# data[].attributes.body
Si definisce SOLUZIONE un miscuglio omogeneo in cui la sostanza presente in maggiore quantità si definisce SOLVENTE, mentre la sostanza/sostanze presenti in minore quantità si definiscono SOLUTO/SOLUTI.

# data[].attributes.body
Quando si parla di soluzione, ovvero un miscuglio composto da due o più componenti, è utile conoscere il rapporto tra le relative quantità.
In chimica infatti non ha senso parlare di soluzione diluite o concentrate ma occorre specificare in maniera più precisa tale rapporto.
Esistono diversi metodi per misurare la concentrazione in chimica, tra questi quelli che studieremo sono i seguenti:

percentuale in massa

percentuale in volume

percentuale massa su volume

molarità

# data[].attributes.body
Si calcola il rapporto tra la massa del soluto e la massa della soluzione e lo si moltiplica per 100:

% m/m =  massa soluto (g) / massa soluzione (g) x 100

# data[].attributes.body
Si calcola il rapporto tra il volume del soluto e il volume della soluzione e lo si moltiplica per 100:

% V/V =  volume soluto (ml) / volume soluzione (ml) x 100

# data[].attributes.body
Si calcola il rapporto tra la massa del soluto e il volume della soluzione e lo si moltiplica per 100:

% m/V =  massa soluto (g) / volume soluzione (ml) x 100

# data[].attributes.body
M = n / V

dove:
M= molarità [mol/l]
n = moli [mol]
V = volume soluzione [l]

# data[].attributes.body
Tra le molecole si possono instaurare interazioni, che possono essere più o meno deboli, e che vanno ad influenzare le caratteristiche delle sostanze, in particolare lo stato fisico.

In generale si può dire che più le molecole sono piccole più è facile che si trovino allo stato gassoso, all'aumentare delle dimensioni si passa allo stato liquido e quindi allo stato solido; questo però accade se non si hanno forti interazioni intermolecolari. Infatti molecole piccole che hanno forti interazioni intermolecolari, possono essere a temperatura ambiente liquide o addirittura solide.

Le interazioni tra molecole sono di 3 tipi:

interazioni dipolo-dipolo indotto

interazioni dipolo-dipolo

legami Idrogeno

# data[].attributes.body
L'interazione dipolo indotto-dipolo indotto si instaura tra molecole che non possiedono un momento di dipolo permanente. È detta anche forza di London.
In una molecola gli elettroni in movimento in un dato istante possono trovarsi nello stesso luogo, provocando una distribuzione asimmetrica della carica elettronica; questa distribuzione asimmetrica induce in una molecola adiacente una analoga asimmetria.

# data[].attributes.body
Le molecole dipolari, cioè quelle molecole che hanno un dipolo permanente, si dispongono le une rispetto alle altre in maniera tale che siano vicini i poli opposti.

# data[].attributes.body
Il legame idrogeno si viene a formare tra molecole in cui un atomo di idrogeno è legato covalentemente ad un atomo fortemente elettronegativo, piccolo e con almeno un doppietto di non legame.

Sono esempi di tali molecole: H₂O, NH₃, HF.

Il legame idrogeno, dei tre legami intermolecolari visti, è il più forte; si indica con una linea tratteggiata che unisce l'atomo di idrogeno di una molecola con il doppietto elettronico dell'atomo più elettronegativo di un'altra molecola.

# data[].attributes.body
Quando l'acqua solidifica, a causa del legame idrogeno, le molecole occupano una posizione molto ordinata, come mostrato in figura, in cui l e molecole dell'acqua sono molto distanti tra loro, molto di più che allo stato liquido. Questo fa sì che l'acqua allo stato solido abbia una densità minore rispetto all'acqua allo stato liquido (questo è il motivo per cui il ghiaccio galleggia sull'acqua).

Inoltre grazie al legame idrogeno si spiega l'elevata temperatura di ebollizione dell'acqua: infatti per trasformare l'acqua liquida in vapor acqueo, bisogna allontanare le molecole le une dalle altre, rompendo tutti i legami idrogeno che si sono formati.

