Chimie

CURS NR 1

CAPITOLUL I . NOȚIUNI GENERALE DE CHIMIE

!!! Din acest capitol se vor da 2 teste cu exerciții și probleme, iar media notelor obținute la test va reprezenta 30% din nota finală

!!! Pe parcursul cursului este necesar să aveți un tabel periodic al elementelor

1.1. STRUCTURA ATOMULUI

Atomul este cea mai mică particulă dintr-o substanță care poate exista ca atare și nu mai poate fi divizată prin metode fizice și chimice obișnuite. Atomul este neutru din punct de vedere electric, păstrează proprietățile substanței și poate lua parte la reacția chimică. O serie de date experimentale au dovedit că atomul are o structură internă care nu poate fi concepută fără a include și părți componente mai mici. Astfel, atomul este constituit din nucleu atomic și înveliș electronic pe care orbitează electronii.

NUCLEUL ATOMIC

Din datele experimentale se constată că nucleul este constituit din nucleoni, cei mai importanți fiind protonii și neutronii.

- Protonul (simbol 11p sau p+)

Protonul este o particulă subatomică avand masă 1 (convențional) și sarcină electrică pozitivă +1 (convențional). Numărul de protoni, adică de sarcini pozitive care se găsesc în nucleu poartă numele de număr atomic și se notează cu Z.

Specia de atomi cu același număr atomic, Z formează un element chimic.

Valoarea numărului atomic se găsește în sistemul periodic pentru fiecare element chimic în parte. Astfel, nucleul atomului de hidrogen are o singură sarcină pozitivă (Z = 1). Nucleele celorlalte elemente sunt mai complexe fiind formate din mai multe sarcini pozitive, adică conțin mai mulți 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.

Exercițiu: Calculati numărul de protoni pentru următoarele elemente chimice: oxigen, bor, cupru, magneziu, sulf, argint, scandiu, fier și litiu.

- Neutronul (simbol 10n sau n0)

Neutronul este o particulă elementară fără sarcină electrică și cu masa apropiată de cea a protonului. Numărul de neutroni dintr-un nucleu atomic se notează cu N.

2

Suma dintre numărul de protoni și numărul de neutroni poartă numele de număr de masă și se notează cu A. Dacă se cunosc numărul de masa, A și numărul atomic, Z din sistemul periodic se poate calcula numărul de neutroni (N = A - Z).

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

iodul are are Z = 53 si A = 127, așadar are 74 de neutroni în nucleu.

Există atomi care deși au același număr atomic, au număr de masă diferit: ei se numesc IZOTOPI. Izotopii ocupă același loc în sistemul periodic pentru că sunt atomi ai aceluiași element chimic.

Exemplu: Hidrogenul are 3 izotopi:

11H - hidrogen ușor sau protiu (are în nucleu 1p+)

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

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

Exercițiu: Calculați numărul de protoni și de neutroni pentru izotopii oxigenului: 816O, 817O, 818O.

INVELIȘUL ELECTRONIC

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

Orbitalul reprezintă spațiul din jurul nucleului în care probabilitatea de a găsi un electron este maximă.

- Electronul (simbol e-)

Este o particulă subatomică cu sarcină negativă -1 (convențional) și masă neglijabilă (este de 1840 de ori mai ușor decât un proton). Numărul de electroni din învelișul electronic este egal cu numărul de protoni din nucleu, fiind dat de numărul atomic, Z. Atomul este neutru din punct de vedere electric deoarece numărul sarcinilor negative (numărul de electroni) este egal cu numărul sarcinilor pozitive (numărul de protoni).

Electronul executa simultan două mișcări:

I) o mișcare în jurul nucleului, numita mișcare de rotație;

II) o mișcare în jurul propriei axe, numită mișcare de spin. Aceasta mișcare poate avea loc în sens orar, fiind caracterizată de numărul cuantic de spin +1/2 (se reprezintă printr-o săgeată orientată în sus ↑) ) sau o mișcare în sens anti-orar, caracterizată de numărul cuantic de spin -1/2 (care se reprezintă printr-o săgeată orientată în jos ↓).

1. Atkins, P. W., Tratat de chimie-fizică, București, Ed. Tehnică, 1996

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

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

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

5. Nica A., Alegerea și utilizarea lubrifianților și a combustibililor pentru motoare termice, Ed. Tehnică, 1979

6. Popa, M.I., Mareci, D., Electrochimie și coroziune, Ed. Politehnium, Iași, 2005

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

8. Zagan S., Ape tehnice, combustibili și lubrifianți navali, Ed. Nautica, Constanța, 2010