Le sostanze chimiche
Ingredienti base della materia
La materia si presenta con diverse forme.
Accade perché esistono moltissimi «ingredienti di base»
che mescolandosi tra loro danno innumerevoli combinazioni.
Gli ingredienti base sono:
Le sostanze che costituiscono la materia
Una sostanza (o sostanza pura) è un tipo di materia dotata di proprietà specifiche che la distinguono
da qualunque altra sostanza
Ingredienti base della materia
Le sostanze sono un particolare tipo di materia con caratteristiche sue proprie, perché formata da un
certo numero di particelle (tomi o molecole).
Le sostanze possono trasformarsi …… cambiano cioè lo stato di aggregazione delle particelle che le
compongono
Esempio: l’acqua formata da atomi di idrogeno e ossigeno passa dallo stato solido a quello liquido
(fusione) o dallo stato liquido a quello solido (solidificazione) senza cambiare il tipo di materia
Cos’è allora che fa cambiare l’aspetto fisico della materia ma non la sua natura?
Un fenomeno fisico è una trasformazione che non cambia la natura delle sostanze
I fenomeni che comportano una trasformazione della materia prendono il nome di fenomeni chimici
Dalle trasformazioni fisiche alle trasformazioni chimiche
La materia è sottoposta in ogni momento a modificazioni e trasformazioni.
I cambiamenti della materia possono essere, per esempio, variazioni
• dello stato di aggregazione;
• delle dimensioni;
• del colore
La chimica è quella scienza che si occupa della
struttura della materia e le trasformazioni che
subisce
La fisica si occupa di quei fenomeni che
riguardano la materia lasciandone inalterata la
struttura
Trasformazioni fisiche
Le trasformazioni fisiche producono una modificazione fisica della materia e non producono
nuove sostanze.
Trasformazioni chimiche
Le trasformazioni chimiche sono modificazioni che comportano una variazione
della composizione chimica delle sostanze con formazione di nuove sostanze.
Trasformazioni chimiche
Nelle trasformazioni chimiche le sostanze originarie si dicono reagenti, le nuove
sostanze prendono il nome di prodotti.
reagenti
prodotti
Reazioni chimiche
Una reazione chimica è un processo che porta alla formazione di nuove sostanze,
i prodotti, trasformando profondamente le sostanze di partenza, i reagenti.
REAGENTI
reazione chimica
PRODOTTI
Trasformazioni chimiche
Nelle reazioni chimiche la quantità di materia usata come reagenti è la stessa nei prodotti
Legge della conservazione della massa o Legge di Lavoisier
(formulata nel 1789 da Antoine-Laurent Lavoisier)
In una reazione chimica la massa dei prodotti di reazione è uguale alla massa dei reagenti.
Reagente
Reagente
Prodotto
Reagente
Reagente
Prodotto
Trasformazioni chimiche
Le trasformazioni chimiche possono presentare alcuni cambiamenti caratteristici
• formazione di bollicine;
• variazione di colore;
• formazione o scomparsa di un solido;
• liberazione di prodotti gassosi profumati o maleodoranti;
• riscaldamento o raffreddamento del recipiente in cui avviene la reazione.
È solo attraverso l’analisi chimica
che si determina con certezza se una trasformazione è chimica o fisica.
Le sostanze
La sostanza che compone la materia è costituita a sua volta da piccolissime particelle che
Democrito (già 2400 anni fa) chiamò
ATOMI
Gli atomi a loro volta si possono attaccare ad altri
atomi formando le
atomo
MOLECOLE
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.
Atomo di Ossigeno
Elettrone
Neutrone
Protone
Quando gli atomi si uniscono: La molecola
Come si chiamano atomi uniti insieme?
Atomi attaccati insieme fanno una molecola.
La molecola è la più piccola particella di una sostanza che ne conserva tutte le proprietà
1 atomo di ossigeno + 1 atomo di idrogeno + 1 atomo di idrogeno = 1 molecola d’acqua
Atomi tutti uguali attaccati insieme
Atomi diversi attaccati insieme
MOLECOLA SEMPLICE
MOLECOLA COMPOSTA
Elementi e Composti
Osservando gli atomi che compongono una molecola possiamo
distinguere tutte le sostanze in due grandi gruppi:
Gli Elementi
I Composti
Elementi e Composti
Le sostanze pure formate da componenti più semplici si chiamano composti.
Le sostanze che non possono essere trasformate in sostanze più semplici si chiamano elementi.
•Gli elementi a oggi conosciuti sono 118
• 92 sono presenti in natura*;
• 26 sono stati scoperti**.
•* più che altro sotto forma di composti e raramente nella forma elementare;
•** nel corso di ricerche sull’energia atomica oppure con reazioni nucleari.
Elementi chimici
Gli elementi sono sostanze
la cui molecola è costituita
da atomi tutti uguali tra loro.
L'ossigeno che respiriamo, per esempio, è un elemento, perché
la sua molecola è formata da due atomi di ossigeno.
Anche il rame è un elemento, perché è costituito da molecole
formate ognuna da un atomo di rame.
Un elemento chimico è una sostanza che non può essere
scomposta in altre sostanze più semplici.
Elementi chimici
Gli elementi chimici che esistono in natura sono 90 e quindi sono 90 anche i tipi di atomi, uno
per elemento.
Ad ogni elemento corrisponde un nome ed un simbolo.
Le molecole di un elemento possono contenere un solo atomo, come nell’ elio (simbolo He)
Oppure possono contenere più atomi, come il gas ossigeno che è formato da molecole che
contengono ognuna due atoni di ossigeno (simbolo O) per cui la sua formula sarà O2.
Anche l’azoto (simbolo N) ha formula N2.
Elementi chimici
La quantità e la distribuzione degli elementi presenti in natura sono molto diverse.
Elementi chimici: la formula chimica
La formula chimica di una sostanza è il modo di scrivere di come è fatta una sua molecola
ed indica quali atomi contiene e in quale numero
Composti
I composti sono sostanze la cui molecola è
costituita da atomi tra loro diversi.
Il sale da cucina (o cloruro di sodio), in cui
sono presenti atomi di cloro e atomi di
sodio, è appunto un composto, e così l’acqua
e tante altre.
Sono sostanze che si possono scomporre
per ottenere sostanze più semplici
Composti
In ogni molecola d’acqua ci sono 2
atomi di idrogeno (simbolo H) e un
atomo di ossigeno (simbolo O)
CO2 C O2
In ogni molecola di anidride
carbonica ci sono 2 atomi di
ossigeno (simbolo O)
e un atomo di carbonio (simbolo C)
CH4 C H H H H
In ogni molecola di metano ci sono
4 atomi di idrogeno (simbolo H) e
un atomo di carbonio (simbolo C)
Struttura dell’atomo
La parola atomo deriva dal greco e significa indivisibile,
ma in realtà l’atomo contiene particelle ancora più piccole.
Queste sono
Gli elettroni eI protoni
p+
I neutroni n
Caratteristiche delle particelle fondamentali dell’atomo
I neutroni e protoni hanno massa quasi uguale
(massa= quantità di materia che costituisce l’elemento stesso)
Gli elettroni hanno massa 2000 volte inferiore
I neutroni hanno carica elettrica neutra
I protoni hanno carica elettrica positiva
Gli elettroni hanno carica elettrica negativa
Normalmente, in un atomo il numero degli elettroni è
uguale al numero dei protoni perciò l’atomo risulta neutro
(le cariche negative degli elettroni neutralizzano quelle
dei protoni se presenti in numero uguale)
