Elementi e composti

-ELEMENTO: sostanza pura.

-COMPOSTO: sostanza formata da 2 o più elementi.

In natura 92 elementi, in laboratorio 13.

Composti binari

- Ossidi basici: metallo+ossigeno

(- Perossido: idrogeno o metallo+ossigeno)

- Ossidi acidi: non metallo+ossigeno

- Idruri: metallo+idrogeno

- Idracido: idrogeno+non metallo

Sale: metallo+non metallo

Composti ternari.

- Ossiacidi (o acido): idrogeno+non metallo+ossigeno

- Idrossidi (o basi): metallo+ossigeno+acqua

- Sali: metallo+non metallo+ossigeno

Atomi e molecole

-ATOMO: la più piccola particella in cui un elemento può essere suddiviso.

-MOLECOLA: gruppo di atomi combinati tra loro---> insieme di stesse molecole=elemento.

-PROTONI: carica positiva ------------>nucleo

-NEUTRONI: privi di carica elettrica--->nucleo

-ELETTRONI: carica negativa--------.->ruotano attorno al nucleo (negli orbitali)

-NUMERO ATOMICO: n° dei protoni

-MASSA ATOMICA: n° protoni + neutroni (spesso N=P, non sempre*1;                  E=P sempre*2)

-Nucleo: carica positiva, Elettroni: carica negativa--->attrazione tra cariche di segno opposto che tiene gli elettroni legati al proprio nucleo. L' orbitale più vicino al nucleo può contenere massimo 2 elettroni, i due orbitali successivi al massimo 8 elettroni.

I vari orbitali tendono ad essere riempiti in ordine progressivo. Quando gli orbitali sono completi divengono molto stabili.

-*1) ISOTOPI di uno stesso elemento: atomi che hanno lo stesso n° di protoni ma diverso n° di neutroni. Uranio 235 e 238 isotopi: radioattivi--->nucleo instabile e tende a decadere, cioè a trasformarsi in un nucleo più stabile, emettendo energia e particelle (possibile formazione di una reazione a catena).

-*2) IONE: atomo che ha carica elettrica positiva o negativa perchè ha un n° di elettroni diverso dal n° di protoni, rispetto al corrispondente atomo (ione idrogeno, ione sodio).

Legami chimici

LEGAME COVALENTE: tra 2 atomi viene messa in comune una coppia di elettroni--->si completano gli orbitali di entrambi gli atomi.

MOLECOLA NON POLARE: gli elettroni condivisi passano lo stesso tempo attorno a ciascuno dei 2 nuclei: la carica elettrica ugualmente distribuita ai 2 poli.

MOLECOLA POLARE: gli elettroni passano più tempo attorno ad un nucleo, piuttosto che vicino all' altro nucleo (acqua). Nel primo atomo ci sarà allora una leggera carica negativa, nel secondo una leggera carica positiva.

LEGAME IDROGENO: attrazione tra cariche di segno opposto--->l' attrazione che l'atomo di idrogeno di una molecola polare ha per un atomo di un' altra molecola.

I legami idrogeno si rompono e si riformano molto più facilmente dei legami covalenti.

LEGAME IONICO: forte attrazione elettrica tra 2 o più ioni di segno opposto, che li tiene uniti. I legami ionici sono più forti dei legami idrogeno, ma non così forti come alcuni legami covalenti: i composti ionici quando si sciolgono in acqua si dissociano negli ioni che li compongono.

Proprietà fisiche e chimiche dell' acqua

Calore specifico elevato: può assorbire molto calore senza notevoli aumenti di temperatura. L'evaporazione dell' acqua richiede molta energia termica e, di conseguenza, quando l'acqua evapora ha un buon effetto refrigerante.

Proprietà fisiche

COESIONE: tendenza delle molecole a rimanere legate tra loro.

ADESIONE: tendenza ad aderire ad altre sostanze.

CAPILLARITA'(coesione+adesione): un liquido tende a risalire entro spazi ristretti contro la forza di gravità (vasi conduttori delle piante).

