Brevi appunti di chimica

BREVI APPUNTI DI CHIMICA

Il mondo che ci circonda è fatto di materia e energia. Materia è tutto ciò che occupa un volume ed è dotato di massa (dell'energia parleremo un'altra volta).

Esistono tantissimi tipi di materie o sostanze chimiche. Quando al mattino vi sedete a fare colazione bevete il latte che è una sostanza chimica (o meglio un "miscuglio" di diverse sostanze chimiche), ma anche il vetro o la plastica della bottiglia che lo conteneva o il legno della sedia su cui sedete sono sostanze chimiche, così come i gas che formano l'atmosfera e che state respirando proprio in questo momento.

Come potete immaginare esistono migliaia di sostanze diverse, ma gli “ingredienti base” con cui si formano tutte queste sostanze sono poco più di una novantina: si tratta degli elementi (ad esempio un essere umano è composto per il 99% da soli 4 elementi chimici: (idrogeno, ossigeno, carbonio e azoto).

Un ELEMENTO è una sostanza che non si può scomporre in sostanze più semplici. Ogni elemento è indicato da un simbolo composto da una o due lettere.

H = idrogeno	Ca = calcio	S = zolfo	F = fluoro
O = ossigeno	K = potassio	Fe = ferro	Cl = cloro
C = carbonio	Na = sodio	Ni = nichel	Au = oro
N = azoto	Mg = magnesio	Si = silicio	U = uranio
P = fosforo	He = elio	Li = litio	I = iodio

Ecco un elenco di alcuni dei più comini elementi

Non sono molti gli elementi puri con cui entriamo in contatto ogni giorno, l'ossigeno e l'azoto che respiriamo sono appunto elementi e anche il diamante che avete regalato alla vostra fidanzata (o che vi hanno regalato) è formato da un solo elemento, il carbonio (se proprio volete fare i tirchi va bene anche un anellino d'oro). Il latte, la bottiglia e la sedia, così come l'acqua, il pane o il libro di scienze sono invece formati da composti, un insieme di molti elementi diversi legati tra loro.

Un COMPOSTO è una sostanza formata dall'unione di due o più elementi diversi. Ogni composto si può indicare con una formula chimica, in cui si riportano il simbolo degli elementi presenti e il numero di atomi che formano una molecola del composto in questione. Ecco alcuni esempi esempi di come può essere rappresentato un composto:

Nome	Metano	Glucosio	Cocaina
Formula bruta	CH₄	C₆H₁₂O₆	C₁₇H₂₁NO₄
Formula di struttura
Modello tridimensionale

I composti sono formati da molecole, una MOLECOLA è un insieme di due o più atomi legati tra loro e può anche essere definita come la più piccola parte in cui si può suddividere un composto. Esistono però anche molecole formate da un solo elemento, ad esempio O₂è una molecola formata da due atomi di ossigeno legati tra loro.

Un ATOMO invece è la più piccola parte in cui si può suddividere un elemento e che mantiene le proprietà dell'elemento stesso.

Facciamo un piccolo viaggio:
andiamo a scoprire un atomo di carbonio che forma una molecola di DNA all'interno di una cellula nei tessuti di una mano di un essere umano. Questo piccolo video è tratto da un "classico" della cinematografia scientifica che si intitola "potenze di dieci"

Atomo di elio

Come abbiamo visto nel video, ogni atomo è composto da particelle più piccole che sono: protoni, neutroni e elettroni. Nella figura qui a lato è rappresentato un atomo di elio che comprende due protoni, due neutroni e due elettroni. Gli elettroni hanno carica elettrica negativa, i protoni hanno carica elettrica positiva, mentre i neutroni hanno carica elettrica uguale a zero. Normalmente un atomo possiede lo stesso numero di protoni neutroni ed elettroni e quindi la sua carica elettrica totale è pari a zero (ad esempio l'elio possiede due neutroni: carica=0, due protoni: carica +2, due elettroni: carica -2, totale0+2-2=0)
Riassumendo:

Particella	Massa	Carica elettrica
Protone	1 uma	+
Neutrone	1 uma	0
Elettrone	0	-

(Per "pesare" gli atomi non si usano Kg o grammi, ma una apposita unità di misura detta uma -unità di massa atomica-. Una uma corrsiponde ad un dodicesimo della massa del carbonio 12)
Se un atomo però perde o guadagna degli elettroni acquista una carica elettrica, questi atomi vengono definiti ioni. Quando invece gli atomi perdono o acquistano dei neutroni la loro carica elettrica rimane invariata, ma la loro massa cambia, si formano in questo modo degli isotopi, cioè atomi con un anomalo numero di neutroni. Questi atomi sono solitamente radioattivi perché tendono a espellere dal loro nucleo i neutroni in eccesso. Protoni, neutroni e elettroni sono uguali per tutti gli atomi, l'unica differenza tra un elemento e un altro sta nel numero di protoni presenti, ad esempio l'ossigeno possiede 8 protoni, mentre l'azoto ne possiede 7, se io riuscissi a togliere un protone ad un atomo di ossigeno lo trasformerei in azoto.