Chimica Today | Tutto il meglio della Chimica Online a 360° gradi

Grafici delle leggi cinetiche: ordine di reazione

Fabrice Deseaux

-

6 Dicembre 2023

Grafici delle leggi cinetiche: ordine di reazione

Leggi cinetiche: Come determinare l’ordine di reazione

Quando si tratta di studiare le leggi cinetiche delle reazioni chimiche, è fondamentale comprendere la dipendenza del tempo dalla concentrazione delle sostanze coinvolte. La velocità della reazione è espressa come k [A]^x[B]^y, in cui [A] e [B] indicano le concentrazioni delle specie coinvolte, mentre k rappresenta il coefficiente di velocità della reazione. Gli esponenti x e y, determinati sperimentalmente, rappresentano rispettivamente l’ordine della reazione rispetto ad A e B. L’ordine di reazione è dato dalla somma di x e y.

Ordine di reazione

L’ordine di reazione non può essere previsto dalla stechiometria della reazione. Ecco i possibili casi:

1)

Reazione di ordine zero:

Se la velocità della reazione è indipendente dalle concentrazioni dei reagenti, si tratta di una reazione di ordine zero e la sua espressione è velocità = k.
La legge integrata della velocità per una reazione di ordine zero è [A] = [A]o – kt. Riportando la concentrazione in funzione del tempo produce una retta con pendenza –k.

2)

Reazione del primo ordine:

Se la velocità della reazione è proporzionale solo alla concentrazione di A, si tratta di una reazione del primo ordine e la sua espressione è velocità = k [A].
La legge integrata della velocità per le reazioni del primo ordine può essere espressa in forma esponenziale o logaritmica. Riportando la concentrazione in funzione del tempo si ottiene una curva.

3)

Reazione del secondo ordine:

Se la velocità della reazione è proporzionale alla concentrazione di A e di B, si tratta di una reazione del secondo ordine e la sua espressione è velocità = k [A][B].
La legge integrata per una reazione del secondo ordine è 1/[A] = 1/[A]o + kt. Riportando [A]o in funzione del tempo produce una curva, mentre riportando 1/[A]o in funzione del tempo produce una retta.

Comprendere la legge di velocità consente di ottenere informazioni fondamentali sul meccanismo della reazione stessa. Optare per l’esperimento e l’analisi più adatti è cruciale per ottenere risultati significativi nella chimica cinetica.

Aspetto cinetico e reazioni accoppiate

Fabrice Deseaux

-

6 Dicembre 2023

0

Aspetto Cinetico e Reazioni Accoppiate in Chimica: un’Analisi Approfondita

L’aspetto cinetico delle reazioni, che riguarda la velocità con cui avviene una reazione chimica, è di particolare importanza specialmente per le applicazioni industriali che richiedono tempi brevi e alte rese. La termodinamica di una reazione, che descrive le proprietà, il comportamento e la composizione chimica di un sistema all’equilibrio, non fornisce informazioni sulla velocità della reazione.

Le reazioni avvengono spontaneamente quando la variazione di energia libera è minore di zero. Tuttavia, in alcuni casi, se la reazione è troppo lenta, di fatto non si verifica, come nel caso della reazione tra il tetracloruro di carbonio e l’acqua, nonostante il valore negativo di ΔG. Al contrario, l’analoga reazione tra SiCl4 e acqua è esplosiva, nonostante entrambe siano termodinamicamente spontanee mostrano una cinetica diversa.

Vi sono molte reazioni in cui ΔG è minore di zero, ma non avvengono perché un’altra reazione con una velocità maggiore ha luogo. Allo stesso modo, esistono reazioni con un valore di ΔG° > 0 che possono avvenire in condizioni diverse dallo stato standard. In alcuni casi, la reazione risulta termodinamicamente sfavorita e quindi si deve procedere con un’altra reazione per ottenere lo stesso prodotto.