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LE PRIME TEORIE FURONO DI TIPO SPERIMENTALE.
INFATTI LE SOSTANZE ACIDE SI RICONOSCEVANO IN BASE AI SEGUENTI INDIZI:

COLORANO DI ROSSO UNA CARTINA AL TORNASOLE

HANNO SAPORE ASPRO

REAGISCONO CON LA MAGGIOR PARTE DEI METALLI PRODUCENDO IDROGENO GASSOSO

LE SOSTANZE BASICHE INVECE:

COLORANO DI BLU UNA CARTINA AL TORNASOLE

HANNO SAPORE AMARO

RISULTANO VISCIDE AL TATTO

# data[].attributes.body
Quando avviene una reazione tra due sostanze esistono due possibilità:

la reazione avviene in modo completo e alla fine non c'è più traccia dei reagenti perché si sono trasformati completamente nei prodotti (in questo caso tra i reagenti e i prodotti si inserisce un'unica freccia da sx verso dx)

i reagenti non vengono completamente trasformati nei prodotti ma, man mano che i prodotti si formano, questi reagiscono tra loro e formano nuovamente i reagenti

# data[].attributes.body
Le reazioni che avvengono in entrambi i sensi, sono reazioni reversibili, in cui coesistono due reazioni: quella in cui A e B reagiscono per formare C e D, e quella in cui C e D reagiscono per formare A e B.

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Durante la reazione inizialmente si ha una diminuzione della concentrazione di A e B e un aumento di concentrazione di C e D, dopo un certo tempo però le concentrazioni di A, B, C e D rimangono costanti: in quel momento si ha EQUILIBRIO CHIMICO

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Alcuni scienziati si accorsero che una volta raggiunto l'equilibrio si aveva un rapporto costante tra le concentrazioni dei prodotti e quelle dei reagenti, elevate al coefficiente stechiometrico.
Il suo valore numerico è caratteristico per ogni reazione chimica e dipende solo dalla temperatura

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Le costanti di equilibrio possono variare da valori molto grandi a valori molto piccoli.
Il valore della costante da' informazioni sulla miscela all'equilibrio:

k >> 1 equilibrio spostato verso i prodotti (a dx), maggiore contenuto dei prodotti

k << 1 equilibrio spostato verso i reagenti (a sx), maggiore contenuto dei reagenti

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Poiché l'equilibrio dell'acqua è molto spostato a sx, si può considerare la concentrazione dell'acqua costante e inglobarla così nella costante di equilibrio.

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PER MISURARE L'ACIDITA' DELLE SOSTANZE I CHIMICI HANNO CREATO UNA SCALA CHE MISURA LA CONCENTRAZIONE DEGLI IONI H⁺.
TALE SCALA HA UN ESTENSIONE DA 0 A 14. IL VALORE 7 RAPPRESENTA LA NEUTRALITA'; I VALORI INFERIORI A 7 INDICANO L'ACIDITA' MENTRE I VALORI SUPERIORI A 7 INDICANO LA BASICITA'.

# data[].attributes.body
IL pOH DA' INDICAZIONI SULLA BASICITA' DELLE SOSTANZE.
TRA pH E pOH ESISTE UNA RELAZIONE:
pH + pOH = 14

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ARRHENIUS PROPOSE LA SUA TEORIA NEL 1884.

ACIDI: SONO TUTTE LE SOSTANZE CHE IN SOLUZIONE ACQUOSA LIBERANO IONI H+

BASI: SONO TUTTE LE SOSTANZE CHE IN SOLUZIONE ACQUOSA LIBERANO IONI OH⁻

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QUESTA TEORIA FU FORMULATA NEL 1923, E' UN AMPLIAMENTO DELLA PRECEDENTE TEORIA E DEFINISCE

ACIDA QUALUNQUE SOSTANZA CAPACE DI DONARE UN H⁺ AD UN'ALTRA SOSTANZA

BASICA QUALUNQUE SOSTANZA CAPACE DI ACCETTARE UN H⁺ DA UN'ALTRA SOSTANZA

QUELLO CHE SI OTTIENE E' UN EQUILIBRIO ACIDO-BASE.
CIO' CHE EMERGE DA QUESTA TEORIA E' CHE UNA SOSTANZA SI COMPORTA DA ACIDO SOLO SE E' PRESENTE UN'ALTRA SOSTANZA IN GRADO DI ACCETTARE IL SUO H⁺ ( O I SUOI H⁺) .

