introduzione alla chimica: misure e grandezze.......... 7
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introduzione alla chimica: misure e grandezze .......... 7 1 La chimica: una scienza sperimentale............................................................................... 8 Il metodo sperimentale ..................................................................................................... 9 Misura delle grandezze .................................................................................................... 10 Sistema internazionale (SI) delle unità di misura ............................................................ 11 Grandezze: volume, massa, forza, peso, densità............................................................. 12 Energia: capacità di compiere lavoro e di trasferire calore ............................................. 14 Calore e temperatura ....................................................................................................... 15 Pressione ......................................................................................................................... 17 Significato della misura ................................................................................................... 17 Gli errori della misura ...................................................................................................... 17 Valore medio ed errore assoluto ...................................................................................... 18 Notazione scientifica ........................................................................................................ 19 Il laboratorio di chimica.................................................................................................... 20 ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ Riepilogo attivo.............................................................................................................. 22 Completa la mappa ....................................................................................................... 22 Test di autoverifica ........................................................................................................ 23 Verso le competenze (esercizi) ..................................................................................... 24 Completa il cruciverba .................................................................................................. 25 Chemistry in English ..................................................................................................... 25 Unità 1 in sintesi............................................................................................................ 26 Trasformazioni fisiche della materia .................................... 27 2 La materia: sostanze pure e miscele .............................................................................. 28 Natura particellare della materia .................................................................................... 30 Stato di aggregazione e passaggi di stato ....................................................................... 31 Soluzioni, colloidi e dispersioni a confronto..................................................................... 34 Curve di riscaldamento e raffreddamento di una sostanza............................................. 35 Soluzioni............................................................................................................................ 36 Separazione delle sostanze ............................................................................................. 38 Distillazione ...................................................................................................................... 38 Solubilizzazione differenziata .......................................................................................... 39 Estrazione con solventi ..................................................................................................... 40 Cristallizzazione ............................................................................................................... 40 Cromatografia .................................................................................................................. 40 ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ 3 4 Riepilogo attivo.............................................................................................................. 42 Completa la mappa ....................................................................................................... 42 Test di autoverifica ........................................................................................................ 43 Verso le competenze (esercizi) ..................................................................................... 44 Completa il cruciverba .................................................................................................. 45 Chemistry in English ..................................................................................................... 45 Unità 2 in sintesi ........................................................................................................... 46 Trasformazioni chimiche della materia e leggi che le governano ...................................................................... 47 Trasformazioni fisiche e chimiche.................................................................................... 48 Composti ed elementi....................................................................................................... 50 Tavola periodica e classificazione degli elementi ........................................................... 51 Metalli, non metalli e semimetalli ................................................................................... 53 Leggi della chimica e teoria atomica ............................................................................... 53 ChimiCa - PrinCiPi e fenomeni Legge di conservazione della massa (o di Lavoisier)....................................................... 54 Legge della composizione costante (o di Proust)............................................................. 55 Legge delle proporzioni multiple (o di Dalton) ................................................................ 56 Teoria atomica di Dalton e proprietà della materia ......................................................... 56 Atomi, molecole e formule chimiche ............................................................................... 57 Legge di Avogadro e concetto di molecola ...................................................................... 58 Unità di base di elementi e composti ............................................................................... 63 ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ Riepilogo attivo.............................................................................................................. 64 Completa la mappa ....................................................................................................... 64 Test di autoverifica ........................................................................................................ 65 Verso le competenze (esercizi) ..................................................................................... 66 Completa il cruciverba .................................................................................................. 67 Chemistry in English ..................................................................................................... 67 Unità 3 in sintesi............................................................................................................ 68 atomi, legami e reazioni chimiche ........................................... 69 4 Dall’atomo di Dalton alla moderna teoria atomica .......................................................... 70 La materia è costituita da atomi....................................................................................... 70 Proprietà elettriche della materia.................................................................................... 71 Particelle subatomiche .................................................................................................... 71 Struttura dell’atomo ......................................................................................................... 72 I primi modelli atomici ..................................................................................................... 73 Isotopi................................................................................................................................ 74 Struttura elettronica e valenza......................................................................................... 75 Legami chimici principali ................................................................................................. 76 Legame covalente............................................................................................................. 76 Legame ionico................................................................................................................... 