chimica - Istituto San Giuseppe Lugo

CHIMICA
Un nuovo modo per vedere il mondo
Cos’è la chimica?
La Chimica è la scienza che studia la
materia, le sue strutture e le sue
trasformazioni.
In altre parole è la scienza che studia come è
composto il mondo attorno a noi, da cosa è
formato, in che modo cambia e come sono
legati fra loro certi fenomeni.
Quando è nata?
Già nella preistoria si può parlare di chimica:
l’uomo primitivo infatti “studiava” la materia
attorno per produrre il vetro, accendere il fuoco,
cuocere argilla, cucinare selvaggina.
MA E’ CHIMICA QUESTA?
In un certo senso sì: l’uomo primitivo era abile a trasformare la
materia e conosceva le condizioni migliori per cuocere l’argilla, ad
esempio, o successivamente per creare bevande alcoliche.
Naturalmente la “CHIMICA PRIMITIVA” è diversa dalla
concezione odierna di CHIMICA ma sono anche
strettamente legate!
Alcuni studiosi fanno coincidere la nascita della chimica moderna con
l’irlandese Boyle che operò nella seconda metà del 1600 criticando le
scoperte pregresse degli scienziati ed invitando i ricercatori a fidarsi
SOLO dei propri esperimenti e osservazioni. (METODO SCIENTIFICO)
Altri invece fanno coincidere la nascita della chimica moderna con il
francese Lavoiser che attraverso i suoi esperimenti, considerati i primi
veri esperimenti quantitatavi, ha permesso alla chimica di distaccarsi
dalla medicina e diventare una scienza autonoma.
LAVOISER
“Nulla si crea, nulla si distrugge,
Tutto si trasforma”
Torniamo però alla scienza
La chimica è la scienza che studia la materia e le sue
trasformazioni. Come si può trasformare la materia?
FENOMENI FISICI
FENOMENI CHIMICI
Sono i fenomeni che non
cambiano la natura delle
sostanze.
Sono fenomeni che
modificano la costituzione
della materia.
Ad esempio il passaggio di
stato (liquido, solido…),
deformazione di corpi (una
molla che si allunga, una palla
che si schiaccia…)
Ad esempio la legna che
brucia e diventa cenere, la
digestione dei cibi che
ingeriamo, il sale che si
scioglie in acqua…
Ma a cosa sono dovuti?
Dobbiamo fare un passo indietro e andare prima a
studiare la materia, successivamente torneremo alle sue
trasformazioni.
L’ATOMO
L'atomo, la particella che
come un mattone
costituisce tutta la
materia, non è un
corpicciolo semplice.
Esso è a sua volta
composto da particelle
elementari piccolissime:
i protoni, i neutroni e gli
elettroni.
I protoni e i neutroni
formano insieme quello
che possiamo definire il
cuore dell'atomo: il
nucleo.
Queste due particelle hanno più o meno la stessa
massa, cioè sono formate da una quantità di
materia quasi uguale. Il protone, però, è diverso
dal neutrone perché ha una proprietà, chiamata
carica elettrica positiva, che il neutrone non
possiede. (PARTICELLA ELETTRICAMENTE
NEUTRA)
Intorno al nucleo si muovono rapidissimamente
altre particelle: gli elettroni.
Essi hanno una massa
così piccola che ne
servono 1836 per
uguagliare la massa di
un protone. Anche gli
elettroni hanno una
carica elettrica, ma essa
è diversa da quella del
protone: è una carica
elettrica negativa.
L’ATOMO NEUTRO
In un atomo in condizioni
normali il numero degli
elettroni è sempre uguale
a quello dei protoni: a un
certo numero di cariche
positive corrisponde un
ugual numero di cariche
negative. L'atomo,
dunque, risulta neutro, né
positivo né negativo.
