Alunno: Rosario Antonio Cuomo

1. Una pioggia di Chimica Alunno: Rosario Antonio Cuomo Classe: 3^C Istituto: I.T.N. C. Colombo Dirigente Scolastico: Lucia Cimmino Docenti: Lilla Mangano & Riccardo Adinolfi Anno scolastico: 2010/2011

2. Idrocarburi Alifatici Aromatici Saturi Insaturi Alcani/Cicloalcani Alcheni/Cicloalcheni Alchini/Cicloalchini Dieni/Ciclodieni

3. Idrocarburi • Gli idrocarburi sono composti organici, che contengono soltanto atomi di carbonio [C] e di idrogeno [H2]. Gli idrocarburi sono molecole non polari, perché il carbonio e l’idrogeno hanno quasi la stessa elettronegatività.Ciò significa che gli idrocarburi sono molecole stabili che non reagiscono facilmente con altre molecole e sono relativamente insolubili in solventi polari come ad esempio l’acqua. Una delle caratteristiche degli idrocarburi è che hanno una forma tetraedrica.

4. Idrocarburi Alifatici • Nei composti alifatici, gli atomi di carbonio possono legarsi dando vita a catene lineari, ramificate o ad anelli. Possono essere presenti legami singoli (alcani), doppi (alcheni) o tripli (alchini).

5. Alcani • Gli alcani sono composti organici costituiti solamente da carbonio e idrogeno aventi formula generale CnH2n + 2. Essi sono detti idrocarburi saturi perché possiedono il massimo numero di idrogeni possibile. Gli alcani che possiedono da 1 a 4 atomi di carbonio sono alla stato gassoso, quelli con 5 o massimo 16 sono liquidi e quelli con atomi di carbonio maggiori di 16 sono solidi. Gli alcanisono caratterizzati da un legame di tipo σ cioè l’angolo di legame di 109,5°.

6. Cicloalcani • I Cicloalcani sono composti organici costituiti solamente da carbonio e idrogeno aventi formula bruta CnH2n . Simili agli alcani, si differenziano da questi ultimi in quanto nella loro struttura gli atomi di carbonio sono uniti a formare un anello chiuso. Benché tale anello venga rappresentato per comodità con un poligono regolare, i cicloalcani non hanno una struttura planare. L'angolo di legame di 109,5°.

7. Alcheni • Gli alcheni sono composti organici costituiti solamente da carbonio e idrogeno aventi formula bruta CnH2n. Come nel caso degli alcani, gli atomi di carbonio sono uniti tra loro attraverso legami covalenti a formare una catena aperta, lineare o ramificata, i due atomi di carbonio adiacenti sono però uniti da un legame covalente doppio(C=C). L’angolo di legame sta volta è π, cioè 108°.

8. Cicloalcheni • I ciclocalcheni sono composti organici costituiti solamente da carbonio e idrogeno, aventi formula generale CnH2n-2. Sono quindi simili agli alcheni, si differenziano però da essi in quanto nella loro struttura gli atomi di carbonio sono uniti a formare un anello chiuso; anche per essi l’angolo di legame è di 108°.

9. Alchini • Gli alchini sono composti organici costituiti sola da atomi di carbonio e di idrogeno e la loro formula bruta è CnH2n - 2. Come nel caso degli alcani e gli alcheni possono formare una catena aperta, lineare o ramificata, due atomi carbonio adiacenti sono però uniti da un legame covalente triplo(C≡C). Anche per loro l’angolo di legame è di tipo π, cioè 108°.

10. Cicloalchini • I ciclocalchini sono composti organici costituiti solamente da carbonio e idrogeno, aventi formula generale CnH2n-4. Somigliano agli alchini ma si differenziano da essi perchè nella loro struttura gli atomi di carbonio sono uniti a formare un anello chiuso; anche per essi l’angolo di legame è di 108°.

11. Dieni • I dieni sono composti organici costituiti sola da atomi di carbonio e di idrogeno e la loro formula bruta è CnH2n-2. Anche essi possono formare una catena aperta, lineare o ramificata, sono però caratterizzati da due doppi legami covalenti (C=C). Anche per loro l’angolo di legame è di tipo π, quindi 108°.

