QUIZ DI "CHIMICA GENERALE - ARGOMENTI VARI" - REGIONALI CATEGORIA C

Il numero quantico secondario l rappresenta il momento angolare orbitale di un elettrone e può assumere valori da 0 a n-1, dove n è il numero quantico principale. Questo significa che, ad esempio, se n = 3, i possibili valori per l sono 0, 1, e 2. Questo è dovuto al fatto che il numero quantico principale n rappresenta il livello energetico dell'elettrone, e il momento angolare orbitale ^l non può superare il valore di n-1.

La spiegazione nella soluzione indica che per il terzo livello (n = 3), i possibili valori di l sono 0, 1, e 2. Quindi, la risposta A (3, 3, 2, ½) non è una combinazione valida perché il valore di l (che è 3) supera il massimo consentito per il terzo livello, violando il principio che l deve essere compreso tra 0 e n-1.

In breve, la risposta A non è valida perché il valore di l è troppo grande per il valore specificato di n.

La risposta corretta è la D, che corrisponde a NaCl e a 2,24 ∙10²² formule in 1 cm³ di cloruro. La spiegazione si basa sui seguenti passaggi:

1. Calcolo del volume della cella cubica: Il lato della cella cubica è 5,63 ∙10^-8 cm. Il volume della cella cubica è calcolato elevando il lato al cubo: l³ = (5,63 ∙10^-8)³ = 178,454 ∙10^-24 cm³.

2. Calcolo della massa nella cella cubica: Utilizzando la densità del cloruro di metallo alcalino (MeX) che è 2,17 g/cm³, si calcola la massa contenuta nella cella cubica: massa = densità × volume = 2,17 × 178,454 ∙10^-24 = 387,24 ∙10^-24 g.

3. Determinazione delle formule contenute nella cella cubica: Si considera la struttura cristallina a facce centrate del cloruro di metallo alcalino (simile a NaCl).

Gli anioni: - Un anione è presente in ciascun vertice della cella cubica (8 anioni in totale, ognuno condiviso da 8 cubi, quindi 1 anione all'interno del cubo). - Inoltre, vi è un anione in ogni faccia (6 anioni in totale, ognuno condiviso da 2 cubi, quindi 3 anioni all'interno del cubo). - Complessivamente ci sono 4 anioni (1 + 3) all'interno del cubo.

I cationi (MeX): - Essendo il rapporto anione-catione 1:1 in NaCl, ci sono 4 cationi MeX corrispondenti agli anioni nella cella cubica.

4. Calcolo della massa molare: Conoscendo la massa totale nella cella cubica e il numero di formule MeX presenti, possiamo calcolare la massa molare: MM = massa totale / numero di formule = 387,24 ∙10^-24 × 6,023 ∙10²³ / 4 = 58,3 g/mol, che è la massa molare del NaCl.

Pertanto, la risposta corretta è NaCl (cloruro di sodio) poiché la massa molare calcolata corrisponde a quella del NaCl. La quantità di formule in 1 cm³ è determinata dal rapporto tra il numero di formule (4) e il volume della cella cubica (178,454 ∙10^-24 cm³), che risulta essere 2,24 ∙10²².

Il problema riguarda un sistema formato da due sostanze, A e B, che sono completamente miscibili in fase liquida ma completamente immiscibili in fase solida. Durante il raffreddamento di una miscela liquida di A e B a pressione costante, si osserva la formazione di A solido mentre la fase liquida si arricchisce di B. Successivamente, quando la temperatura raggiunge un valore costante, inizia a formarsi anche B solido, ma la composizione del liquido rimane invariata. Il processo può essere schematizzato nel seguente modo: 1. Raffreddamento dal punto 1 al punto 2: Durante questa fase, si ha la formazione di A solido e la fase liquida si arricchisce di B. La temperatura diminuisce e la miscela segue una curva sulla quale il liquido diventa più ricco di B. 2. Raffreddamento dal punto 2 al punto 3 (punto eutettico): In questo intervallo, la fase liquida inizia a formare anche B solido. Nel punto 3, che rappresenta il punto eutettico, si raggiunge una temperatura costante. In questo punto, la composizione della fase liquida rimane costante mentre si separano A e B solidi in proporzione alla composizione della fase liquida. La soluzione al problema è la D: "il sistema prevede un punto eutettico; la fase liquida iniziale ha una composizione più ricca in A rispetto alla composizione eutettica." Questo significa che, inizialmente, la miscela liquida era più ricca di A rispetto alla composizione eutettica, e questa composizione rimane invariata fino al punto eutettico, dove A e B solidi si formano nella stessa proporzione presente nella fase liquida iniziale.   *****