Che cos’è la chimica?
“Trasformazioni chimiche”
che afferiscono al mondo macroscopico,
e "loro modellizzazioni" che appartengono all'interpretazione
del fenomeno a livello particellare
Il perché:
la comprensione profonda dei fenomeni chimici richiede l’elaborazione dei concetti di:
– sostanza: “la chimica può essere definita come la scienza che studia le proprietà delle sostanze e le loro
trasformazioni in altre sostanze: in questo consistono le reazioni chimiche. Il concetto di sostanza è
dunque fondamentale in chimica, ed è tutt’altro che intuitivo”
– materia
– modello
(Prof. Paolo Mirone)
Non sarebbe intelligente l’uomo senza la capacità di astrarre immaginando (Piaget)
Il concetto di sostanza….. (pura)?
è un’astrazione!
Le proprietà certe della sostanza:
L’approccio linguistico al concetto:
sostanze
miscele
so
La sostanza è un individuo chimico
Esiste solo al singolare!
Ha sempre le stesse proprietà chimiche e fisiche ovunque!
Attenzione
al
linguaggio!
Il dualismo è materia della chimica
UNA POSSIBILE DEFINIZIONE DI CHIMICA
MACROSCOPICO - OSSERVAZIONE
proprietà fenomenologiche - sensi
ESPERIENZA
percezione sensibile della materia
MICROSCOPICO - INTERPRETAZIONE
ASTRATTO
immaginazione
concezione discontinua della materia:
la particella è l’unità costitutiva delle sostanze
priva di proprietà fenomenologiche (fisiche)
RAPPRESENTAZIONE
MODELLISTICA DELLA MATERIA
esercizio dell’astrazione immaginativa
(strumento euristico per indagare le
proprietà della materia)
ghiaccio
liquido
vapore
solido
liquido
aeriforme
Il dualismo della chimica
Trasformazioni fisiche - sostanze invarianti
(particella è unica e indivisibile, indeformabile, ha sempre le stesse dimensioni, ha
sempre la stessa massa….)
Dal VISIBILE
percezione
oggettiva
OSSERVAZIONE
LIVELLO MACROSCOPICO
Trasformazioni chimiche – sostanze si trasformano
in altre sostanze, i prodotti di reazione
interpretazione
reazioni chimiche
la particella non è più indivisibile
(distinguere atomo e molecola)
LIVELLO MICROSCOPICO
I modelli atomici - livello (sub)microscopico
…all’INVISIBILE
(nucleo-elettronico)
Sistema periodico degli elementi
INTERPRETAZIONE
ASTRATTO
IMMAGINAZIONE
La gerarchizzazione dei contenuti in chimica
LIVELLO MACROSCOPICO
LIVELLO MICROSCOPICO
LIVELLO SUBMICROSCOPICO
ELETTRONI
SOSTANZA
MOLECOLA
O2 , H2O
ATOMO
O, H
PROTONI
NUCLEI
NEUTRONI
Semplice
ossigeno
Cos’è
l’atomo????
Composta
acqua
È un individuo chimico dotato di proprietà
chimiche e fisiche precise. È l’invariante
nelle trasformazioni fisiche, muta in quelle
chimiche.
È l’unità costitutiva della sostanza, capace di
esistenza fisica indipendente (equivale alla
cellula in biologia). Conserva le proprietà
chimiche della sostanza, non quelle fisiche!!!
Cos’è l’atomo?
Entità chimica isolata (condizione ideale) composto di un nucleo e di
un numero di elettroni intorno tale da conferirgli carica elettrica nulla.
Cos’è l’elemento?
Nucleo: è la parte invariante di un atomo. È ciò che più identifica l’elemento. È identificato da un numero
atomico (Z).
Elementi: «gli elementi non subiscono varietà di trasformazioni, appaiono l’essenza immutabile di una sostanza
che invece muta. Sono qualcosa di astratto e non siamo in grado né di vederli né di sapere alcunché
relativamente ad essi» Mendeleev (fine 1800). Possono essere una classe di nuclei (noccioli di Lewis) aventi
tutti lo stesso numero atomico (Z).
L’elemento non coincide né con l’idea di atomo né con quella di sostanza semplice.
Attenzione a non abusare della parola ELEMENTO!
Data la molecola del metano CH4 :
1- quanti atomi costituiscono la molecola?
2 - quanti elementi costituiscono la molecola?
Data la seguente reazione chimica: CH2 CH2 + H2
1 - la sostanza semplice diidrogeno si conserva?
2 – l’elemento idrogeno si conserva?
CH3 CH3
Le trasformazioni chimiche
ATTIVITA’ SPERIMENTALE
Nitrato di piombo
Ioduro di potassio
Le sostanze e le loro trasformazioni
a)
b)
c)
Descrivi quanto osservato; ritieni possa trattarsi di una «trasformazione chimica»? Per quale motivo?
Come può essere giustificata la comparsa di una colorazione gialla?
Elabora una rappresentazione simbolica del fenomeno, quindi usa il modello particellare per rappresentare
la reazione chimica avvenuta nel mortaio o in soluzione.
Nitrato di piombo Ioduro di potassio
mescolando e triturando….
gli allievi noteranno comparire una
colorazione gialla che prima non c’era
Le trasformazioni fisiche e chimiche
della materia
Le trasformazioni fisiche e chimiche
della materia
Le trasformazioni fisiche della materia
e l’identificazione delle sostanze
Identificazione del sodio