Le reazioni accoppiate rappresentano un altro aspetto importante in chimica, in cui l’energia liberata da una reazione spontanea viene sfruttata per modificare i reagenti di una reazione endoergonica, in modo che quest’ultima avvenga spontaneamente. Affinché la reazione desiderata avvenga, è necessario che le reazioni avvengano simultaneamente, la reazione spontanea sia sufficientemente esoergonica e che le reazioni abbiano una o più sostanze in comune.

Infine, per ottenere prodotti di reazione da sintesi non spontanee, si può ricorrere alla conversione di energia elettrica in energia chimica, come nel caso della produzione di litio metallico dal cloruro di litio fuso tramite un processo elettrolitico.

Cause delle piogge acide: reazioni, effetti e danni

Chimica

Fabrice Deseaux

-

6 Dicembre 2023

0

Cause delle piogge acide: reazioni, effetti e danni

Piogge acide: Cause, effetti e danni

Le piogge acide sono il risultato dell’emissione di anidride carbonica, ossidi di zolfo e ossidi d’azoto. Questi inquinanti atmosferici abbassano il pH, creando un impatto negativo sull’ambiente e sulla salute umana.

Il primo passo del processo di formazione delle piogge acide è l’emissione di anidride solforosa (SO2) e biossido di azoto (NO2) nell’atmosfera. Successivamente, questi prodotti di combustione si trasformano in acidi solforico e nitrico.

L’anidride carbonica contenuta nell’atmosfera si dissolve nel vapore acqueo e reagisce formando acido carbonico. Questo acido può ionizzarsi in acqua, portando a un abbassamento del pH dell’acqua piovana.

Le piogge acide hanno effetti devastanti sulla vita acquatica, vegetale e sulla salute umana, oltre a causare danni a strutture e monumenti in marmo.

Il fenomeno delle piogge acide venne notato per la prima volta nel 1872 da Robert Angus Smith, a causa dell’acidificazione delle piogge nei centri industriali britannici. Questo fenomeno è stato attribuito allo sviluppo della produzione industriale e all’uso di combustibili fossili.

L’emissione di ossidi di zolfo e di azoto, derivanti dalla combustione di idrocarburi ad alto contenuto di carbonio, sono stati i principali artefici dell’acidificazione delle piogge. Questo inquinamento atmosferico ha avuto gravi effetti anche sulla salute umana.

L’azoto molecolare, un sottoprodotto degli scarichi dei motori a combustione interna, reagisce con l’ossigeno per formare il monossido di azoto, che a sua volta reagisce con l’ossigeno per dare il biossido di azoto, responsabile del colore dello smog.

Analogamente, l’anidride solforosa rilasciata nell’atmosfera reagisce con l’acqua per formare acido solforoso, che può essere successivamente ossidato ad acido solforico.

Questi processi hanno portato a un aumento dell’acidità delle piogge, causando danni significativi su edifici e sculture in marmo che sono principalmente costituiti da carbonato di calcio. Nonostante i continui sforzi per sensibilizzare l’opinione pubblica e i governi, il problema dell’inquinamento atmosferico continua a persistere, specialmente nei paesi in via di sviluppo, dove l’attività industriale non rispetta gli standard minimi per un’attività economica sostenibile.

EDTA: struttura, equilibri, siti di coordinazione

Fabrice Deseaux

-

6 Dicembre 2023

0

EDTA: struttura, equilibri, siti di coordinazione

Acido etilendiamminotetraacetico (EDTA): Struttura e proprietà

L’EDTA, conosciuto anche come acido etilendiamminotetraacetico, è un acido poli amminocarbossilico incolore e solubile in acqua. La sua base coniugata è l’etilendiamminotetracetato, un agente chelante esadentato che ha la capacità di “sequestrare” ioni metallici come Ca²⁺, Mg²⁺ e Fe³⁺.

L’EDTA è un agente chelante versatile in grado di formare quattro o sei legami con lo ione metallico ed è comunemente utilizzato nei saponi e nei detergenti per formare complessi sia con lo ione Ca²⁺ che con lo ione Mg²⁺ presenti nelle acque dure, prevenendone l’interferenza.