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Fino ai primi anni del secolo scorso i composti chimici venivano suddivisi in due categorie ben separate: composti inorganici, provenienti dal mondo minerale, e composti organici, provenienti dal regno animale e da quello vegetale. La chimica organica era quella particolare branca della chimica che studiava i composti prodotti da organismi viventi. In seguito, quando ci si rese conto che nei composti organici erano sempre presenti atomi di carbonio, il termine “chimica organica” passò a indicare, più generalmente, la chimica dei composti del carbonio. Anche oggi lo studio separato di questi composti ha una sua giustificazione pratica, non tanto perché essi derivino da esseri viventi (già nel 1828 il chimico F. Wohler riuscì a produrre un composto organico, l’urea, a partire da elementi minerali), quanto perché il numero dei composti del carbonio è elevatissimo e superiore a quello di tutti gli altri elementi. La capacità del carbonio di originare milioni di composti diversi si spiega considerando alcune sue particolari caratteristiche, che lo differenziano dagli altri elementi. Questo elemento forma legami molto stabili con l’idrogeno e con altri atomi di carbonio, ma è capace di legarsi anche con altri elementi, in particolare l’ossigeno e l’azoto, nonché zolfo, fosforo e pochi altri.

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IL CARBONIO HA QUINDI LA PROPRIETÀ' DI LEGARSI CON SE STESSO IN MODO STABILE; E' QUINDI IN GRADO DI FORMARE MILIONI DI MOLECOLE  CON LUNGHE CATENE DI ATOMI DI C

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IL CARBONIO HA QUINDI LA PROPRIETÀ' DI LEGARSI CON SE STESSO IN MODO STABILE; E' QUINDI IN GRADO DI FORMARE MILIONI DI MOLECOLE  CON LUNGHE CATENE DI ATOMI DI CARBONIO.

IL CARBONIO APPARTIENE AL QUARTO GRUPPO, PERCIÒ E' IN GRADO DI FORMARE 4 LEGAMI.
SE IL CARBONIO FORMA:

4 LEGAMI SEMPLICI: LA GEOMETRIA DELL'ATOMO CENTRALE RISULTA TETRAEDRICA E IL CARBONIO SI DICE IBRIDATO sp ³

2 LEGAMI SEMPLICI E UNO DOPPIO: LA GEOMETRIA DELL'ATOMO CENTRALE RISULTA PLANARE E IL CARBONIO SI DICE IBRIDATO sp ²

1 LEGAME SEMPLICE E UNO TRIPLO: LA GEOMETRIA DELL'ATOMO CENTRALE RISULTA PLANARE E IL CARBONIO SI DICE IBRIDATO sp

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GLI ATOMI DI CARBONIO SI DIVIDONO IN:

PRIMARI: SE SONO LEGATI AD UN SOLO ATOMO DI CARBONIO

SECONDARI: SE SONO LEGATI A DUE ATOMI DI CARBONIO

TERZIARI: SE SONO LEGATI A TRE ATOMI DI CARBONIO

QUATERNARI: SE SONO LEGATI A QUATTRO ATOMI DI CARBONIO

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PRENDIAMO ORA IN CONSIDERAZIONE UN TIPO DI QUESTE MOLECOLE: GLI IDROCARBURI, MOLECOLE CHE CONTENGONO SOLO ATOMI DI CARBONIO E IDROGENO.
GLI IDROCARBURI SI DIVIDONO IN DIVERSE CATEGORIE IN BASE ALLA CATENA DEGLI ATOMI DI CARBONIO (LINEARE O CICLICA), IN BASE ALLA PRESENZA O MENO DI DOPPI O TRIPLI LEGAMI (DETTI INSATURAZIONI).

