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Da Democrito a Mendeleev
L ’ idea di atomo come costituente fondamentale della materia fu proposta e sostenuta in termini scientifici all’inizio dell’Ottocento. Per spiegare i risultati dei suoi esperimenti e delle sue analisi quantitative, l ’ inglese John Dalton (1776-1844) formulò nel 1808 l’ipotesi che la materia fosse costituita di minuscole parti Teoria atomica di Dalton (1803) 1. La materia è costituita di atomi, particelle di materia indivisibili e indistruttibili. 2. Un elemento chimico è formato da atomi tutti uguali tra loro. 3. Elementi diversi sono formati da atomi diversi per volume, massa e proprietà. 4. Atomi uguali o diversi possono unirsi tra loro per formare i composti chimici. I composti si formano dall’unione di due o più atomi, tenuti insieme da forze che rappresentano i cosiddetti legami chimici. Ogni composto differisce dagli altri per il tipo e il numero degli atomi costituenti. Formula la legge delle proporzioni definite (per il rapporto in peso degli elementi costituenti un composto); ciò comporta che esista discontinuità nella materia: è necessario perciò ipotizzare l'esistenza di "atomi" come costituenti. Gli elementi che formano un determinato composto chimico sono presenti sempre nella stessa composizione percentuale in peso. Legge delle proporzioni multiple DALTON (1 8 0 3 -1 8 0 7 ) Se due elementi formano diversi composti, il rapporto tra le masse di un composto rispetto al rapporto tra le masse nell’altro è un numero piccolo intero. La CO2, rispetto a CO, ha una massa doppia di ossigeno. nella CO il rapporto massa O/massa C = 1,333/1 = 1,333 nella CO2 il rapporto massa O/massa C = 2 x 1,333/1 = 2,666 il numero piccolo intero nel caso CO/CO2 è 2 Legge delle proporzioni multiple Quando due elementi si combinano tra loro per dare più composti, una stessa quantità di uno dei due elementi si combina con quantità multiple dell’altro. Le quantità multiple stanno fra loro come numeri piccoli e interi. Amedeo Avogadro Deduce, dalle esperienze sui gas di Gay-Lussac, (combinazioni di sostanze gassose sempre in rapporti definiti e semplici) e dalle teorie di Dalton che: volumi eguali di gas diversi, nelle stesse condizioni di pressione e di temperatura, contengono lo stesso numero di particelle, come aveva già pensato il chimico svedese Berzelius, che però sbagliava in quanto si riferiva ad atomi e non a molecole; Avogadro ipotizza (1811) che le molecole di gas usate siano biatomiche (H2, Cl2, HCl...); non viene accettato dal mondo scientifico. In seguito, però, dal suo pensiero si sviluppò il concetto di mole e si arrivò alla definizione del numero NA, che prende il nome dallo scienziato torinese (Numero di Avogadro). Cannizzaro Palermitano, seguì studi di medicina, poiché a Palermo non esisteva altro insegnamento scientifico; si trasferì in Piemonte dove ebbe una vera formazione chimica; stabilisce un metodo di deduzione dei pesi atomici relativi basato sulla misura della densità di vapore. I congresso internazionale di chimica a Karlsruhe, in Germania (1860) D. I. Mendeleev (1830) Sistema Periodico E ’ uno schema razionale che mette in evidenza la Periodicità delle caratteristiche chimiche; è ordinata in periodi (orizzontali) e in gruppi (verticali). La prima formulazione basata sul peso atomico, fu di Dimitrij Ivanovic Mendeleev (1834-1907) nel 1869. La prima versione della tavola periodica era ordinata, erroneamente, secondo il peso atomico e non secondo il numero atomico. Tavola periodica Ma mancavano ancora molto elementi ....... WILHEM VON BUNSEN e GUSTAV KIRCHHOFF isolano nuovi elementi Ogni sostanza posta sulla fiamma emette una luce particolare Il suo spettro TAVOLA PERIODICA 1A 8A (1) (18) 2 1 2A 3A 4A 5A 6A 7A (2) 4 (13) 5 (14) 6 (15) 7 (16) 8 (17) 9 He 3 Li Be B C N O F Ne 11 12 13 14 15 16 17 18 H Na Mg 10 3B 4B 5B 6B 7B 8B 8B 8B 1B 2B (4) 22 (5) 23 (6) 24 (7) 25 (8) 26 (9) 27 (10) 28 (11) 29 (12) 30 Al Si P S Cl Ar 31 32 33 34 35 36 Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 Ru Rh Pd In Sn Sb Te I Xe 81 82 83 84 85 86 Ti Pb Bi Po At Rn 67 68 69 70 71 19 20 (3) 21 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe 37 38 39 40 41 42 Rb Sr Y Zr 55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt 87 88 89 Fr Ra **Ac 58 59 60 61 62 63 64 65 Ce Pr Gd Tb 90 91 92 93 96 97 Th Pa U Np * 43 Nb Mo Tc Nd Pm Sm Eu 94 95 Ag Cd 79 Au Hg Pu Am Cm Bk Paul Emile Lecoq: Gallio Winkler: Germanio 80 66 Dy Ho Er Tm Yb Lu 101 98 99 100 102 103 Cf Es Fm Md No Lr L. Fredrick Nilson: Scandio Ramsay: Gas nobili