente sgradevole ed è molto velenoso
Massa atomica relativa
Massa atomica relativa di un atomo è il rapporto tra
la massa di tale elemento e l’unità di massa
atomica
ESEMPIO : la massa molecolare relativa di H2O si calcola
sommando la massa atomica relativa dell'idrogeno, moltiplicata per 2 in quanto nella molecola sono presenti 2 atomi, con la massa
atomica relativa dell'ossigeno.
Unità di massa atomica
L’unità di massa atomica definita nel 1961 dall’IUPAC
(International Union of Pure and Applied
Chemistry) è
1/12 della massa dell’atomo di carbonio 12
(circa 12 volte l’atomo di H)
Si indica con u oppure dalton oppure uma
1 uma= 1,66 x 10
-27kg
LA MOLE
Il chimico nelle sue attività ha bisogno di operare con
quantità definite di materia di cui sia nota la massa
(non si può mettere sulla bilancia una molecola alla volta!)
