La chimica è la scienza che studia la struttura e le proprietà della materia, e in particolare le sue trasformazioni. A che cosa serve la chimica? In quali ambiti della nostra vita si utilizza?
Anche nel corpo umano tutto funziona grazie alla chimica!
Nell’XI secolo, venne introdotta in Europa una nuova pratica, considerata allora una scienza: l’alchimia. Essa era nata nel bacino del Mediterraneo, tra Egitto e l’antica Grecia, ma nel Vecchio continente era stata abbandonata col diffondersi del Cristianesimo, poiché si notavano in essa tracce dei culti pagani; la conservarono invece gli studiosi arabi, che entrando in contatto con gli Europei durante la Reconquista della penisola Iberica insegnarono quelle antiche conoscenze ai loro colleghi spagnoli, che le diffusero in breve tempo. Per tutto il Medioevo in Europa l’alchimia fu una disciplina vista di cattivo occhio, per via della sua affinità al paganesimo e alla magia, in quanto gli alchimisti erano esperti di botanica, legata alla terra e quindi agli spiriti sotterranei; i praticanti però non erano condannati come eretici, per via del loro apporto sostanziale alla società: gli alchimisti, come dei medici, conoscevano piante e minerali curativi (nascono i primi erbari e lapidari, libri che descrivono le piante e i minerali della medicina) ed erano in grado di trattare i pazienti. Queste loro conoscenze misteriose, agli occhi della popolazione, suscitavano un timore reverenziale e gli alchimisti erano quindi paragonati a stregoni, capaci di rendere ogni cosa possibile mescolando gli ingredienti adatti. Quelle che gli alchimisti svolgevano mescolando estratti di piante e di minerali erano in realtà reazioni chimiche semplici e più volte organizzavano esperimenti con le sostanze ottenute, dal risultato non sempre ottimo. L’apporto degli alchimisti fu il primo passo verso quella che oggi è la chimica ed essi furono i precursori nei campi dei passaggi di stato della materia, dell’ottenimento di nuovi metalli dai minerali e della creazione delle leghe. Gli alchimisti erano da sempre alla ricerca della Pietra filosofale, capace di trasformare ogni metallo in oro, considerato il metallo più puro e associato al Sole, dell’elisir di lunga vita e del rimedio per ogni malattia. Chi avesse trovato la Pietra filosofale avrebbe posseduto l’onniscienza, la conoscenza assoluta, ma avrebbe anche risolto il mistero dell’origine di tutte le cose.
In natura di solito le sostanze si trovano di solito mescolate tra loro, sotto forma di MISCELE.
ETEROGENEA (o miscuglio): le sostanze restano ben distinte tra loro e possono essere separate mediante semplici strumenti meccanici.
MISCELA
OMOGENEA (o soluzione): le sostanze diventano indistinguibili a occhio nudo e al microscopio ottico. Servono metodi più complessi per separarle, anche se a volte possono essere separate mediante cambi di stato.
Come potrei separare queste miscele?
latte: emulsione di grassi e proteine in acqua
Le emulsioni sono particolari miscugli in cui particelle molto piccole di una sostanza sono disperse in un'altra sostanza e spesso le due componenti sono indistinguibili ad occhio nudo.
Nella maionese i grassi dell'olio sono dispersi sottoforma di goccioline nella matrice acquosa del tuorlo d'uovo
Le soluzioni non sono soltanto liquide!
L’aria per esempio è una soluzione di sostanze aeriformi (i gas che la compongono).
Le leghe metalliche sono soluzioni solide formate da diversi metalli fusi insieme.
In una soluzione, la sostanza che è in maggior quantità è il solvente, mentre le altre sostanze presenti in quantità minori sono i soluti. Per esempio, nell'immagine di acqua e zucchero, l'acqua è il solvente e lo zucchero è il soluto.
La concentrazione di una soluzione è il rapporto tra la massa (o il volume) del soluto e la massa (o il volume) del solvente. Viene di solito espressa in percentuale. es. 10 g di sale/100g di acqua soluzione al 10%
Per un dato solvente, ogni sostanza, a una determinata temperatura, ha una concentrazione massima (solubilità) oltre la quale non si scioglie più.
