Chimica e Laboratorio biennio

Prof. TROIANO Sergio

  

- SOSTANZE SEMPLICI E-

-COMPOSTE -

 

 

La materia si distingue, come ho già detto più volte, dall’energia perché ha una massa e si distingue in sostanze semplici e sostanze composte. Le sostanze semplici hanno atomi tutti uguali tra di loro mentre le sostanze composte sono costituite da atomi di almeno due tipi diversi collegati tra di loro da legami chimici.

I miscugli sono, come dice la parola stessa, miscele di due o più sostanze semplici o composte comunque mescolate tra di loro tra le quali non intervengono legami chimici e si distinguono in miscugli eterogenei e miscugli omogenei detti anche soluzioni a seconda che risultino in qualche modi distinguibili o meno le sostanze che vi sono coinvolte.

Per chiarire maggiormente la questione come esempio di miscuglio eterogeneo possiamo prendere il granito e come esempio di miscuglio omogeneo possiamo prendere l’acqua salata. Nel primo caso sono perfettamente distinguibili, , il quarzo, l’ortoclasio e la mica che costituiscono il granito perché i loro granuli sono grossi e di colore diverso mentre nel secondo caso non posiamo in alcun modo distinguere, neppure con il microscopio le particelle della sale che sono molto piccole e uniformemente distribuite.

Normalmente risulta più semplice separare con semplici metodi fisici le sostanze di un miscuglio eterogeneo rispetto ad un miscuglio omogeneo e ciò perché non vi sono legami chimici tra di loro come invece accade nei composti chimici.

Il composto si dice binario se contiene due tipi di atomi, ternario se ne contiene tre, quaternario se ne contiene quattro, ecc..

La formula chimica e la nomenclatura dei composti binari sono relativamente semplici : da trovare e li possiamo distinguere in solo tre categorie: ossido, acido non ossigenato e sale non ossigenato, sale non ossigenato.

La tavola periodica degli elementi contiene oltre cento elementi tra naturali ed artificiali e siccome nel formare i legami chimici si ha la cessione o la messa in comune di uno o più elettroni, non tutti gli elementi si possono combinare tra di loro per formare un composto binario, ma è necessario che vi sia, per così dire, una certa compatibilità tra di loro ed in particolare tra i loro gusci elettronici.

Ad esempio se cerchiamo di ottenere un composto unendo il sodio con il potassio non ci riusciamo ma la cosa risulta facile se uniamo il sodio con il cloro.

La ragione di ciò è che il sodio ha un solo elettrone sulla sua orbita più esterna mentre il cloro ha un posto vuoto sulla sua orbita più esterna e quindi come si può facilmente immaginare le due situazioni sono in un certo qual modo complementari tra di loro ed infatti i due atomi si collegano facilmente tra di loro.

Il legame chimico che si forma è essenzialmente dovuto alla forza di attrazione elettrostatica che avviene tra i due atomi che in seguito al passaggio dell’elettrone del sodio al cloro si produce una carica positiva sull’atomo del sodio ed una carica negativa sull’atomo del cloro.

Tra l’atomo del sodio e quello del potassio non si forma alcun composto perché entrambi gli elementi hanno un solo elettrone sull’ultima orbita e mentre tutti e due sarebbero disposti a dare l’elettrone nessuno due è in condizioni di poterlo prendere e quindi semplicemente non reagiscono tra di loro.

In linea di massima, hanno la tendenza ad accettare gli elettroni gli elementi che si trovano in alto a destra nella tavola periodica degli elementi mentre hanno tendenza a cedere gli elettroni quelli che si trovano in basso a sinistra, mentre alcuni di quelli che si trovano per cosi dire in mezzo, manifestano tendenza anfotera, cioè possono sia dare che ricevere elettroni ed il loro comportamento dipende dall’altro atomo con cui sono collegati.

Questi elementi, che non sono molti per la verità, sono in grado di combinarsi con tutti gli altri e pertanto formano un gran numero di composti sia binari che ternari.

In mancanza di informazioni più dettagliate si può fare riferimento all’elettronegatività, che è un dato in genere reperibile sulla tavola periodica degli elementi e in genere possiamo ritenere che due elementi per potersi combinare e formare un composto binario debbano avere uno l’elettronegatività minore o uguale a quella dell’idrogeno e l’altro maggiore o uguale a quella dell’idrogeno.

Questa è una regola che presenta numerose eccezioni e non è dunque raro imbatterci in composti in cui entrambi gli atomi hanno elettronegatività minore dell’idrogeno oppure entrambi maggiore dell’idrogeno ma in entrambi i casi almeno uno degli atomi ha elettronegatività assai simile a quella dell’idrogeno.

Esasperando le condizioni operative, quindi a condizioni estreme di pressione e temperatura, si può però far assumere a quasi tutti gli elementi pressoché qualunque valenza e quindi a collegarli in tutti i modi, ma questi composti ottenuti in queste condizioni operative estreme sono instabili e si decompongono quando le condizioni fisiche di pressione e temperatura ritornano normali.