Equilibri e formazione dei complessi

L’EDTA dà luogo a quattro equilibri di dissociazione a causa dei quattro gruppi carbossilici in acqua, regolati da quattro costanti: pK_a1 = 2.0, pK_a2 = 2.67, pK_a3 = 6.16 e pK_a4 = 10.26. La forza e la stabilità dei complessi formati dipendono dal pH dell’ambiente.

L’equazione generale per la formazione di un complesso 1:1 è M + Y ⇄ MY, dove M è lo ione metallico e Y è l’agente chelante. La costante di formazione è data da K = [MY]/[M][Y]. Grazie alla sua struttura, l’EDTA, con i suoi gruppi carbossilati e amminici, forma complessi particolarmente stabili a forma di gabbia.

Siti di coordinazione e proprietà acide

Il numero dei siti di coordinazione dipende dalle dimensioni dello ione metallico. Oltre alle proprietà di legante, l’EDTA è anche un acido debole: la forma totalmente protonata dell’EDTA è un acido debole esaprotico con specifici valori di pK_a. Da tali valori si evince che Y^4- diventa la forma predominante a valori di pH maggiori di 10.17.

In conclusione, l’EDTA svolge un ruolo cruciale nei processi di chelazione e nella formazione di complessi metallici, mostrando proprietà e equilibri interessanti dalle implicazioni pratiche importanti.

Costante calorimetrica. Esercizi svolti

Fabrice Deseaux

-

6 Dicembre 2023

0

La costante calorimetrica: guida e esercizi svolti

La costante calorimetrica rappresenta un parametro essenziale nell’ambito della termodinamica e della termochimica. Avere familiarity con questa grandezza permette il calcolo di vari parametri termici come i calori specifici, i calori latenti di fusione e di ebollizione, e i calori di reazione. Inoltre, la costante calorimetrica può essere espressa in joule per grado Celsius o joule per kelvin ed è tipica di ogni calorimetro. Il calorimetro è uno strumento essenziale per la misurazione del flusso di calore durante una trasformazione.

Per determinare la costante calorimetrica, è necessario tarare il calorimetro misurando la variazione di temperatura dell’acqua quando è introdotta una quantità nota di calore. La fonte nota di calore può essere ottenuta facendo passare una quantità nota di corrente elettrica attraverso un resistore nel calorimetro o sfruttando la conoscenza del calore specifico dell’acqua. La taratura di un calorimetro costituisce la base per vari esercizi nell’ambito della termochimica.

Esercizi sulla costante calorimetrica

1) Sono stati mescolati 100.0 g di acqua alla temperatura di 57.0 °C con 100.0 g di acqua a 24.2 °C. Dopo l’equilibrio termico la temperatura dell’acqua risulta essere 38.7 °C. Sapendo che il calore specifico dell’acqua è 4.184 J/g K, determinare la capacità termica del calorimetro.

Applicando il principio di conservazione dell’energia, si ottiene che la costante calorimetrica è di 110 J K^-1.

2) Aggiungendo 72.55 g di acqua a 71.6 °C a un calorimetro contenente 58.85 g di acqua a 22.4 °C, la temperatura raggiunge 47.3 °C. Sapendo che il calore specifico dell’acqua è di 4.184 J/g K, la capacità termica del calorimetro risulta essere di 62.6 J/K.

Equilibri simultanei. Esercizi svolti

Fabrice Deseaux

-

6 Dicembre 2023

0

Equilibri Chimici Simultanei: Esercizio Risolto

Gli equilibri simultanei sono caratterizzati dalla presenza di due o più equilibri che si verificano nello stesso sistema, come ad esempio una reazione acido-base e una precipitazione. Questi fenomeni sono spesso riscontrati in situazioni reali, come per esempio nelle piogge acide, nella fluorizzazione e nella dissoluzione dell’anidride carbonica nell’acqua di mare.

Risolvere esercizi relativi agli equilibri simultanei può presentare alcune difficoltà, poiché è necessario tenere conto di tutti gli equilibri coinvolti e delle loro interazioni reciproche. Non esiste un metodo univoco per la risoluzione di tali esercizi, tuttavia è possibile seguire una serie di passaggi utili per affrontarli in modo efficace.