DILUITA SATURA SOVRASSATURA
Come influenza la temperatura il grado di solubilità?
Ad ogni gradiente di concentrazione di una soluzione corrisponde anche un gradiente di densità. Come? Scoprilo con il prossimo esperimento.
Tutta la materia è formata da microscopici particelle...quali?
Tutta la materia è fatta di microscopiche particelle chiamate atomi.
Cosa formano più atomi uniti tra loro?
Più atomi – dello stesso tipo o di tipo diverso – possono legarsi tra loro e formare molecole. Le molecole si uniscono a loro volta a formare sostanze.
Quanti tipi di atomi esistono? Quanti elementi?
In natura esistono 92 atomi e quindi 92 elementi... ...ma osserva!
Sono 118! Più di 92! Perchè?
Elementi artificiali (creati in laboratorio)
...ma come è fatto un atomo?
Ogni atomo è composto da un nucleo (formato da protoni e neutroni) intorno al quale orbitano gli elettroni. I protoni hanno carica positiva + Gli elettroni hanno carica negativa - I neutroni hanno carica neutra
Solitamente gli atomi hanno carica complessiva neutra, quindi hanno lo stesso numero di protoni e di elettroni. Ogni elemento ha uno specifico numero di protoni (numero atomico).
Il numero atomico (Z) è la "carta d'identità" di un elemento, è sempre fisso.
Il numero di massa (A) indica il numero di protoni + neutroni presenti in un atomo.
Nella tavola periodica gli elementi sono ordinati secondo il numero atomico (numero di protoni). Quale elemento ha 12 protoni?
Come si dispongono gli elettroni?
Gli elettroni si dispongono intorno al nucleo, disponendosi in "gusci" via via sempre più grandi e distanti dal nucleo. I gusci si chiamano orbitali. Ogni orbitale deve essere completato prima di passare al successivo. Nel primo orbitale ci stanno al max. 2 elettroni, in tutti gli altri 8 elettroni.
In particolari condizioni, gli atomi possono perdere o acquistare elettroni, trasformandosi in ioni. Se un atomo perde elettroni, le cariche positive risultano in eccesso rispetto a quelle positive e diviene uno ione positivo (catione); se invece acquista elettroni, le cariche negative prevalgono ed esso viene detto ione negativo (anione). Uno ione può avere carica +1, +2, +3 etc... o -1, -2, -3, etc...
Atomo e gioco 1 e 2
Isotopi dell'idrogeno
Il numero di massa (A) (protoni+neutroni) invece può variare, dato che il numero di neutroni può aumentare: si ottengono diverse versioni, o meglio diversi isotopi, dello stesso elemento.
Gli isotopi vengono distinti in stabili e instabili: in questi ultimi il nucleo, instabile, tende a raggiungere la stabilità emettendo radiazioni e l'isotopo si trasforma in un altro isotopo dello stesso elemento o in un isotopo di un elemento differente, dando luogo al fenomeno della radioattività naturale (per questo motivo gli isotopi instabili sono detti isotopi radioattivi, o radioisotopi).
Molto importante è il carbonio 14. Perchè?
Gli atomi si combinano tra loro a formare delle molecole.
Per indicare come sono fatte le molecole si utilizzano delle formule chimiche, che ci indicano quali atomi sono presenti e in che quantità.
Singola e multipla
Prova a creare delle molecole con il kit molecolare. Scrivi la loro formula.
Perchè gli atomi si uniscono tra loro?
Gli atomi vogliono "essere completi", ovvero tendono a completare l'orbitale più esterno per raggiungere la stabilità. Questa tendenza è detta regola dell'ottetto. Come fanno? Attraverso dei legami! I legami chimici sono le forze di attrazione che tengono uniti gli atomi all'interno delle molecole. Gli elettroni che partecipano ai legami sono solo gli elettroni dell'orbitale più esterno: vengono detti elettroni di valenza. I legami chimici sono alla base delle reazioni chimiche. Perchè gli altri elettroni non partecipano?