12. Ciclodieni • I ciclodieni sono composti organici costituiti solamente da carbonio e idrogeno, aventi formula generale CnH2n-4. Sono simili ai dieni ma si differenziano da essi perchè nella loro struttura gli atomi di carbonio sono uniti a formare un anello chiuso; anche per essi l’angolo di legame è di 108°.

13. Nomenclatura degli Alifatici

14. Radicali • Come abbiamo già detto gli idrocarburi possono formare anche catene ramificate cioè gli idrocarburi si legano a molecole costituite da più atomi con un elettrone spaiato, la molecola quindi è molto reattiva. Per dare il nome a tale molecola si utilizzano i prefissi ed il suffisso –ile.

15. Idrocarburi Aromatici • L'aggettivo aromatico deriva dal fatto che i primi composti di questa classe scoperti ed identificati in passato possedessero odori intensi e caratteristici, oggi sono definiti come composti aromatici tutti i composti organici che contengono uno o più anelli aromatici nella loro struttura. Tali anelli non sono altro che l’insieme degli elettroni delocalizzati dell'intera molecola. Ogni atomo di carbonio è legato ad altri due e ad un idrogeno; la struttura del benzene può essere considerata come un ibrido di risonanzatra più strutture simili (in figura sono riportate le due principali).

16. Gli Idrocarburi nel quotidiano • Oltre ad essere una fonte energetica,come i carburanti, gli idrocarburi sono anche materiali di partenza per produrre una moltitudine di beni usati tutti i giorni. Molti sono i prodotti costituita da idrocarburi e qui di seguito ne sono elencati alcuni: farmaci,TNT,carburanti,suole per scarpe, adesivi,vernici,insetticidi,coloranti,solventi, resine,materie plastiche e tanti altri.

17. Cicli della materia

18. Ciclo dell’acqua [H2O] • Non c'è un inizio o una fine nel ciclo idrologico. L’acqua evapora dai corpi idrici superficiali e raggiunge l'atmosfera. In questa fase è considerata anche l’acqua traspirata dalle piante. • Il vapore acqueo condensa e si ha la formazione delle nuvole; la precipitazione di acqua sulla terra può avvenire sotto forma di pioggia, di neve, di grandine o anche di nebbia. • L'intercettazione è l’acqua intrappolata dalla vegetazione durante le precipitazioni. • L'infiltrazione è il passaggio dall'acqua dalla superficie alle acque sotterranee. Le acque sotterranee tendono a muoversi molto lentamente e lentamente le acque possono accumularsi in un acquifero. • Lo scorrimento include tutti i modi in cui l'acqua superficiale si muove in pendenza verso il mare. L'acqua che scorre nei torrenti e nei fiumi può stazionare nei laghi per un certo tempo. Non tutta l'acqua ritorna al mare per scorrimento; gran parte evapora prima di raggiungere il mare o un acquifero. • Il flusso sotterraneo include il movimento dell'acqua all'interno della terra sia nelle zone insature che negli acquiferi. Dopo l'infiltrazione l'acqua superficiale può ritornare alla superficie o scaricarsi in mare.

20. Ciclo del Carbonio [C] • Il ciclo del carbonio è il ciclo attraverso il quale il carbonio viene scambiato tra la geosfera, l'idrosfera, la biosfera e l'atmosfera della Terra. Tutte queste porzioni della Terra sono considerabili a tutti gli effetti riserve di carbonio. Il ciclo è infatti solitamente inteso come l'interscambio dinamico tra questi quattro distretti. Gli oceani contengono la maggior riserva di carbonio presente sulla Terra, sebbene essa sia solo in piccola parte disponibile all'interscambio con l'atmosfera. • Il carbonio presente nel sottosuolo deriva dalla combustione del legno, dai combustibili fossili e dalle trasformazioni delle rocce.

