1. Il modello atomico di Dalton

Dalton elabora nel 1803 la prima teoria atomica, che si basa sui seguenti punti:

1. la materia è fatta di atomi piccolissimi, che sono indivisibili e indistruttibili;
2. tutti gli atomi di uno stesso elemento sono identici e hanno la stessa massa;
3. gli atomi di un elemento non possono essere convertiti in atomi di altri elementi;
4. gli atomi di un elemento si combinano solo con numeri interi di atomi di altri elementi;
5. gli atomi non possono essere né creati né distrutti, ma si trasferiscono interi da un composto all’altro.

i punti 1, 2, 3 e 5 implicano che in una reazione chimica gli atomi rimangano invariati in numero e in massa; quindi, la massa totale non subisce alcuna variazione. La teoria di Dalton concorda perfettamente con la legge di conservazione della massa.

Anche la legge di Proust è conforme all’ipotesi atomica di Dalton: in base ai punti 4 e 5 un composto ha composizione costante, perché contiene un numero fisso di atomi di ogni elemento.

La legge delle proporzioni multiple conferma i punti 4 e 5.

3. La teoria atomica e le proprietà della materia

Cerchiamo ora di considerare le proprietà della materia dal punto di vista della teoria atomica, utilizzando cioè il modello particellare.

Elementi e atomi

la materia è formata da sostanze pure, suddivise in elementi e composti.

Gli elementi sono costituiti da atomi che hanno identiche proprietà chimiche.

Le proprietà fisiche di un elemento, come l’opacità, il colore, la conducibilità elettrica, la densità e lo stato di aggregazione, sono infatti il risultato dell’unione dei tantissimi atomi che costituiscono un oggetto: esse sono chiamate proprietà macroscopiche della materia.

Le proprietà macroscopiche della materia sono date da un insieme di atomi, e non sono riconducibili agli atomi singoli.

Composti, molecole e ioni

La molecola è un raggruppamento di due o più atomi che possiede proprietà chimiche caratteristiche.

Le molecole possono essere costituite da atomi dello stesso tipo oppure da atomi diversi .

Alcuni elementi, come l’idrogeno, l’ossigeno, l’azoto, il cloro, il fluoro, il bromo e lo iodio, si trovano in natura sotto forma di molecole costituite da due atomi identici (molecole diatomiche)  

Altri elementi, come il fosforo e l’arsenico, esistono sotto forma di molecole costituite da quattro atomi; lo zolfo e il selenio possiedono molecole ancora più complesse, formate da otto atomi.

I composti hanno una composizione chimica definita a cui partecipano atomi di natura diversa.

Ogni molecola è rappresentata da una formula chimica che specifica la composizione chimica della sostanza o del composto.

La formula indica quali elementi costituiscono la molecola e quanti atomi di ogni elemento sono presenti.

L’ossigeno, è una sostanza semplice le cui molecole diatomiche hanno formula chimica O₂. Il numero 2 in basso a destra del simbolo viene chiamato indice numerico e specifica il numero di atomi di un dato elemento.

H₂O: significa che la molecola dell’acqua è formata dall’unione di due atomi di idrogeno e uno di ossigeno con un rapporto di combinazione 2:1.

La formula chimica che indica il rapporto di combinazione tra gli atomi di un composto o di una sostanza viene chiamata formula bruta o grezza.

Una sola molecola, come un atomo isolato, non possiede le proprietà fisiche caratteristiche dell’elemento o del composto da cui proviene. Una molecola di acqua non si comporta come una minuscola goccia d’acqua.

Le proprietà chimiche, invece, sono proprietà microscopiche, che dipendono dalla natura degli atomi e delle molecole delle sostanze.

Le proprietà chimiche sono proprietà microscopiche che dipendono dalla natura delle particelle (atomi e molecole) che formano le sostanze.

Ioni

Gli atomi e le molecole che abbiamo considerato finora non possiedono una carica elettrica; in altre parole, sono neutri.

Ioni sono gli atomi o i gruppi di atomi con una o più cariche elettriche positive o negative.

Gli ioni carichi positivamente sono chiamati cationi, quelli carichi negativamente sono detti anioni.

le formulenon rappresentano sempre composti formati da molecole.

Esistono composti, come il sale da cucina (NaCl con il rapporto 1:1), in cui si trovano le particelle catoni e anioni (per il sale da cucina, cationi Na+ e anioni Cl–).

I composti di questo tipo sono detti composti ionici; essi non sono formati da molecole ben individuabili, ma da schiere (скопления)di ioni positivi e negativi, che si alternano a formare un solido .

Tutti i composti ionici, a temperatura ambiente, sono solidi.