Alcuni atomi tendono a perdere elettroni, altri a cederli. Se un atomo cede un elettrone, diventerà un ione positivo. Se lo acquista, diventerà uno ione negativo. Le due cariche opposte si attraggono, e gli atomi saranno uniti da un legame di tipo ionico.
Chi, tra cloro e sodio, tenderà a cedere un elettrone? E chi ad acquistarlo?
E se nessuno dei due atomi vuole cedere elettroni... ...cosa succede in questo caso?
Quando atomi diversi appartenenti a uno stesso elemento o a elementi diversi mettono in comune (condividono) uno o più elettroni si stabilisce un legame covalente.
Il legame covalente può essere singolo (a), doppio (b) o triplo (c), a seconda del numero di elettroni che vengono condivisi.
Vi è anche un terzo tipo di legame: il legame metallico. Il legame metallico si forma tra atomi di elementi chiamati metalli, che hanno elettroni di valenza molto mobili e tendono ad allontanarsi dal nucleo. I metalli, per completare l'ottetto, mettono quindi in comune questi elettroni "vaganti" formando una specie di "nuvola elettronica".
Gli elementi della stessa colonna (gruppo) hanno lo stesso numero di elettroni di valenza. Hanno quindi proprietà chimiche simili.
Gas inerti
Gli elementi della stessa colonna (gruppo) hanno lo stesso numero di elettroni di valenza. Hanno quindi proprietà chimiche simili.
Alcuni elementi, chiamati gas inerti (o gas nobili) sono molto stabili e, tranne rarissime eccezioni, non si combinano con altri atomi e non partecipano a reazioni chimiche. Perchè?
Sono gas rari sulla Terra...ma nell'universo?
Una relazione di laboratorio deve contenere i seguenti punti:
Le basi della chimica scopri perchè
Isabella la Rosa
Created on October 7, 2025
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Transcript
LA CHIMICA
prof. zanga
Cos'è la chimica? Cosa studia?
La chimica è la scienza che studia la struttura e le proprietà della materia, e in particolare le sue trasformazioni. A che cosa serve la chimica? In quali ambiti della nostra vita si utilizza?
Anche nel corpo umano tutto funziona grazie alla chimica!
Nell’XI secolo, venne introdotta in Europa una nuova pratica, considerata allora una scienza: l’alchimia. Essa era nata nel bacino del Mediterraneo, tra Egitto e l’antica Grecia, ma nel Vecchio continente era stata abbandonata col diffondersi del Cristianesimo, poiché si notavano in essa tracce dei culti pagani; la conservarono invece gli studiosi arabi, che entrando in contatto con gli Europei durante la Reconquista della penisola Iberica insegnarono quelle antiche conoscenze ai loro colleghi spagnoli, che le diffusero in breve tempo. Per tutto il Medioevo in Europa l’alchimia fu una disciplina vista di cattivo occhio, per via della sua affinità al paganesimo e alla magia, in quanto gli alchimisti erano esperti di botanica, legata alla terra e quindi agli spiriti sotterranei; i praticanti però non erano condannati come eretici, per via del loro apporto sostanziale alla società: gli alchimisti, come dei medici, conoscevano piante e minerali curativi (nascono i primi erbari e lapidari, libri che descrivono le piante e i minerali della medicina) ed erano in grado di trattare i pazienti. Queste loro conoscenze misteriose, agli occhi della popolazione, suscitavano un timore reverenziale e gli alchimisti erano quindi paragonati a stregoni, capaci di rendere ogni cosa possibile mescolando gli ingredienti adatti. Quelle che gli alchimisti svolgevano mescolando estratti di piante e di minerali erano in realtà reazioni chimiche semplici e più volte organizzavano esperimenti con le sostanze ottenute, dal risultato non sempre ottimo. L’apporto degli alchimisti fu il primo passo verso quella che oggi è la chimica ed essi furono i precursori nei campi dei passaggi di stato della materia, dell’ottenimento di nuovi metalli dai minerali e della creazione delle leghe. Gli alchimisti erano da sempre alla ricerca della Pietra filosofale, capace di trasformare ogni metallo in oro, considerato il metallo più puro e associato al Sole, dell’elisir di lunga vita e del rimedio per ogni malattia. Chi avesse trovato la Pietra filosofale avrebbe posseduto l’onniscienza, la conoscenza assoluta, ma avrebbe anche risolto il mistero dell’origine di tutte le cose.