Pur essendo tutti
formati dalle stesse
particelle, gli atomi non
sono uguali tra loro:
alcuni sono più piccoli,
altri più grandi. La
piccolezza o la
grandezza di un atomo
dipende dal numero di
protoni del suo nucleo.
L'atomo più piccolo ha il nucleo composto da un solo
protone (e quindi un solo elettrone) ed è l’atomo di
IDROGENO; il più grande in natura possiede ben 92
protoni (e quindi 92 elettroni) ed è l’atomo di URANIO
NUMERO ATOMICO E NUMERO DI MASSA
NUMERO ATOMICO: indica il numero di
protoni dell’atomo. Le caratteristiche di un
atomo dipendono proprio dal numero atomico
NUMERO DI MASSA: è la somma del numero
di protoni e di quello dei neutroni.
Il numero atomico permette di
distinguere un atomo da un altro:
questo consente anche di dare un
nome a ciascuno di essi.
L'atomo più piccolo, quello con un solo protone, è
l'idrogeno; il più grande in natura si chiama uranio e ha
92 protoni. L'atomo che possiede 7 protoni è quello
dell'azoto, una sostanza presente nell'aria; l'atomo con
numero atomico 8, cioè con 8 protoni, è l'ossigeno, il
gas che ci permette di respirare.
MASSA ATOMICA
MASSA ATOMICA: somma delle masse di
protoni, neutroni ed elettroni
Abbiamo visto in particolare che la massa di
protoni e neutroni determina quasi tutta la
massa dell’atomo in quanto quella degli
elettroni è estremamente piccola rispetto
alle altre due e quindi si dice “trascurabile”.
TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
Ogni elemento chimico,
per brevità, è indicato con
un simbolo, che deriva dal
nome dell'atomo. Ogni
simbolo è formato dalla
prima o dalle prime due
lettere del nome
dell'atomo, per non creare
confusione tra atomi i cui
nomi hanno la stessa
iniziale.
Per esempio il simbolo del
carbonio è C (si legge ci),
quello del calcio è Ca (si
legge ci-a) e quello del
cloro è Cl (si legge ci-elle).
Ci sono poi alcuni
elementi il cui simbolo è
molto diverso da quello
del loro nome.
Così il simbolo dell'oro
è Au, perché è ricavato
dal termine latino
aurum; quello del rame
è Cu, perché gli antichi
romani chiamavano il
rame cuprum.
La tavola periodica degli elementi è lo schema
col quale vengono ordinati gli atomi sulla base
del loro numero atomico. Ideata dal chimico
russo Mendeleev nel 1869, inizialmente contava
numerosi spazi vuoti, previsti per gli elementi
che sarebbero stati scoperti in futuro, taluni
nella seconda metà del 1900.
•http://www.dayah.com/periodic/
Nella tavola periodica gli elementi sono distinti in:
•METALLI
•NON METALLI
•SEMIMETALLI
•GAS NOBILI
Noi ci limitiamo a guardare più da vicino solo i
metalli e i non metalli in quanto sono elementi che si
combinano facilmente.
I METALLI
•Si trovano a sinistra della tavola periodica
•Sono i più numerosi della tavola periodica
•Sono tutti allo stato solido a temperatura ambiente
(tranne il mercurio che è allo stato liquido)
•Sono costituiti da singoli atomi
•Sono buoni conduttori
•Sono duttili (cioè si possono ridurre in fili)
•Sono malleabili (si possono ridurre in lamine)
•Sono in grado di riflettere luce, quindi appaiono
lucidi e splendenti
I NON METALLI
•Si presentano in diverse forme a temperatura
ambiente. Solo uno però, il Bromo, è allo stato
liquido.
•Non riflettono luce quindi appaiono opachi
•Sono cattivi conduttori
•Non sono malleabili
•Sono in numero minore rispetto ai metalli ma
costituiscono la maggior parte della massa
terrestre (pensate a quante volte abbiamo parlato
di idrogeno nello studio della Terra!) e
dell’universo.