TENSIONE SUPERFICIALE: particolare elasticità dello strato superficiale di un liquido dovuta alla forza di attrazione reciproca delle molecole che risulta sbilanciata verso il basso nella parte a contatto con l' aria.

DENSITA': l' acqua (max densità 4 C°)allo stato solido è meno densa che allo stato liquido e, di conseguenza, il ghiaccio galleggia sull' acqua: i legami idrogeno nel ghiaccio sono rigidi--->le molecole d' acqua sono più distanziate che allo stato liquido.

Proprietà chimiche.

SOLVENTE: capacità di sciogliere altre sostanze (soluti). L' acuqa scioglie bene i composti polari e ionici. Le sostanze che si sciolgono in acqua: idrofile; le sostanze non polari non si sciolgono in acqua: idrofobe.

Acidi e basi

L' acqua si dissocia in uno ione idrogeno positivo e in uno ione ossidrile negativo

H O---> H +OH

ACIDO: sostanza che sciolta nell' acqua cede ioni idrogeno e pertanto fa aumentare la concentrazione degli stessi nella soluzione.

BASE: sostanza che sciolta nell' acqua accetta ioni idrogeno rendendo quindi maggiore la concentrazione degli ioni OH  rispetto a quella degli ioni H .

SCALA DEL PH: esprime il valore della concentrazione di ioni idrogeno in una soluzione. Scala: da 0 a 14, l' acqua pura sta al centro (7, pH neutro), le soluzioni acide da 0 a 7, le soluzioni basiche da 7 a 14. La differenza fra un valore e quello inferiore di una unità rappresenta una concentrazione dieci volte maggiore di ioni idrogeno.

TAMPONE: sostanza capace di mantenere il pH costante assorbendo o cedendo ioni idrogeno a seconda delle necessità.

I composti del carbonio

L' atomo di carbonio ha 6 elettroni (2 nel 1° orbitale, 4 nel 2°)--->completamento del 2° orbitale con 4 legami covalenti con 4 atomi di idrogeno.

Composto del carbonio più semplice il metano (CH )

Gruppi funzionali

Gruppi di atomi che conferiscono alla molecola un particolare comportamento chimico.

I carboidrati

Carbonio+idrogeno+ossigeno, formula generale: (CH O)n

Monosaccaridi

Solubili in acqua, dolci. Fruttosio (nella frutta e nel miele), galattosio, glucosio (bruciato da ogni essere vivente per produrre energia): esosi (6 atomi di carbonio), ribosio: pentosio (5 atomi di carbonio). .

Disaccaridi

Solubili in acqua, non dolci, dalla condensazione(si elimina una molecola d' acqua) di 2 monosaccaridi (saccarosio=fruttosio+glucosio,maltosio=glucosio+glucosio).

Polisaccaridi

Insolubili in acqua, dalla condensazione/unione di numerosi monosaccaridi.

Amido e glicogeno: riserve di energie, dal glucosio  .

AMIDO: carboidrato di riserva formato da lunghi polimeri, a struttura lineare o con corte ramificazioni, che tendono ad avvolgersi su se stessi.

GLICOGENO: polimero con una struttura molto ramificata. Si trova nei muscoli e nel fegato.

CELLULOSA: dal glucosio  . Carboidrato strutturale resistente e fibroso, organizzato in fasci di fibre formate a loro volta da microfibrille. Ciascuna microfibrilla è composta da una molecola di cellulosa, che è un polimero che tende a rimanere ben disteso.

I lipidi

Sono esteri della glicerina ottenuti con vari acidi organici grassi.

Trigliceridi

1 mol. di glicerolo+3 mol. di acidi grassi, lunghe catene di atomi di carbonio e idrogeno con un gruppo funzionale carbossilico a una estremità. Riserva di energia.

Grassi saturi: legami semplici, atomi di carbonio saturati con idrogeno--->solidi.

Grassi insaturi: uno o più doppi legami tra atomi di carbonio, si piegano in prossimità del doppio legame--->liquidi a temperatura ambiente.

Cere

Solide ma morbide, costituite da acidi grassi a lunga catena legati a molecole(es. allole) che differiscono dal glicerolo per il maggior n° di atomi che li compongono--->solidi e impermeabili.