78 Reazioni chimiche ............................................................................................................ 78 I principali tipi di reazioni chimiche.................................................................................. 82 Catalizzatori ..................................................................................................................... 84 Misure chimiche della quantità di sostanza..................................................................... 84 La mole ............................................................................................................................. 85 Concentrazione molare di una soluzione ......................................................................... 87 Attività di laboratorio ........................................................................................................ 88 ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ Riepilogo attivo.............................................................................................................. 90 Completa la mappa ....................................................................................................... 90 Test di autoverifica ........................................................................................................ 91 Verso le competenze (esercizi) ..................................................................................... 92 Completa il cruciverba .................................................................................................. 93 Chemistry in English ..................................................................................................... 93 Unità 4 in sintesi............................................................................................................ 94 Proprietà dell’acqua ................................................................................. 95 5 Acqua: molecola della vita ............................................................................................... 96 Polarità dell’acqua ............................................................................................................ 96 Legame a idrogeno ........................................................................................................... 97 Proprietà fisiche dell’acqua ............................................................................................. 98 Calore specifico ................................................................................................................ 99 Tensione di vapore .......................................................................................................... 100 Tensione superficiale...................................................................................................... 100 Capillarità ....................................................................................................................... 101 Soluzioni e proprietà chimiche dell’acqua .................................................................... 102 ChimiCa - PrinCiPi e fenomeni 5 Acqua potabile ................................................................................................................ 104 Sistemi di potabilizzazione ............................................................................................ 105 Acqua e corpo umano .................................................................................................... 106 pH e indicatori ................................................................................................................ 107 ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ Riepilogo attivo............................................................................................................ 108 Completa la mappa ..................................................................................................... 108 Test di autoverifica ...................................................................................................... 109 Verso le competenze (esercizi) ................................................................................... 110 Completa il cruciverba ................................................................................................ 111 Chemistry in English ................................................................................................... 111 Unità 5 in sintesi ......................................................................................................... 112 Composti del carbonio ......................................................................... 113 6 Chimica organica o dei composti del carbonio .............................................................. 114 Isomeria dei composti organici ..................................................................................... 115 Idrocarburi ..................................................................................................................... 116 Idrocarburi saturi (alcani)............................................................................................... 116 Idrocarburi insaturi (alcheni, alchini) ............................................................................ 116 Idrocarburi aromatici ..................................................................................................... 117 Gruppi funzionali ............................................................................................................ 118 Alcoli e fenoli .................................................................................................................. 119 Aldeidi e chetoni ............................................................................................................. 120 Acidi carbossilici ............................................................................................................ 121 Esteri .............................................................................................................................. 121 Ammine .......................................................................................................................... 122 Polimeri .......................................................................................................................... 122 ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ Riepilogo attivo............................................................................................................ 124 Completa la mappa ..................................................................................................... 124 Test di autoverifica ...................................................................................................... 125 Verso le competenze (esercizi) ................................................................................... 126 Completa il cruciverba ................................................................................................ 127 Chemistry in English ................................................................................................... 127 Unità 6 in sintesi ......................................................................................................... 128 Biomolecole ..................................................................................................... 129 7 Origine delle biomolecole .............................................................................................. 130 Glucidi ............................................................................................................................ 131 Protidi ............................................................................................................................. 134 Lipidi ............................................................................................................................... 136 Acidi nucleici .................................................................................................................. 138 Laboratorio di analisi chimica ........................................................................................ 141 ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ ∘ 6 Riepilogo attivo............................................................................................................ 142 Completa la mappa ..................................................................................................... 142 Test di autoverifica ...................................................................................................... 143 Verso le competenze (esercizi) ................................................................................... 144 Completa il cruciverba ................................................................................................ 145 Chemistry in English ................................................................................................... 145 Unità 7 in sintesi.......................................................................................................... 146 ChimiCa - PrinCiPi e fenomeni