Per risolvere correttamente un esercizio relativo agli equilibri simultanei è fondamentale identificare tutti gli equilibri coinvolti, valutare come essi sono accoppiati e determinare l’equilibrio più semplice per il quale siano disponibili tutti i dati necessari per iniziare la risoluzione. È importante inoltre trarre le opportune informazioni da ciascun passaggio e utilizzarle nella fase successiva, evitando di tralasciare qualsiasi aspetto rilevante.

Prendiamo ad esempio l’esercizio che consiste nel prevedere se si verifica la precipitazione di AgOH in una soluzione tamponata a pH = 9.00 che è 0.010 M in AgNO3 e 1.00 M in NH4NO3. Le costanti pertinenti sono: Kps di AgOH = 2.0 ∙ 10-8; Kb di NH3 = 1.8 ∙ 10-5; Kf di Ag(NH3)2+ = 1.1 ∙ 107.

Nel problema in esame, è necessario determinare le concentrazioni all’equilibrio di Ag+ e di OH- per prevedere se precipita AgOH. Questo compito può essere suddiviso in due parti, cominciando con la determinazione di [OH-]. Poiché la soluzione è tamponata a pH = 9.00, si può calcolare [OH-] come 1.0 ∙ 10-5 M. Successivamente, bisogna determinare [Ag+], il quale partecipa all’equilibrio di complessazione. L’espressione della costante di formazione Kf relativa a questo equilibrio è Kf = [Ag(NH3)2+]/[Ag+][NH3]2.

Conoscendo la concentrazione iniziale di Ag+, si può poi determinare la concentrazione di NH3. Con i valori noti, si possono calcolare le concentrazioni di Ag+ e NH3, e quindi determinare se avviene la precipitazione di AgOH. Il calcolo del Qps (quoziente di reazione) consente di valutare se si ha la formazione del precipitato.

Dal calcolo, si evince che AgOH non precipita in questa situazione. Questa dimostrazione illustra l’applicazione dei principi fondamentali degli equilibri chimici in un contesto specifico, mostrando come le conoscenze teoriche possano essere sfruttate per risolvere problemi pratici.

Fuochi fatui: origine e cause

Fabrice Deseaux

-

6 Dicembre 2023

0

Fuochi fatui: l’origine scientifica e le teorie leggendarie

I fuochi fatui, citati nella canzone “Un chimico” di Fabrizio De André, sono oggetto di leggenda e mistero dovuto alla loro natura enigmatica. Si tratta di pallide luci a forma di fiammella di vario colore osservabili di notte o al crepuscolo presso paludi, acquitrini e anche nei cimiteri. In passato, si era convinti che fossero le manifestazioni delle anime dei defunti, spiriti malvagi o anche anime protettrici. Tuttavia, la prima teoria scientifica riguardante i fuochi fatui è dovuta ad Alessandro Volta nel 1764, che pose l’attenzione sul fenomeno elettrico invece che sulla combustione di vapori.

L’origine dei fuochi fatui e le teorie scientifiche

Con il progresso della chimica, si è compreso che i fuochi fatui si sviluppano dalla decomposizione di materiale organico, attraverso un processo noto come decomposizione aerobica. Le piante e gli animali, composti principalmente da carbonio, idrogeno e ossigeno, producono acqua, anidride carbonica e calore in tale processo. Tuttavia, nelle zone paludose avviene una decomposizione anaerobica, in cui i batteri producono metano, biossido di carbonio, azoto, fosfine e difosfano. Quando questi gas risalgono dal terreno e si immettono nell’atmosfera, il metano si mescola con le fosfine, generando una luce blu. Questa combinazione può auto-infiammarsi, producendo una nuvola bianca densa che può infiammare altre sostanze.

La ricerca sulla origine dei fuochi fatui

Sebbene il fenomeno sia difficile da replicare in laboratorio, alcuni chimici italiani hanno tentato di riprodurlo ottenendo una chemiluminescenza, l’emissione di radiazione elettromagnetica che può accompagnare una reazione chimica. Questo suggerisce che potrebbe trattarsi più di chemiluminescenza della fosfina che di combustione vera e propria.