In natura di solito le sostanze si trovano di solito mescolate tra loro, sotto forma di MISCELE.
ETEROGENEA (o miscuglio): le sostanze restano ben distinte tra loro e possono essere separate mediante semplici strumenti meccanici.
MISCELA
OMOGENEA (o soluzione): le sostanze diventano indistinguibili a occhio nudo e al microscopio ottico. Servono metodi più complessi per separarle, anche se a volte possono essere separate mediante cambi di stato.
Come potrei separare queste miscele?
latte: emulsione di grassi e proteine in acqua
Le emulsioni sono particolari miscugli in cui particelle molto piccole di una sostanza sono disperse in un'altra sostanza e spesso le due componenti sono indistinguibili ad occhio nudo.
Nella maionese i grassi dell'olio sono dispersi sottoforma di goccioline nella matrice acquosa del tuorlo d'uovo
Le soluzioni non sono soltanto liquide!- L’aria per esempio è una soluzione di sostanze aeriformi (i gas che la compongono).
- Le leghe metalliche sono soluzioni solide formate da diversi metalli fusi insieme.
In una soluzione, la sostanza che è in maggior quantità è il solvente, mentre le altre sostanze presenti in quantità minori sono i soluti. Per esempio, nell'immagine di acqua e zucchero, l'acqua è il solvente e lo zucchero è il soluto.
La concentrazione di una soluzione è il rapporto tra la massa (o il volume) del soluto e la massa (o il volume) del solvente. Viene di solito espressa in percentuale. es. 10 g di sale/100g di acqua soluzione al 10%
Per un dato solvente, ogni sostanza, a una determinata temperatura, ha una concentrazione massima (solubilità) oltre la quale non si scioglie più.
DILUITA SATURA SOVRASSATURA
Come influenza la temperatura il grado di solubilità?
Ad ogni gradiente di concentrazione di una soluzione corrisponde anche un gradiente di densità. Come? Scoprilo con il prossimo esperimento.
Tutta la materia è formata da microscopici particelle...quali?
Tutta la materia è fatta di microscopiche particelle chiamate atomi. Cosa formano più atomi uniti tra loro?
Più atomi – dello stesso tipo o di tipo diverso – possono legarsi tra loro e formare molecole. Le molecole si uniscono a loro volta a formare sostanze.
Quanti tipi di atomi esistono? Quanti elementi?
In natura esistono 92 atomi e quindi 92 elementi... ...ma osserva!
Sono 118! Più di 92! Perchè?
Elementi artificiali (creati in laboratorio)
...ma come è fatto un atomo?
Ogni atomo è composto da un nucleo (formato da protoni e neutroni) intorno al quale orbitano gli elettroni. I protoni hanno carica positiva + Gli elettroni hanno carica negativa - I neutroni hanno carica neutra
Solitamente gli atomi hanno carica complessiva neutra, quindi hanno lo stesso numero di protoni e di elettroni. Ogni elemento ha uno specifico numero di protoni (numero atomico).
Il numero atomico (Z) è la "carta d'identità" di un elemento, è sempre fisso.
Il numero di massa (A) indica il numero di protoni + neutroni presenti in un atomo.
Nella tavola periodica gli elementi sono ordinati secondo il numero atomico (numero di protoni). Quale elemento ha 12 protoni?
Come si dispongono gli elettroni?
Gli elettroni si dispongono intorno al nucleo, disponendosi in "gusci" via via sempre più grandi e distanti dal nucleo. I gusci si chiamano orbitali. Ogni orbitale deve essere completato prima di passare al successivo. Nel primo orbitale ci stanno al max. 2 elettroni, in tutti gli altri 8 elettroni.
