UNIT À 1.1 ELEMENTI DI CHIMICA

1. MODULO MODULO 1 UNITÀ 1.1ELEMENTI DI CHIMICA

2. Pag. 2La materia • È tutto ciò che ci circonda • Caratteristiche: ha una massa e occupa uno spazio • Una porzione di materia è un corpo • La materia è formata da atomi

3. Pag. 3/1Elementi e composti • Elementi: sostanze costituite da un solo tipo di atomi • Esempi: cloro (Cl), idrogeno (H), ossigeno (O) • Composti: sostanze costituite da più di un tipo di atomi • Esempi: acqua (formata da idrogeno e ossigeno  H2O) • Gli elementi esistenti sono circa 100 e sono ordinati nella tavola periodica degli elementi

4. Pag. 3/2Elementi e composti

5. Pag. 4 Atomi e struttura atomica • Atomo: la più piccola porzione di un elemento che ne conserva le proprietà • L’atomo è costituito da un nucleo (formato da protoni e neutroni) e da elettroni che gli ruotano attorno

6. Pag. 5/1Molecole e formule chimiche • Molecola: insieme di atomi (uguali o differenti) uniti mediante legami chimici • Molecola: la più piccola parte di una sostanza che ne conserva tutte le sue proprietà

7. Pag. 5/2Molecole e formule chimiche • Le molecole sono identificate da un nome scientifico e da una formula chimica NaCl NaClO NaHCO3 cloruro di sodio ipoclorito di sodio idrogenocarbonato di sodio

8. Pag. 6I legami chimici • Gli atomi si legano tra di loro mediante forze dette legami chimici • In questo modo gli atomi raggiungono una situazione energetica più stabile • Tipi di legami: • primari (tra atomi): ionico, covalente • secondari (tra molecole): ponte idrogeno, forze di Van der Waals

9. Pag. 7L’acqua e il legame idrogeno • La molecola di acqua è polare→formazione di legami idrogeno • Da questi legami derivano le peculiarità dell’acqua (ad es. “solvente universale”)

10. Pag. 8/1Le reazioni chimiche • Sono trasformazioni delle sostanze→ riordinamento degli atomi A + B→C + D reagenti prodotti

11. Pag. 8/2Le reazioni chimiche

12. Pag. 9Reazioni chimiche ed energia • Reazioni esoergoniche o esotermiche → liberano energia. Ad es: CH4 + 2 O2→ 2 H2O + energia (combustione del metano) • Reazioni endoergoniche o endotermiche → richiedono energia. Ad es. 6 CO2 +6 H2O + energia →C6H12O6 + 6 O2 (fotosintesi clorofilliana)

13. Pag. 10Acidi, basi, sali • Acidi: hanno sapore acido, colorano di rosso la cartina al tornasole, in acqua liberano H+ • Basi (o alcali): hanno sapore amaro, colorano di blu la cartina al tornasole, in acqua liberano OH- Reazione di neutralizzazione: acido + base → sale + acqua

14. Pag. 11Il pH • È una grandezza che esprime la concentrazione di H+ presente in una soluzione

15. Pag. 12I composti del carbonio • Esistono numerosissimi composti del carbonio → sono oggetto di studio della chimica organica • Il carbonio tende a formare 4 legami covalenti

16. Pag. 13Il gruppo funzionale • Insieme di atomi da cui derivano le proprietà del composto di appartenenza

17. Pag. 14Formule e isomeria • Formula bruta: ad es. C3H4O • Formula di struttura: ad es. • Isomeri: composti che hanno lo stesso numero di atomi, dello stesso tipo, ma legati in modo differente • Gli isomeri di struttura hanno la stessa formula bruta ma diversa formula di struttura

18. Pag. 15Isomeri geometrici • Si trovano nei composti organici che presentano legami doppi. Ad es. • Gli isomeri geometrici hanno proprietà fisico-chimiche e biologiche differenti

19. Pag. 16Gli idrocarburi • Composti organici formati esclusivamente da atomi di carbonio e atomi di idrogeno • Classificazione: • saturi o alcani • insaturi (alcheni e alchini) • aromatici

20. Pag. 17Alcoli e fenoli • Alcoli = si caratterizzano per il gruppo funzionale ossidrilico (-OH) • Esempi: alcol metilico o metanolo, alcol etilico o etanolo • Fenoli = si caratterizzano per il gruppo funzionale ossidrilico (-OH) legato a un anello aromatico • Esempio: fenolo

21. Pag. 18Aldeidi e chetoni • Si caratterizzano per il gruppo carbonile • È un gruppo molto reattivo → molto importante nelle biomolecole • Nelle aldeidi il gruppo carbonile è terminale, ad es. aldeide formica o formaldeide • Nei chetoni il gruppo carbonile è situato all’interno della molecola, ad es. propanone o acetone

22. Pag. 19/1 Gli acidi carbossilici • Si caratterizzano per il gruppo carbossilico • Esempi: acido metanoico, acido etanoico • Gli acidi grassi sono acidi carbossilico con un numero di atomi di carbonio tra 4 e 26

23. Pag. 19/2 Gli esteri • Si caratterizzano per il gruppo estereo • Derivano dall’unione di un acido e di un alcol • Esempi: acetato di etile, palmitato di metile • Molti esteri hanno odori gradevoli e sono presenti nei frutti

24. Pag. 20Le ammine • Contengono il gruppo amminico (–NH2), ad es. metilammina (CH2–NH2) • Hanno carattere basico • Alcune sono tossiche, ad es. trimetilammina N(CH3)3 • Per reazione con i nitriti formano le nitrosammine (cancerogene)

25. Pag. 21Le biomolecole • Composti organici presenti negli esseri viventi • Possono avere: • piccole dimensioni → vitamine, acidi grassi • grandi dimensioni → macromolecole (ad es. DNA, proteine) • Idrolisi e condensazione sono reazioni opposte che avvengono naturalmente nelle cellule • I principi alimentari sono: glucidi, protidi, lipidi, vitamine, sali minerali e acqua