Lezione V: L'atomo e le Teorie Atomiche con i postulati di Bohr, Uniroma1

LEZIONE V - L'ATOMO E LE TEORIE ATOMICHE

Prof. Matteo Bonomo
Dipartimento SBAI
RM017 - Stanza 207
matteo.bonomo@uniroma1.it

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3/12/2025
PROF. MATTEO BONOMO - CORSO DI CHIMICA - LA SAPIENZA

LA CHIMICA STUDIA ...

... composizione, struttura, proprietà e trasformazioni della materia.
La materia é costituita da atomi uguali o diversi uniti fra loro da forze di legame, dipendenti
dalla struttura elettronica degli atomi.

L'atomo

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L'ATOMO DI DEMOCRITO

Democrito (460-380 A.C.) propose sei punti per la sua "teoria atomica".

1. Tutta la materia è composta di atomi, che sono frammenti di materia troppo
   piccoli per essere visti.
   Questi atomi NON possono essere ulteriormente suddivisi in porzioni più piccole.
2. Esiste il vuoto, che è lo spazio vuoto tra gli atomi.
3. Gli atomi sono completamente solidi.
4. Gli atomi sono omogenei, senza struttura interna.
5. Gli atomi sono differenti tra loro per dimensioni, forma e peso.
6. Gli atomi sono i mattoni della vita.

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L'ATOMO DI DALTON

John Dalton (1766 - 1844)
La moderna Teoria Atomica nasce con Dalton quando pubblicò le sue teorie nel 1803.
Cinque punti, che sono considerati per lo più veri anche al giorno d'oggi:

1. La materia è formata da atomi piccolissimi, indivisibili e indistruttibili.
2. Tutti gli atomi di uno stesso elemento sono identici e hanno uguale massa .*
3. Gli atomi di un elemento non possono essere convertiti in atomi di altri elementi.
4. Gli atomi di un elemento si combinano, per formare un composto, solamente con numeri interi
   di atomi di altri elementi.
5. Gli atomi non possono essere ne creati ne distrutti, ma si trasferiscono interi da un composto
   ad un altro.

*
Ora sappiamo che gli elementi hanno diversi isotopi, che hanno pesi leggermente diversi.

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LE LEGGI CHIMICHE

• Legge di Lavoisier o della conservazione delle masse:
  la somma delle masse delle sostanze
  prima della reazione è uguale alla
  somma delle masse delle sostanze
  dopo la reazione.
• Legge di Proust o delle proporzioni semplici o definite: gli elementi si
  combinano tra loro secondo rapporti in massa definiti e costanti esprimibili da
  numeri piccoli e interi.
• Legge di Dalton o delle proporzioni multiple: quando 2 elementi si combinano
  per formare diversi composti, le masse di un elemento che si combinano con una
  data massa dell'altro, stanno tra loro in rapporti esprimibili con piccoli numeri
  interi.

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LE LEGGI CHIMICHE: Conservazione delle masse

• Legge di Lavoisier o della conservazione delle masse:
  la somma delle masse delle sostanze
  prima della reazione è uguale alla
  somma delle masse delle sostanze
  dopo la reazione.

La massa totale delle sostanze
rimane
invariata
durante
una
trasformazione chimica:
nulla si crea e nulla si distrugge,
ma tutto si trasforma
sodio
cloro
cloruro di sodio
+
23 g
+
35,4 g
58,4 g
+
11,5 g
+
17,7 g
29,2 g

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LE LEGGI CHIMICHE: Proporzioni definite

• Legge di Proust o delle proporzioni semplici o definite: gli elementi si
  combinano tra loro secondo rapporti in massa definiti e costanti esprimibili da
  numeri piccoli e interi.

In un composto chimico puro
gli elementi sono combinati
secondo un rapporto in
massa definito e costante,
qualunque sia la quantità
di composto ottenuta e in
qualunque modo il
composto venga prodotto.

massa cloro
massa sodio
=1,54

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LE LEGGI CHIMICHE: Proporzioni multiple

• Legge di Dalton o delle proporzioni multiple: quando 2 elementi si combinano
  per formare diversi composti, le masse di un elemento che si combinano con una
  data massa dell'altro, stanno tra loro in rapporti esprimibili con piccoli numeri
  interi.

carbonio
1 g
ossigeno
1,33 g
monossido
di carbonio
2,33 g
++
Quando l'ossigeno è poco,
si forma il monossido di car-
bonio.
carbonio
1 g
ossigeno
2,66 g
+
-
diossido
di carbonio
3,66 g
Monossido di carbonio
00
C
1
1
Diossido di carbonio
010
2
1
Legge delle proporzioni multiple, che esprime la possibilità di molti elementi di
combinarsi tra loro in rapporti quantitativi diversi, formando quindi composti differenti.

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LA TEORIA DI DALTON

Spiegazione delle 3 leggi

Spiegazione delle 3 leggi (conservazione della massa, proporzioni definite e proporzioni multiple)
tramite la teoria atomica di Dalton.

Conservazione della massa

Gli atomi non possono essere nè creati , nè distrutti. postulato 1
o convertiti in altri tipi di atomi.
postulato 2
Poichè ogni atomo ha una massa fissa, postulato 3
durante una reazione chimica gli atomi si
combinano in differenti modi l'uno con l'altro e
quindi non c'è variazione della massa totale.

Proporzioni multiple

Gli atomi di uno stesso elemento hanno la .
stessa massa
E gli atomi sono indivisibili.
Perciò quando di combinano differenti numeri di atomi
in diversi composti, il loro rapporto dovrà essere quello
di piccoli numeri interi.
C
Ossido di carbonio I
(monossido di carbonio)
Ossido di carbonio II
(diossido di carbonio)

Composizione definita

Gli atomi si combinano in un composto in
rapporti specifici
e ogni atomo ha una specifica massa.
Perciò ogni elemento costituisce una frazione fissa
della massa totale in un composto.

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LA TEORIA DI DALTON: LIMITAZIONI

Dalton non prevede l'esistenza di molecole di elementi; egli immagina che il gas
idrogeno sia costituito da singoli atomi di idrogeno, mentre oggi sappiamo che esso esiste
come molecola costituita da due atomi di idrogeno H2;
Dalton non prevede la formula delle molecole; Dalton attribuiva all'acqua la formula
chimica HO, invece di quella corretta H2O
Dalton non prevede l'esistenza di isotopi (atomi di uno stesso elemento aventi stesso
numero atomico ma diverso numero di massa);
Malgrado ciò, la sua teoria permise ai contemporanei di spiegare
una grandissima quantità di risultati sperimentali in modo
sostanzialmente corretto e semplice, per cui la teoria atomica venne
rapidamente accettata come corretta e ampiamente utilizzata.

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