LA CHIMICA

Introduzione

MATERIA E SOSTANZE

1.1 Che cos'è la chimica? È la scienza che studia le proprietà e le trasformazioni delle sostanze.

1.2 Che cosa s'intende per materia? Tutto ciò che possiede una massa ed occupa un certo spazio: la materia può presentarsi in tre diversi stati fisici: solido, liquido e gassoso.

1.3 Quali sono le proprietà estrinseche della materia? Sono le caratteristiche della materia non legate alla sua composizione. Le più importanti sono: massa, lunghezza, volume, peso, pressione, temperatura.

1.4 Cosa s'intende per sostanza? Un tipo di materia dalle caratteristiche proprietà intrinseche, cioè che permettono di distinguerla da un'altra. Queste proprietà dipendono dalla natura delle particelle che costituiscono la sostanza e dalla natura dei legami con i quali sono unite tra loro.

1.5 Quali sono le principali proprietà fisiche di una sostanza? a) Proprietà organolettiche (colore, odore, aspetto cristallino, ecc.). b) Densità (Il rapporto tra la massa e il volume di un corpo).

1.6 Cosa sono le proprietà chimiche di una sostanza? La capacità di una sostanza di decomporsi in altre sostanze, oppure di unirsi (reagire) con altre sostanze.

1.7 Che cos'è una reazione chimica? Una trasformazione della materia, in cui una o più sostanze si trasformano in una o più sostanze diverse.

ENERGIA, ENTALPIA

1.8 Cos'è l'energia? <<È una grandezza di cui non si conosce il valore assoluto, ma della quale si può soltanto verificare l'aumento o la diminuzione quando un corpo passa da una condizione ad un 'altra>> (J. C. Maxwell). È anche definita come la capacità di un corpo a compiere un lavoro e si manifesta in tre forme: energia cinetica (di movimento di un corpo), energia potenziale (di posizione di un corpo), energia di massa. L'energia chimica è una forma di energia potenziale.

1.9 Quali sono le unità di misura dell'energia? L'unità di misura del sistema internazionale (SI) dell'energia, del lavoro e della quantità di calore è il Joule (J)che rappresenta il lavoro (fisicamente è dato dal prodotto tra l'intensità della forza e lo spostamento da questa determinato) compiuto dalla forza di un Newton (N) quando il suo punto di applicazione si sposta di 1 metro nella direzione e nel verso della forza stessa. 1J= 1N x 1m. Altre unità di misura sono la caloria (cal), cioè la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di un grammo d'acqua distillata da 14,5 °C a 15,5 °C, alla pressione di 1 atm (atmosfera), il suo multiplo la Kilocaloria, l'elettronvolt.

1.10 Come si enuncia il principio di conservazione dell'energia? Materia ed energia possono scambiarsi l'una nell'altra, ma l'energia totale dell'universo rimane costante.

1.11 Cos'è l'entalpia? L'entalpia (H) è la proprietà di un corpo tale che la sua variazione è uguale al calore scambiato dal corpo in una trasformazione a pressione costante. È legata all'energia interna E di una sostanza (energia accumulata da una sostanza durante la sua formazione) dalle relazione H = EPV dove P è la pressione e V il volume.

ATOMI

1.12 Come sono costituite tutte le sostanze? Le innumerevoli sostanze sono formate dall'insieme di pochi tipi di particelle submicroscopiche: gli atomi, le molecole e gli ioni.

1.13 Che cosa sono gli atomi? Sono le più piccole particelle caratterizzanti un elemento chimico e sono a loro volta costituiti da un nucleo avente carica positiva, circondato da elettroni aventi carica negativa.

1.14 A cosa è dovuta la carica positiva dei nuclei atomici? È dovuta alla presenza di un certo numero di particelle, i protoni, costituenti l'unità di carica elettrica positiva.

1.15 Che cosa sono gli elettroni? Sono particelle costituenti l'unità di carica elettrica negativa e la loro carica elettrica. In valore assoluto, è la stessa di quella dei protoni. La massa dell'elettrone è circa 1816 volte più piccola di quella del protone.

1.16 Perché un atomo è elettricamente neutro? Perché in qualsiasi atomo il numero dei protoni del nucleo è uguale al numero degli elettroni periferici.

1.17 Cos'è il numero atomico? Il numero atomico (Z) è il numero dei protoni presenti nel nucleo di un atomo.

1.18 Cosa sono i neutroni? I neutroni sono particelle elettricamente neutre presenti nel nucleo degli atomi.

1.19 Cosa sono i nucleoni? Sono così nominati tanto i protoni quanto i neutroni presenti nel nucleo.

1.20 Cos'è il numero di massa. Il numero di massa (A) è la somma dei protoni e dei neutroni presenti nel nucleo di un atomo.

1.21 Cosa sono i nuclidi? Sono così denominati gli atomi di cui si conoscono numero atomico e numero di massa, cioè il numero dei protoni, dei neutroni e degli elettroni.

1.22 Quando due o più nuclidi si dicono isotopi? Quando hanno lo stesso numero atomico, ma diverso numero di massa; nel loro nucleo è quindi presente un diverso numero di neutroni.

ELEMENTI CHIMICI

1.23 Cos'è un elemento chimico? Un elemento chimico è una sostanza costituita da atomi aventi il medesimo numero atomico. Di ogni elemento si conoscono più isotopi; alcuni si trovano in natura, altri si producono nei reattori nucleari e durante le esplosioni nucleari.

1.24 Quanti sono gli elementi chimici? Gli elementi chimici sono poco più di cento.

1.25 Quali sono gli elementi più abbondanti sulla Terra? Sulla crosta terrestre, nei mari re nell'atmosfera sono, in ordine decrescente: ossigeno, silicio, alluminio, ferro, calcio, sodio, potassio, magnesio, idrogeno.

1.26 Quali sono le origini dei nomi degli elementi? I nomi degli elementi derivano in maggioranza dal greco e dal latino.

1.27 Cosa sono i simboli degli elementi? Sono rappresentazioni abbreviate dei nomi degli elementi, costituite da una lettera maiuscola seguita spesso da una seconda lettera, minuscola. Più atomi di un elemento si indicano ponendo il numero arabo davanti al simbolo.

1.28 Come si rappresentano i nuclidi isotopi? Si pone in alto a sinistra del simbolo il numero di massa A e in basso a sinistra del simbolo il numero atomico Z.

1.28 Quando due o più nuclidi si dicono isobari? Quando hanno lo stesso numero di massa ma diverso numero atomico.

1.29 Cosa sono le molecole? Sono raggruppamenti di due o più atomi caratteristiche di alcuni elementi gassosi e di moltissimi composti chimici.