L'atomo è la più piccola particella di un elemento.Ogni atomo ha un piccolissimo denso nocciolo, il nucleo, contenente particelle elettricamente positive (i protoni), neutre, (i neutroni).Due atomi che contengono lo stesso numero di protoni ma diverso di neutroni, in uno stesso elemento sono chiamati isotopi. Attorno al nucleo vi sono leggerissime particelle, gli elettroni, ciascuna con una carica uguale ed opposta a quella di un protone(sono queste che determinano la predisposizione di un atomo a reagire con un altro atomo).In ogni atomo il numero dei protoni è uguale a quello degli elettroni ,in questo modo ogni atomo è elettricamente neutro.

Nel caso in cui tutti gli atomi di un elemento hanno lo stesso numero di protoni, questi avranno lo stesso numero atomico.

Il numero di massa è la somma di protoni e neutroni.Gli isotopi differiscono tra loro per il numero di massa.

Il radioisotopo è un isotopo radioattivo di nucleo instabile ed emette energia nel passare ad una forma più stabile.Gli isotopi vengono solitamente utilizzati per la datazione dei fossili, altri invece sono usati per la terapia d'alcune forme di cancro.

L'elettrone si muove attorno al nucleo ad una velocità quasi uguale a quella della luce, in questo modo è pressoché impossibile sapere esattamente la sua posizione istante per istante,per ciò si parla di nuvola elettronica.Maggiore è l'energia, maggiore sarà la sua probabile distanza dal nucleo.Un elettrone che occupa il livello d'energia minore possibile, si trova nel suo stato fondamentale, quando assorbe energia sufficiente per saltare in un livello più alto, passa in uno stato "eccitato".

Un atomo ha la massima stabilità quando tutti i suoi elementi si trovano nei rispettivi livelli energetici più bassi.Per questo motivo gli elettroni di un atomo riempiono i livelli in un ordine preciso.

Per ordinare in modo razionale e accurato il gran numero di elementi fisici, il chimico russo Mendeleev costruì la tavola periodica degli elementi ,nella quale tutti gli elementi sono ordinati secondo il loro numero atomico, il proprio simbolo, nome e peso atomico.

Un atomo avente un livello esterno riempito completamente da elettroni è più stabile di uno riempito solo parzialmente .Questi ultimi tendono ad interagire con altri atomi per completare il proprio livello di energia più esterno.Alcuni tendono a cedere elettroni, altri ad acquistarli e molti altri tendono a metterli in comune.Le particelle costituite da due o più atomi messi insieme mediante legami chimici sono le molecole.

Il tipo di legame in cui due atomi mettono in comune degli elettroni, si chiama legame covalente.

Due nuclei, se entrambi attraggono contemporaneamente alcuni elettroni, possono accostarsi a formare un legame chimico.Nel processo i due atomi hanno perso la propria identità ( diventando molecole). Le molecole biatomiche formate dallo stesso tipo di atomi sono non polari, vale a dire non presentano addensamenti di carica elettronica ad una delle loro estremità.

Nelle reazioni chimiche accade che due molecole s'incontrano, reagiscono e formano due molecole d'acqua. Per esprimere queste reazioni graficamente utilizziamo delle formule:alla sinistra della freccia troviamo i reagenti mentre alla destra i prodotti. La massa si conserva e non sono create né distrutte particelle.E' proprio per questo che le equazioni chimiche devono essere bilanciate: il numero e il tipo d'atomi devono corrispondere a quello iniziale dei reagenti.

CHONPS sono sei elementi chimici che costruiscono il 99% di tutta la materia vivente.

Hanno atomi che formano tra loro legami covalenti molto forti e stabili.

La struttura molecolare dell'acqua è costituita da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno collegati mediante legami covalenti.Una molecola d'acqua è complessivamente neutra ed è polare .A causa della forte attrazione del nucleo dell'ossigeno per gli elettroni ,quelli messi in comune nei legami covalenti passano più tempo intorno al nucleo d'ossigeno,perciò la regione che circonda ogni nucleo di idrogeno è debolmente positiva ,mentre quella che circonda l'atomo d'ossigeno ha una carica debolmente negativa.Infine la molecola d'acqua possiede quattro vertici, due dei quali hanno carica positiva e due di carica negativa.

La tensione superficiale è la conseguenza dell'attrazione tra le molecole d'acqua determinata dall'instaurazione di legami d'idrogeno.Se si verifica tra molecole della stessa sostanza è detta coesione,al contrario adesione.Il movimento dell'acqua attraverso spazi piccolissimi è detto capillarità,risultato dell'azione combinata della coesione delle molecole d'acqua.Il movimento capillare delle molecole d'acqua in sostanze che aumentano di volume è detto imbibizione. Il calore specifico è la quantità di calore da somministrare ad un gr d'acqua affinché la sua temperatura s'innalzi di 1°C.

L'acqua è costituita di molecole in continuo movimento.Quando si riscalda ,l'energia trasferita sottoforma di calore si traduce in un aumento d'energia cinetica comportante un'aumento del movimento delle sue particelle.Si chiama energia termica quell'energia che ogni corpo possiede e che è dovuta all'incessante movimento di tutte le particelle che la costituiscono: ogni corpo ha un patrimonio di energia termica che aumenta all'aumentare della sua temperatura .