22. Ciclo del Fosforo [P4] • Il fosforo presente nel suolo deriva dalla degradazione di rocce particolarmente ricche di questo elemento. Questo elemento, una volta raggiunto il suolo sotto forma di ioni fosfato (PO43-), che sono chimicamente molto stabili, viene organicato, cioè reso disponibile per gli organismi viventi, da numerose specie di funghi e batteri che lo mutano nella sua forma ossidata più solubile. • Il fosforo si trova anche nel guano, o escrementi di cui ce n'è una abbondante quantità sulle coste del Perù.

24. Ciclo dello Zolfo [S8] • Lo zolfo presente nell'ambiente può derivare da eruzioni vulcaniche (sotto forma di H2S), da attività industriali o da incendi che, in seguito alla combustione liberano in atmosfera anidride solforosa (SO2). Questa, grazie ad un processo di ossidazione fotochimica, diventa anidride solforica(SO3) che, a loro volta, si scioglie nell'acqua piovana sotto forma di acido solforico (H2SO4) il quale si dissocia liberando ioni solfato (SO4--). • Altre sorgenti di zolfo sono minerali come: il gesso o la pirite.

26. Ciclo dell’Azoto [N2] • Il ciclo dell'azoto è un ciclo con il quale l'azoto si muove principalmente tra l'atmosfera, il terreno e gli esseri viventi. L'importanza del ciclo per gli organismi viventi è dovuta alla loro necessità di assimilare azoto per la formazione di composti organici vitali, quali le proteine e gli acidi nucleici, ma, ad eccezione di particolari batteri (azotofissatori), l'azoto atmosferico non può essere subito assorbito dagli organismi e ciò rapresenta spesso un fattore limitante per lo sviluppo forestale. Le piante possono assimilare l'azoto tramite l'assorbimento di alcuni composti azotati (nitriti, nitrati e sali d'ammonio) che, disciolti nell'acqua, giungono fino alle loro radici. Una volta organicato, l'azoto viene quindi trasferito agli organismi eterotrofi, come gli animali, mediante la catena alimentare. La decomposizione dei resti organici restituisce al terreno l'elemento, che può ritornare nell'atmosfera grazie all'azione di alcuni batteri specializzati.

28. Intersezione dei cicli • L’acqua riveste circa il 70% della terra ed è uno dei principali solventi, per cui tutto ciò che incontra nel suo ciclo si può ripercuotere su chi se ne serve. L’acqua, infatti, durante l’infiltrazione può incontrare il carbonio sprigionato dalla combustione del legno o dalla decomposizione delle carcasse e può,quindi, formare acido carbonioso (H2CO2) o acido carbonico (H2CO3) e creare sotto forma di precipitazioni delle piogge acide.

29. Intersezione dei cicli • L’acqua nel suo ciclo può incontrare anche lo zolfo sotto forma di anidride solforosa (SO3) o anidride solfidrica (SO4), che reagendo con l’acqua generano l’acido solforoso (H2SO3) e l’acido solforico(H2SO4), entrambi altamente corrosivi formano le piogge che corrodono gli stupendi monumenti architettonici. L’acqua può incontrare tale elemento,ad esempio, per l’esplosione di un vulcano.

30. Intersezione dei cicli • Sempre l’acqua potrebbe incontrare e quindi reagire con l’ossido nitrico e nitroso e dare origine all’acido nitroso(HNO2) e quello nitrico(HNO3),acidi corrosivi, perciò si possono avere piogge corrosive; può incontrare l’azoto nel sotto suolo per opera della decomposizione svolta dai fungi e batteri e può incontrare l’ammoniaca (NH3) poiché è presente sia nelle urine che negli escrementi di animali.

31. Intersezione dei cicli • Il ciclo dell’acqua può intersecarsi con quello del fosforo poiché questo ultimo elemento è presente in natura o negli escrementi o nelle rocce. L’acqua può reagire con l’anidride fosforica (P2O5) o fosforosa (P4O6) dando rispettivamente l’acido fosforico (H3PO4) e fosforoso (H3PO3). • Sia il Fosforo che l’Azoto possono creare il fenomeno dell’eutrofizzazione che causa la morte degli animali marini per la mancanza di ossigeno in acqua.

32. Fine