In particolari condizioni, gli atomi possono perdere o acquistare elettroni, trasformandosi in ioni. Se un atomo perde elettroni, le cariche positive risultano in eccesso rispetto a quelle positive e diviene uno ione positivo (catione); se invece acquista elettroni, le cariche negative prevalgono ed esso viene detto ione negativo (anione). Uno ione può avere carica +1, +2, +3 etc... o -1, -2, -3, etc...
Atomo e gioco 1 e 2
Isotopi dell'idrogeno
Il numero di massa (A) (protoni+neutroni) invece può variare, dato che il numero di neutroni può aumentare: si ottengono diverse versioni, o meglio diversi isotopi, dello stesso elemento.
Gli isotopi vengono distinti in stabili e instabili: in questi ultimi il nucleo, instabile, tende a raggiungere la stabilità emettendo radiazioni e l'isotopo si trasforma in un altro isotopo dello stesso elemento o in un isotopo di un elemento differente, dando luogo al fenomeno della radioattività naturale (per questo motivo gli isotopi instabili sono detti isotopi radioattivi, o radioisotopi).
Molto importante è il carbonio 14. Perchè?
Gli atomi si combinano tra loro a formare delle molecole.
Per indicare come sono fatte le molecole si utilizzano delle formule chimiche, che ci indicano quali atomi sono presenti e in che quantità.
Singola e multipla
Prova a creare delle molecole con il kit molecolare. Scrivi la loro formula.
Perchè gli atomi si uniscono tra loro?
Gli atomi vogliono "essere completi", ovvero tendono a completare l'orbitale più esterno per raggiungere la stabilità. Questa tendenza è detta regola dell'ottetto. Come fanno? Attraverso dei legami! I legami chimici sono le forze di attrazione che tengono uniti gli atomi all'interno delle molecole. Gli elettroni che partecipano ai legami sono solo gli elettroni dell'orbitale più esterno: vengono detti elettroni di valenza. I legami chimici sono alla base delle reazioni chimiche. Perchè gli altri elettroni non partecipano?
Alcuni atomi tendono a perdere elettroni, altri a cederli. Se un atomo cede un elettrone, diventerà un ione positivo. Se lo acquista, diventerà uno ione negativo. Le due cariche opposte si attraggono, e gli atomi saranno uniti da un legame di tipo ionico.
Chi, tra cloro e sodio, tenderà a cedere un elettrone? E chi ad acquistarlo?
E se nessuno dei due atomi vuole cedere elettroni... ...cosa succede in questo caso?
Quando atomi diversi appartenenti a uno stesso elemento o a elementi diversi mettono in comune (condividono) uno o più elettroni si stabilisce un legame covalente.
Il legame covalente può essere singolo (a), doppio (b) o triplo (c), a seconda del numero di elettroni che vengono condivisi.
Vi è anche un terzo tipo di legame: il legame metallico. Il legame metallico si forma tra atomi di elementi chiamati metalli, che hanno elettroni di valenza molto mobili e tendono ad allontanarsi dal nucleo. I metalli, per completare l'ottetto, mettono quindi in comune questi elettroni "vaganti" formando una specie di "nuvola elettronica".
Gli elementi della stessa colonna (gruppo) hanno lo stesso numero di elettroni di valenza. Hanno quindi proprietà chimiche simili.
Gas inerti
Gli elementi della stessa colonna (gruppo) hanno lo stesso numero di elettroni di valenza. Hanno quindi proprietà chimiche simili.
Alcuni elementi, chiamati gas inerti (o gas nobili) sono molto stabili e, tranne rarissime eccezioni, non si combinano con altri atomi e non partecipano a reazioni chimiche. Perchè?
Sono gas rari sulla Terra...ma nell'universo?
Una relazione di laboratorio deve contenere i seguenti punti:- Nome e cognome, membri del gruppo, data, classe
- Titolo dell'esperienza
- Scopo e ipotesi
- Strumenti e materiali utilizzati
- Procedimento dettagliato
- Osservazione e risultati
- Conclusioni
Cosa sono i pittogrammi? A cosa servono?
The end