L'elevato calore dell'acqua è conseguenza dei legami d'idrogeno fra le sue molecole ed il passaggio di una sostanza dallo stato liquido a quello gassoso è l'evaporazione.Questa avviene quando alcune molecole ,più veloci di altre, si staccano dalla superficie del liquido e passano nell'aria: maggiore è la temperatura del liquido,tanto è maggiore la velocità di evaporazione .L'elevato calore dell'evaporazione è dovuto ai legami di idrogeno,che debbono essere spezzati. L'evaporazione è infine un metodo con cui gli organismi stabilizzano la propria temperatura corporea.

La densità è un'altra peculiarità dell'acqua. Nella maggior parte dei liquidi la densità aumenta al diminuire della temperatura fino a circa 4 °C. Nel momento in cui l'acqua si solidifica, si forma un solido cristallino nella quale ogni molecola è collegata mediante legami di idrogeno e dato che nel ghiaccio le molecole sono molto distanti tra loro, il volume dell'acqua allo stato solido è maggiore che quello allo stato liquido. Nell'istante in cui il ghiaccio si liquefa, questo sottrae calore dall'ambiente.

Una soluzione è un miscuglio omogeneo di più sostanze.La sostanza presente in maggior quantità è detta solvente , quella presenta in minore quantità è detta soluto. Quando si dissolve un composto ionico le sue molecole sono attratte dagli ioni sulla superficie, l'estremità positiva delle molecole d'acqua è attratta dagli ioni cloro mentre l'estremità negativa è attratta dagli ioni sodio. L'iterazione con le molecole d'acqua indebolisce i legami tra gli ioni di cristallo,fino a disgregarlo; gli ioni di sale si separano e vengono circondati da molecole d'acqua con cui formano ciascuno una sfera di idratazione.Le sostanze come i grassi ,le cui molecole non hanno regioni polari ,tendono ad essere insolubili in acqua.

L'acqua ha una leggera tendenza a ionizzarsi ,ovvero a dissociarsi negli ioni H+ e OH-. Il numero degli ioni H+ e degli ioni H- è uguale nell'acqua.Una soluzione che contiene una maggiore concentrazione di ioni H+ è detta acida , allo stesso tempo una che contiene una concentrazione di ioni OH- è detta basica. La scala del PH rappresenta teoricamente la concentrazione degli ioni H+ e OH- : una soluzione acida ha un PH minore di 7; mentre una basica ha un PH maggiore di 7.

Formula chimica della ionizzazione dell'acqua: 2HTH³O+ + OH-

Le molecole organiche sono quelle molecole prodotte dagli esseri viventi.

La forma di una molecola organica dipende dalla disposizione degli atomi di carbonio formanti lo scheletro della molecola,detto a sua volta scheletro carbonioso.Le molecole presenti negli organismi viventi sono rappresentate mediante formule grezze o formule di struttura:le prime specificano il numero di atomi di ogni elemento chimico presenti in ogni struttura, le seconde specificano in che modo tali atomi sono collegati tra loro. Nel momento in cui le sostanze sono costituite da molecole con stessa formula grezza ma con una diversa formula di struttura, queste saranno chiamate isomeri.

Le molecole organiche più semplici sono gli idrocarburi, composti solo da carbonio e idrogeno.

Le molecole organiche più complesse invece, sono caratterizzate da gruppi di atomi legati allo scheletro carbonioso, i gruppi funzionali.

Il gruppo ossidrilico ,formato da un atomo di ossigeno e da uno di idrogeno, caratterizza gli alcoli, in breve l'alcool contenuto in vini e liquori.

Il gruppo carbonilico , costituito da un atomo di ossigeno legato da doppio legame covalente, è presente negli aldeidi (se sta a una estremità dello scheletro carbonioso) e nei chetoni (se è posto un atomo di carbonio all'interno della catena). Il gruppo carbossilico caratterizza gli acidi carbossilici.Il gruppo amminico caratterizza le ammine.

I carboidrati sono la riserva energetica della maggior parte degli esseri viventi.

In natura esistono tre tipi di carboidrati: i monosaccaridi, costituiti da una sola molecola, i disaccaridi, formati da due monosaccaridi uniti da legame covalente ed infine i polisaccaridi, costituiti da molti monosaccaridi legati tra loro. I polisaccaridi e i disaccaridi sono prodotti mediante reazioni di condensazione, in cui i monosaccaridi si uniscono tramite legami covalenti con eliminazione di una molecola d'acqua e possono essere scissi di nuovo per l'idrolisi con l'aggiunta di una sola molecola d'acqua.

Le proteine sono molecole molto grandi,composte da catene di amminoacidi dette polipeptidiche.Alcune proteine hanno un importante ruolo strutturale, altre sono globulari ed hanno le proprie funzioni specifiche.

Reazione chimica della fotosintesi :   CO² + H²O +ENERGIA T C6H12O6 + O²

Reazione chimica della respirazione cellulare: C6H12O6 + O2>CO2 + H2O + Energia