Franco Bagatti Elis Corradi Alessandro Desco Claudia Ropa A tutta chimica Terza edizione di Chimica SCIENZE Franco Bagatti Alessandro Desco Elis Corradi Claudia Ropa A tutta chimica Terza edizione di Chimica Franco Bagatti Alessandro Desco Elis Corradi Claudia Ropa A tutta chimica Terza edizione di Chimica SCIENZE Sommario 1 CAPITOLO Dai miscugli alle sostanze 1. Osservando la materia 2 2. Le grandezze e gli strumenti di misura 5 3. La materia attorno a noi: stati di aggregazione e miscugli 9 4. Le operazioni di separazione dei miscugli 12 5. Le sostanze chimiche 16 6. Lavorare con i numeri 18 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 27 2 CAPITOLO Le sostanze: proprietà ed energia 1. La temperatura 30 2. Le temperature dei passaggi di stato 33 3. Temperatura, energia e calore 36 4. Grandezze caratteristiche e carta d’identità delle sostanze 40 APPROFONDIMENTO Il barometro 41 APPROFONDIMENTO La scala termometrica di Lord Kelvin 43 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 45 V Franco Bagatti, Elis Corradi, Alessandro Desco, Claudia Ropa A TUTTA CHIMICA © Zanichelli 2008 Terza edizone di Chimica Sommario 3 CAPITOLO Le soluzioni 1. Dissoluzione e soluzioni 48 2. La concentrazione delle soluzioni 51 3. Come si esprime la concentrazione delle soluzioni 54 4. Alcune proprietà delle soluzioni 57 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 61 4 CAPITOLO Le reazioni chimiche 1. Le trasformazioni della materia 64 2. La conservazione della massa nelle reazioni chimiche 68 3. Reazioni chimiche ed energia 71 4. La velocità con cui si trasformano le sostanze 74 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 79 5 CAPITOLO Elementi e composti 1. Sostanze semplici e sostanze composte 82 2. Gli elementi 85 3. I composti hanno una composizione costante 89 4. La teoria atomica della materia 94 5. Le formule delle sostanze 97 APPROFONDIMENTO Ozono: troppo o troppo poco 99 6. Come si rappresentano le reazioni chimiche 101 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 105 VI Franco Bagatti, Elis Corradi, Alessandro Desco, Claudia Ropa A TUTTA CHIMICA © Zanichelli 2008 Terza edizone di Chimica Sommario 6 CAPITOLO Dagli studi sui gas alle formule chimiche 1. I gas si assomigliano tutti 108 APPROFONDIMENTO Airbag: è l’azoto che ci salva 109 2. Le leggi dei gas 111 APPROFONDIMENTO Gas o vapori per ecoautomobili 115 3. Il comportamento chimico dei gas 117 4. La massa delle molecole e degli atomi 120 5. Dal peso molecolare alle formule chimiche 123 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 129 7 CAPITOLO La mole: l’unità di misura dei chimici 1. La mole: l’interprete tra gli atomi e la bilancia 132 2. La centralità della mole 135 3. Moli ed equazioni chimiche 140 4. Sostanze in soluzione: la concentrazione molare 144 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 147 8 CAPITOLO Come sono fatti gli atomi 1. Le forze elettriche 150 2. I primi modelli atomici 153 APPROFONDIMENTO Millikan e la carica dell’elettrone 154 3. La carta d’identità degli atomi 158 APPROFONDIMENTO La datazione con radioisotopi 161 4. I modelli atomici 163 APPROFONDIMENTO I colori della luce 165 5. Un modello per la struttura elettronica 168 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 174 VII Franco Bagatti, Elis Corradi, Alessandro Desco, Claudia Ropa A TUTTA CHIMICA © Zanichelli 2008 Terza edizone di Chimica Sommario 9 CAPITOLO La tavola periodica 1. Un ordine tra gli elementi: il sistema periodico 178 2. La tavola periodica e la classificazione degli elementi 183 3. Famiglie chimiche e proprietà 186 APPROFONDIMENTO Energia elettrica direttamente dal Sole 188 4. Tavola periodica: come variano le proprietà 190 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 193 10 CAPITOLO Classi, formule e nomi dei composti 1. La valenza 196 APPROFONDIMENTO Attenti all’ossido di carbonio! 197 2. La nomenclatura dei composti 199 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 209 11 CAPITOLO I legami chimici 1. Elettroni di valenza e regola dell’ottetto 212 2. Il legame ionico: gli elettroni si trasferiscono 216 3. Il legame covalente: gli elettroni si mettono in comune 219 4. Il legame metallico: elettroni condivisi tra più atomi 225 APPROFONDIMENTO Le leghe metalliche 226 5. Legami chimici e proprietà delle sostanze 228 6. La tavola periodica e i modelli di legame 231 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 235 VIII Franco Bagatti, Elis Corradi, Alessandro Desco, Claudia Ropa A TUTTA CHIMICA © Zanichelli 2008 Terza edizone di Chimica Sommario 12 CAPITOLO Le forze intermolecolari e le proprietà delle sostanze 1. La forma delle molecole 238 2. Sostanze polari e sostanze apolari 243 APPROFONDIMENTO Il forno a microonde 243 APPROFONDIMENTO I detergenti 245 3. Forze intermolecolari e stati di aggregazione delle sostanze covalenti 247 4. Forze tra molecole diverse: miscibilità e solubilità 252 5. Le soluzioni elettrolitiche 255 6. Reazioni tra ioni in soluzione 258 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 261 13 CAPITOLO Trasformazioni della materia: energia, ambiente 1. Energia e particelle della materia 264 2. I conti con l’energia 271 3. L’entalpia delle sostanze e le trasformazioni della materia 277 4. Le fonti di energia 281 APPROFONDIMENTO L’effetto serra 285 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 291 14 CAPITOLO Velocità ed equilibrio nelle trasformazioni della materia 1. La teoria degli urti 294 2. Catalizzatori per le reazioni chimiche 298 APPROFONDIMENTO Le marmitte catalitiche 301 3. Trasformazioni in equilibrio 303 4. La costante di equilibrio 309 5. Come modificare lo stato di equilibrio 313 APPROFONDIMENTO Anche l’acqua (pur essendo liquida) può essere dura 317 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 321 IX Franco Bagatti, Elis Corradi, Alessandro Desco, Claudia Ropa A TUTTA CHIMICA © Zanichelli 2008 Terza edizone di Chimica Sommario 15 CAPITOLO Perché avvengono le reazioni chimiche 1. Trasformazioni spontanee e dispersione dell’energia 326 2. Le variazioni di entropia nelle trasformazioni della materia 331 3. Reazioni possibili e reazioni impossibili: l’energia libera 334 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 341 16 CAPITOLO Acidi e basi 1. Acidi e basi in soluzione acquosa 344 2. Reazioni con trasferimento di protoni 348 3. L’equilibrio di autoionizzazione dell’acqua: la scala del pH 352 4. La forza degli acidi e delle basi 356 5. Equilibri acido-base: idrolisi e sistemi tampone 362 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 369 17 CAPITOLO Le trasformazioni elettrochimiche 1. Le reazioni di ossidoriduzione 372 2. La scala dei potenziali standard 377 3. I fenomeni elettrolitici 383 APPROFONDIMENTO La produzione dell’alluminio 386 4. La corrosione 388 5. Pile e accumulatori 391 ESERCIZIDIFINECAPITOLO 395 X Franco Bagatti, Elis Corradi, Alessandro Desco, Claudia Ropa A TUTTA CHIMICA © Zanichelli 2008 Terza edizone di Chimica