In conclusione, i fuochi fatui, sebbene abbiano ispirato leggende e superstizioni, trovano la loro origine in processi chimici ben definiti e possono essere razionalmente spiegati grazie alla scienza.

Energia chimica: cinetica, potenziale

Fabrice Deseaux

-

6 Dicembre 2023

0

Energia Chimica: Kinetica e Potenziale

L’energia chimica rappresenta la capacità di una sostanza chimica di subire trasformazioni attraverso una reazione chimica o di trasformare altre sostanze. Si tratta di una forma di energia interna immagazzinata nei legami chimici che varia durante una reazione.

Le molecole sono dotate di energia termica a qualsiasi temperatura superiore allo zero assoluto grazie all’energia cinetica associata ai diversi movimenti. Le molecole poliatomiche possiedono energia potenziale sotto forma di legami chimici.

Le sostanze chimiche sono costituite da atomi che, a loro volta, sono formati da nuclei con carica positiva circondati da elettroni con carica negativa.

Ad esempio, una molecola biatomica come l’H2 presenta un legame covalente a causa della condivisione degli elettroni. L’energia potenziale totale della molecola è determinata dalla somma delle repulsioni tra cariche uguali (nucleo-nucleo, elettrone-elettrone) e dell’attrazione tra cariche opposte (nucleo-elettrone).

Energia Potenziale e Distanza

L’energia potenziale di una molecola dipende dalle posizioni relative medie dei suoi costituenti nuclei ed elettroni nel tempo. Questa dipendenza può essere espressa mediante una curva che rappresenta l’energia potenziale in funzione della distanza.

Nel caso dell’idrogeno gassoso, ad esempio, le molecole si muovono liberamente da un luogo all’altro e possiedono energia cinetica traslazionale, dove la velocità media delle molecole dipende dalla temperatura. Inoltre, le molecole presentano altri tipi di moto, come quello vibrazionale e rotazionale, che contribuiscono all’energia cinetica totale.

L’energia totale della molecola, nota come energia interna (U), è la somma dell’energia potenziale totale e dell’energia cinetica totale.

Le reazioni chimiche possono avvenire con emissione di energia (reazioni esotermiche) o con assorbimento di energia (reazioni endotermiche). Nelle reazioni esotermiche, l’energia potenziale si converte in energia cinetica mentre nelle reazioni endotermiche, l’energia cinetica si converte in energia potenziale.

La variazione di energia interna di un processo è uguale al calore erogato o assorbito se è misurato a volume costante, ad esempio in una bomba calorimetrica.

Trasporto dell’ossigeno nel sangue: emoglobina, saturazione, grafico

Fabrice Deseaux

-

6 Dicembre 2023

0

Trasporto dell’ossigeno nel sangue: emoglobina, saturazione, grafico

Il trasporto dell’ossigeno nel sangue: comprensione dell’emoglobina, saturazione e grafico.

Nel processo fisiologico della respirazione, le cellule richiedono ossigeno per svolgere le loro funzioni vitali ed eliminare biossido di carbonio. I polmoni giocano un ruolo cruciale nella regolazione dei gas nel sangue, fornendo ossigeno ai vasi sanguigni e rimuovendo anidride carbonica prodotta dall’organismo.

Durante la respirazione, l’ossigeno si diffonde attraverso le pareti dei polmoni, degli alveoli e nel sangue arterioso, per essere poi trasportato a tutti i tessuti del corpo. Approssimativamente solo il 3% dell’ossigeno nel sangue è disciolto, mentre il resto è legato chimicamente alle molecole di emoglobina (Hb), che contengono gruppi eme.

Il sistema di trasporto dell’ossigeno dipende dai globuli rossi che contengono l’emoglobina. Le equazioni chimiche rappresentano il processo di legame dell’ossigeno all’emoglobina, e la posizione degli equilibri varia a seconda della pressione parziale di O2 in diversi tessuti.

