Gli Atomi, i Legami Chimici e le Proprietà dell'Acqua

Flashcards di chimica generale incentrate sulla struttura atomica, isotopi, legami chimici (ionico, covalente, polare) e proprietà fisiche fondamentali dell'acqua (legami a idrogeno, coesione, adesione, capillarità, densità).

Atomo

La parte più piccola di un elemento chimico che mantiene le proprietà caratteristiche di quell'elemento; è formato da un nucleo contenente protoni e neutroni, attorno a cui ruotano gli elettroni.

Numero atomico ($Z$)

Il numero di protoni presenti nel nucleo di tutti gli atomi appartenenti a un determinato elemento chimico.

Numero di massa ($A$)

La somma del numero totale di protoni e di neutroni presenti all'interno del nucleo di un atomo.

Isotopi

Varianti di uno stesso elemento chimico che presentano lo stesso numero atomico ($Z$) ma un differente numero di neutroni, e di conseguenza un diverso numero di massa ($A$).

Prozio

Isotopo dell'idrogeno ($^1\text{H}$ o $^1_1\text{H}$) il cui nucleo è formato da $1$ protone e $0$ neutroni, con numero atomico pari a $1$ e numero di massa pari a $1$.

Deuterio

Isotopo dell'idrogeno ($^2\text{H}$) che possiede $1$ protone e $1$ neutrone nel nucleo, con numero atomico pari a $1$ e numero di massa pari a $2$.

Trizio

Isotopo dell'idrogeno ($^3\text{H}$) che presenta $1$ protone e $2$ neutroni nel nucleo, con numero atomico pari a $1$ e numero di massa pari a $3$.

Carbonio-14

Isotopo del carbonio impiegato per la datazione scientifica di reperti archeologici.

Livello energetico

La regione a una determinata distanza media dal nucleo occupata da un elettrone in base alla sua energia: minore è l'energia, più il livello è inferiore e vicino al nucleo; maggiore è l'energia, più il livello è superiore e distante.

Legame chimico

L'interazione che unisce due o più atomi per formare molecole o composti, consentendo loro di raggiungere la stabilità completando il livello energetico più esterno.

Ione

Un atomo che ha acquisito una carica elettrica netta in seguito alla cessione o all'acquisto di uno o più elettroni rispetto al numero originario di protoni.

Catione

Uno ione carico positivamente, formatosi per perdita di uno o più elettroni rispetto al numero di protoni (come lo ione sodio, $\text{Na}^+$).

Anione

Uno ione carico negativamente, formatosi a seguito dell'acquisto di uno o più elettroni rispetto al numero di protoni (come lo ione cloro, $\text{Cl}^-$).

Legame ionico

Tipo di legame chimico che si instaura a causa della reciproca attrazione elettrostatica tra ioni di carica elettrica opposta (come nel cloruro di sodio, $\text{NaCl}$).

Legame covalente

Legame chimico in cui due atomi mettono in comune una o più coppie di elettroni per completare il livello energetico più esterno di entrambi e raggiungere la stabilità.

Formula di struttura

Rappresentazione grafica della disposizione degli atomi in una molecola in cui ciascun legame covalente è indicato tramite un trattino ($-$).

Legame covalente polare

Legame covalente in cui gli elettroni condivisi sono attratti con maggiore forza dal nucleo di uno dei due atomi, determinando la comparsa contemporanea di un polo debolmente positivo e di uno debolmente negativo sulla molecola.

Polarità della molecola d'acqua

Condizione asimmetrica per cui gli elettroni di legame trascorrono più tempo attorno all'atomo di ossigeno (rendendolo debolmente negativo) e meno tempo attorno agli atomi di idrogeno (rendendoli debolmente positivi), originando una geometria a quattro vertici.

Legame a idrogeno

Attrazione debole e transitoria che si instaura tra la regione debolmente positiva di una molecola d'acqua e la regione debolmente negativa di un'altra; ciascuna molecola d'acqua ne può formare fino a quattro disponendosi a tetraedro.

Tensione superficiale

Proprietà dei liquidi dovuta all'intensa attrazione che le molecole superficiali instaurano tra di loro e con quelle sottostanti, generando sulla superficie una pellicola elastica.

Coesione

La forza di reciproca attrazione che si verifica tra molecole appartenenti alla stessa sostanza.

Adesione

La forza di attrazione che si manifesta tra molecole di sostanze chimiche differenti.

Capillarità

Fenomeno che permette all'acqua di risalire o avanzare in spazi piccolissimi grazie all'azione combinata della coesione tra molecole d'acqua e dell'adesione alle superfici circostanti.

Calore specifico

Quantità di calore richiesta da una sostanza per produrre un determinato incremento della sua temperatura; nell'acqua è elevato poiché parte dell'energia termica viene impiegata per spezzare i legami a idrogeno.

Densità del ghiaccio

Caratteristica per cui, a temperature inferiori a $4\,^\circ\text{C}$ e fino allo stato solido a $0\,^\circ\text{C}$, le molecole d'acqua formano un reticolo cristallino rigido occupando più volume, risultando meno dense dell'acqua liquida e galleggiando in superficie.