Chimie

CURS NR 1

CAPITOLUL I . NOTIUNI GENERALE DE CHIMIE

!!! Din acest capitol se vor da 2 teste cu exercitii si probleme, iar media notelor obtinute la test va reprezenta 30% din nota finala

!!! Pe parcursul cursului este necesar sa aveti un tabel periodic al elementelor

1.1. STRUCTURA ATOMULUI

Atomul este cea mai mica particula dintr-o substanta care poate exista ca atare si nu mai poate fi divizata prin metode fizice si chimice obisnuite. Atomul este neutru din punct de vedere electric, pastreaza proprietatile substantei si poate lua parte la reactia chimica. O serie de date experimentale au dovedit ca atomul are o structura interna care nu poate fi conceputa fara a include si parti componente mai mici. Astfel, atomul este constituit din nucleu atomic si invelis electronic pe care orbiteaza electronii.

NUCLEUL ATOMIC

Din datele experimentale se constata ca nucleul este constituit din nucleoni, cei mai importanti fiind protonii si neutronii.

- Protonul (simbol 11p sau p+)

Protonul este o particula subatomica avand masa 1 (conventional) si sarcina electrica pozitiva +1 (conventional). Numarul de protoni, adica de sarcini pozitive care se gasesc in nucleu poarta numele de numar atomic si se noteaza cu Z.

Specia de atomi cu acelasi numar atomic, Z formeaza un element chimic.

Valoarea numarului atomic se gaseste in sistemul periodic pentru fiecare element chimic in parte. Astfel, nucleul atomului de hidrogen are o singura sarcina pozitiva (Z = 1). Nucleele celorlalte elemente sunt mai complexe fiind formate din mai multe sarcini pozitive, adica contin mai multi protoni.

Exemple: heliul are Z = 2, deci are 2 protoni in nucleu;

sodiul are Z = 11, deci are in nucleu 11 protoni;

zincul are Z = 30, asadar are 30 de protoni in nucleu.

Exercitiu: Calculati numarul de protoni pentru urmatoarele elemente chimice: oxigen, bor, cupru, magneziu, sulf, argint, scandiu, fier si litiu.

- Neutronul (simbol 10n sau n0)

Neutronul este o particula elementara fara sarcina electrica si cu masa apropiata de cea a protonului. Numarul de neutroni dintr-un nucleu atomic se noteaza cu N.

2

Suma dintre numarul de protoni si numarul de neutroni poarta numele de numar de masa si se noteaza cu A. Daca se cunosc numarul de masa, A si numarul atomic, Z din sistemul periodic se poate calcula numarul de neutroni (N = A - Z).

Exemple: sodiul are Z = 11 si A = 23, deci are in nucleu 12 neutroni;

iodul are are Z = 53 si A = 127, asadar are 74 de neutroni in nucleu.

Exista atomi care desi au acelasi numar atomic, au numar de masa diferit: ei se numesc IZOTOPI. Izotopii ocupa acelasi loc in sistemul periodic pentru ca sunt atomi ai aceluiasi element chimic.

Exemplu: Hidrogenul are 3 izotopi:

11H - hidrogen usor sau protiu (are in nucleu 1p+)

12H (D) - hidrogen greu sau deuteriu (are in nucleu 1p+ si 1n0)

13H (T) - higrogen super greu sau tritiu (are in nucleu 1p+ si 2n0)

Exercitiu: Calculati numarul de protoni si de neutroni pentru izotopii oxigenului: 816O, 817O, 818O.

INVELISUL ELECTRONIC

Este reprezentat de electroni, de orbitalii atomici (in numar de 4, notati s, p, d, f) si de straturile electronice (in numar de 7, notate cu litere (K, L, M, N, O, P, Q) sau cifre (1,2, 3,...,7).

Orbitalul reprezinta spatiul din jurul nucleului in care probabilitatea de a gasi un electron este maxima.

- Electronul (simbol e-)

Este o particula subatomica cu sarcina negativa -1 (conventional) si masa neglijabila (este de 1840 de ori mai usor decat un proton). Numarul de electroni din invelisul electronic este egal cu numarul de protoni din nucleu, fiind dat de numarul atomic, Z. Atomul este neutru din punct de vedere electric deoarece numarul sarcinilor negative (numarul de electroni) este egal cu numarul sarcinilor pozitive (numarul de protoni).

Electronul executa simultan doua miscari:

I) o miscare in jurul nucleului, numita miscare de rotatie;

II) o miscare in jurul propriei axe, numita miscare de spin. Aceasta miscare poate avea loc in sens orar, fiind caracterizata de numarul cuantic de spin +1/2 (se reprezinta printr-o sageata orientata in sus ?) ) sau o miscare in sens anti-orar, caracterizata de numarul cuantic de spin -1/2 (care se reprezinta printr-o sageata orientata in jos ?).

1. Atkins, P. W., Tratat de chimie-fizica, Bucuresti, Ed. Tehnica, 1996

2. Ebbing D., Wrighton M., General chemistry, Houghton Mifflin Company, Boston, 1990

3. Lippicott W.T., Garrett A., Verhoek F.H., Chimie, Ed. Stiintifica, 1994

4. Naum N., Zagan S., Chimie - Curs pentru ingineri, Ovidius University Press, Constanta, 2004

5. Nica A., Alegerea si utilizarea lubrifiantilor si a combustibililor pentru motoare termice, Ed. Tehnica, 1979

6. Popa, M.I., Mareci, D., Electrochimie si coroziune, Ed. Politehnium, Iasi, 2005

7. Revie, R. W., Uhling's Corrosion Handbook, Second Edition, Ed. John Wiley & Sons, New York, 2000

8. Zagan S., Ape tehnice, combustibili si lubrifianti navali, Ed. Nautica, Constanta, 2010