La quantità di ossigeno trasportata dall’emoglobina a vari valori di pressione parziale di ossigeno (pO2) è espressa come percentuale di saturazione e può essere rappresentata da una curva che mostra la saturazione massima quando ogni molecola di emoglobina trasporta quattro molecole di ossigeno.

Le persone che vivono ad altitudini elevate, dove la pressione parziale dell’ossigeno è bassa, hanno livelli di saturazione dell’emoglobina inferiori. Questo può portare a una minore disponibilità di ossigeno nei tessuti, causando ipossia. Tuttavia, in risposta a questa condizione, l’organismo aumenta la produzione di emoglobina e gli equilibri si spostano verso destra per compensare la carenza di ossigeno.

In breve, il trasporto dell’ossigeno nel sangue è un processo fondamentale per il funzionamento vitale del corpo umano e dipende fortemente dall’emoglobina e dalla sua capacità di legare e rilasciare ossigeno in base alle esigenze tissutali. Questo meccanismo è influenzato dalla pressione parziale di ossigeno e può adattarsi a condizioni di ipossia, come quelle riscontrate ad altitudini elevate.

Fenantrolina: proprietà, reazioni, usi

Fabrice Deseaux

-

6 Dicembre 2023

0

Fenantrolina: scopri proprietà, reazioni e usi

La fenantrolina, conosciuta anche come o-fenantrolina, è un eterociclo aromatico contenente tre anelli condensati, di cui due con azoto. Ha la formula C12H8N2 ed è costituita da cristalli bianchi poco solubili in acqua e benzene ma solubili in acetone, metanolo e acidi minerali diluiti. Le proprietà chimiche e strutturali specifiche includono rigidità, struttura planare, aromaticità e la capacità di formare complessi.

La fenantrolina può essere sintetizzata dalla 1,2-fenilendiammina, glicerolo e nitrobenzene in presenza di acido solforico. Quando reagisce con ioni metallici, forma complessi colorati che hanno diverse applicazioni, come ad esempio nel campo analitico per la determinazione di ioni metallici. Un esempio noto è il complesso di colore rosso intenso denominato ferroina, formato dall’interazione con l’ione Fe2+.

La fenantrolina è di grande utilità nella determinazione spettrofotometrica del ferro (II), e viene impiegata come indicatore nelle titolazioni ossidimetriche, specialmente nella cerimetria. Inoltre, viene utilizzata nella reazione oscillante di Belousov-Zhabotinsky. A causa della sua capacità di formare complessi, la fenantrolina e i suoi derivati vengono impiegati come leganti nella catalisi o come agenti stabilizzanti nella sintesi di nanoparticelle.

La fenantrolina è anche utilizzata come legante in numerosi complessi di rilevanza nell’ambito tecnologico, come nei diodi organici a emissione di luce (OLED), materiali elettroluminescenti, semiconduttori organici e nell’ambito medico per la sua capacità di legarsi o interagire con il DNA.

Regola del 4d: titolazioni, deviazione media

Fabrice Deseaux

-

6 Dicembre 2023

0

Regola del 4d: titolazioni, deviazione media

La regola del 4d nelle analisi titolazioni

Nell’ambito dell’analisi quantitativa dei cationi, è comune incontrare errori sia di tipo sistematico che di tipo accidentale nonostante le misurazioni siano svolte con cura e precisione professionale. Tuttavia, lo scopo del chimico analitico è quello di ottenere risultati attendibili, il più vicino possibile al valore vero.

Quando si conducono titolazioni, è consigliabile eseguirne almeno tre e confrontare i dati sperimentali ottenuti. Qualora i valori non siano molto distanti tra loro, si procede calcolando la media. Tuttavia, se i risultati mostrano una significativa discrepanza, si esegue una quarta titolazione per valutare la coerenza dei dati.

Deviazione media

Per valutare la bontà della scelta di escludere un valore anomalo, si applica la regola del 4d, che indica il quadruplo della deviazione media. Tale regola è applicabile per set di valori non inferiori a quattro.