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IN CHIMICA ORGANICA ALLE MOLECOLE SI ATTRIBUISCE IL NOME IN BASE AL NUMERO DI ATOMI DI CARBONIO:

1C:      MET-

2C:      ET-

3C:      PROP-

4C:      BUT-

5C:      PENTA-

6C:      ESA-

....... E COSI' VIA

IL FINALE DEL NOME DIPENDE DALLA FAMIGLIA DI APPARTENENZA:

-ANO:       PER LA FAMIGLIA DEGLI ALCANI

-ENE:       PER LA FAMIGLIA DEGLI ALCHENI

-INO:       PER LA FAMIGLIA DEGLI ALCHINI

-OLO:       PER LA FAMIGLIA DEGLI ALCOLI

....... E COSI' VIA

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SONO IDROCARBURI IN CUI OGNI ATOMO DI CARBONIO FA 4 LEGAMI SEMPLICI, PERCIÒ GLI ATOMI SONO TUTTI IBRIDATI sp3 E LA LORO GEOMETRIA E' TETRAEDRICA.

LA FORMULA GENERALE DEGLI ALCANI E' CnH2n+2.

LA NOMENCLATURA SEGUE LE INDICAZIONI FORNITE NEL POST PRECEDENTE.

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SI DEFINISCONO ISOMERI QUELLE MOLECOLE CHE HANNO LA STESSA FORMULA BRUTA, MA DIVERSA FORMULA DI STRUTTURA.
AD ESEMPIO PER IL BUTANO ESISTONO DUE ISOMERI: ( IL NUMERO DEGLI ISOMERI AUMENTA ALL'AUMENTARE DEGLI ATOMI DI CARBONIO, AD ESEMPIO IL PENTANO HA 3 ISOMERI, L'ESANO 5 E L'EPTANO 9...)

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GLI ALCANI TIPICAMENTE DANNO REAZIONI DI COMBUSTIONE.
TALI REAZIONI POSSONO ESSERE COMPLETE O INCOMPLETE IN BASE ALLA QUANTITÀ DI OSSIGENO PRESENTE.

SI FORMA SEMPRE ACQUA E ANIDRIDE CARBONICA, CO₂, SE LA REAZIONE PROCEDE IN PRESENZA DI UN ECCESSO DI OSSIGENO, O MONOSSIDO DI CARBONIO, CO, SE LA REAZIONE PROCEDE IN DIFETTO DI OSSIGENO.

INOLTRE IN TALI REAZIONI SI SVILUPPA ENERGIA SOTTO FORMA DI CALORE.

CnH2n+2 + (3n+1)/2 O₂  =  nCO₂  +  (n+1)H₂O      COMBUSTIONE COMPLETA

CnH2n+2 + (2n+1)/2 O₂  =  nCO  +  (n+1)H₂O      COMBUSTIONE INCOMPLETA

LA REAZIONE INCOMPLETA E' MOLTO PERICOLOSA PERCHÉ IL MONOSSIDO DI CARBONIO (CO) E' UN GAS INCOLORE, INSAPORE E INODORE, MA A DIFFERENZA DELL'OSSIGENO, O₂, E DELL'ANIDRIDE CARBONICA CO₂, QUESTA MOLECOLA SI LEGA IN MANIERA IRREVERSIBILE AL FERRO CONTENUTO NELL'EMOGLOBINA, CHE SI TROVA NEL SANGUE ED E' L'ADDETTA AL TRASPORTO DELL'O₂/CO₂ DA E VERSO I POLMONI; LEGANDOSI IN MANIERA IRREVERSIBILE DIMINUISCE LA CAPACITA' DI TRASPORTO DELL'OSSIGENO E SPESSO SI RISCHIA LA MORTE. QUESTA SITUAZIONE SI VERIFICA QUANDO LE STUFETTE NON FUNZIONANO BENE O NON C'E' ABBASTANZA AREAZIONE NELLA STANZA (DIFATTI ORA IN ITALIA E' OBBLIGATORIO AVERE UNA PRESA DI AREAZIONE NELLA STANZA DOVE E' PRESENTE LA CALDAIA).
IL MONOSSIDO DI CARBONIO INOLTRE E' UNO DEI PRODOTTI DELLA SIGARETTA.