Ecco i passaggi da seguire:

1) Calcolare la media dei valori escludendo il dato anomalo.

2) Calcolare lo scarto o deviazione di tutti i valori sperimentali rispetto alla media.

3) Calcolare la media delle deviazioni escludendo quella relativa al valore anomalo.

4) Moltiplicare la media delle deviazioni per 4.

5) Confrontare il quadruplo della media delle deviazioni con il valore della deviazione del valore anomalo. Se il quadruplo della media delle deviazioni è maggiore del valore della deviazione del valore anomalo, è corretto escludere tale valore, anche da un punto di vista statistico.

Seguendo questa procedura, è possibile ottenere una valutazione accurata dei dati sperimentali e garantire la precisione delle analisi.

Proprietà dei solidi e legame: solidi ionici, covalenti, molecolari, metallici

Fabrice Deseaux

-

6 Dicembre 2023

0

Proprietà dei solidi e legame: solidi ionici, covalenti, molecolari, metallici

Solidi: proprietà e legami

I solidi presentano diverse proprietà che sono influenzate dal tipo di legame presente, che può essere ionico, covalente, molecolare o metallico. Ognuno di essi determina caratteristiche peculiari che ne influenzano la fisicità e la reattività. Vediamo nel dettaglio le peculiarità di ciascun tipo di solido.

Proprietà dei solidi ionici

Nei solidi ionici sono presenti due ioni di segno opposto e la forza di legame è dovuta all’attrazione elettrostatica tra le due cariche. Gli ioni sono disposti in una struttura reticolare periodica, ciò fa sì che i solidi ionici siano anisotropi. L’energia reticolare, ovvero l’energia necessaria per separare una mole del solido cristallino in ioni allo stato gassoso, è direttamente proporzionale al prodotto delle cariche ioniche e inversamente proporzionale alla somma dei raggi degli ioni.

Le proprietà dei solidi ionici sono influenzate dall’elevata energia reticolare e presentano un elevato punto di fusione e di ebollizione, solubilità in solventi polari, buona conducibilità elettrica quando si trovano allo stato fuso o in soluzione, elevata durezza e fragilità.

Proprietà dei solidi covalenti

I solidi covalenti sono costituiti da atomi o molecole direttamente legati tramite legami di natura covalente. L’energia dei legami nei cristalli covalenti è molto elevata, simile a quella dei legami covalenti. Per questo motivo, i solidi covalenti hanno elevata temperatura di fusione, sono duri, insolubili e cattivi conduttori sia allo stato solido che allo stato fuso.

Un esempio tipico di solido covalente è il diamante, solido perfettamente trasparente e incolore, duro e ad alto punto di fusione con elevata densità.

Proprietà dei solidi molecolari

I solidi molecolari sono costituiti da aggregati di particelle neutre (atomi o molecole) interagenti mediante legami chimici secondari come interazioni dipolo-dipolo, forze di dispersione di London e legami a idrogeno. Poiché queste forze sono più deboli rispetto a quelle presenti nei legami ionici e covalenti, i solidi molecolari tendono ad essere teneri, con basso punto di fusione e di ebollizione. Presentano anche bassa conduttività termica ed elettrica.

Proprietà dei solidi metallici

I solidi metallici presentano un legame metallico in cui gli elettroni sono delocalizzati nel reticolo cristallino costituito da cationi del metallo ottenuti dall’allontanamento degli elettroni dal guscio di valenza. Gli elettroni liberati si muovono nell’intero reticolo comportandosi come una sorta di “gas elettronico” che permea l’intero cristallo ed è responsabile della stabilità della struttura cristallina. I metalli sono buoni conduttori di elettricità, duttili, malleabili e con bassa energia necessaria per allontanare gli elettroni.

Conclusione

Le proprietà dei solidi sono fortemente influenzate dal tipo di legame presente. Il tipo di legame determina durezza, conducibilità elettrica, punto di fusione, solubilità e altre caratteristiche fisiche dei solidi. Queste differenze si possono sintetizzare in una tabella comparativa che evidenzia le specificità di ciascun tipo di solido.