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SONO IDROCARBURI IN CUI E' PRESENTE UN SOLO DOPPIO LEGAME TRA CARBONIO E CARBONIO.
I DUE ATOMI DI CARBONIO COINVOLTI NEL DOPPIO LEGAME SONO QUINDI IBRIDATI SP2 E QUESTA PARTE DI MOLECOLA RISULTA PLANARE; GLI ALTRI CARBONI SONO INVECE IBRIDATI SP³ E QUINDI SONO TETRAEDRICI.

LA FORMULA GENERALE E' CnH2n.

NELLA NOMENCLATURA SI SEGUONO LE REGOLE GIÀ DATE, FORNENDO INOLTRE LA POSIZIONE DEL DOPPIO LEGAME. BISOGNA NUMERARE LA CATENA DI CARBONI IN MODO CHE GLI ATOMI COINVOLTI NEL DOPPIO LEGAME ABBIANO IL NUMERO PIÙ BASSO E QUINDI INDICARE DEI IL MINORE

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SONO IDROCARBURI IN CUI E' PRESENTE UN SOLO TRIPLO LEGAME TRA CARBONIO E CARBONIO.
I DUE ATOMI DI CARBONIO COINVOLTI NEL TRIPLO LEGAME SONO QUINDI IBRIDATI SP E QUESTA PARTE DI MOLECOLA RISULTA LINEARE; GLI ALTRI CARBONI SONO INVECE IBRIDATI SP³ E QUINDI SONO TETRAEDRICI.

LA FORMULA GENERALE E' CnH2n-2.

NELLA NOMENCLATURA SI SEGUONO LE REGOLE GIÀ DATE, FORNENDO INOLTRE LA POSIZIONE DEL TRIPLO LEGAME. BISOGNA NUMERARE LA CATENA DI CARBONI IN MODO CHE GLI ATOMI COINVOLTI NEL DOPPIO LEGAME ABBIANO IL NUMERO PIÙ BASSO E QUINDI INDICARE DEI IL MINORE

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QUANDO IN UNA FORMULA DI STRUTTURA SI SOSTITUISCE UNO O PIÙ IDROGENI CON DEI GRUPPI CONTENENTI CARBONI QUESTI PRENDONO COME FINALE IL SUFFISSO -ILE:

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PER ATTRIBUIRE IL CORRETTO NOME ALLE MOLECOLE ORGANICHE SI SEGUONO ALCUNE REGOLE:

1. individuare la più lunga catena ininterrotta di atomi di carbonio nella struttura; tale catena costituirà la base del nome in funzione del numero di atomi di carbonio che possiede

2. numerare gli atomi della catena sequenzialmente partendo da una delle estremità; verrà scelta l'estremità facente sì che gli atomi che recano ramificazioni (uno o più legami con altri atomi di carbonio) abbiano i numeri più bassi possibile.

3. nominare le ramificazioni in modo analogo alla catena principale, sostituendo però il suffisso -ano con il suffisso -il (pertanto 1: metil, 2:etil, 3: propil, etc.)

4. raggruppare le ramificazioni scrivendole in ordine alfabetico (es 3-metil-4-propil e non 4-propil-3-metil) e, qualora ne compaia più di una dello stesso tipo nella formula, indicarne la molteplicità tramite l'opportuno prefisso (di-, tri-, tetra-, etc.)

5. il nome è costituito dall'elenco delle ramificazioni precedute dal numero di ogni atomo della catena principale che le ospita, seguito dal nome della catena principale. Il nome va scritto come un'unica parola e si ricordi che i prefissi di-, tri- ecc. non concorrono all'ordine alfabetico dei sostituenti.

AD ESEMPIO LA MOLECOLA SOTTO RAPPRESENTATA HA IL SEGUENTE NOME:

5-ETIL-2,2-DIMETILEPTANO

POTETE TROVARE QUALCHE ESERCIZIO SUI SEGUENTI SITI:
http://www.chimica-online.it/test/esercizi-alcani-2.htm
http://www.mnemochimica.it/esercizi-nomenclatura-alcani-cicloalcani-spiegati/
https://www.chimicamo.org/chimica-organica/nomenclatura-degli-alcani-esercizi-svolti.html