Storia della chimica. Dall uomo primitivo al bosone di Higgs

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1 Storia della chimica Dall uomo primitivo al bosone di Higgs

2 La chimica accompagna l uomo fin dalla sua comparsa sulla Terra la scoperta del fuoco, per cucinare i cibi,per cuocere oggetti di terra e per ricavare metalli dalle rocce, fu il primo evento ricco di conseguenze. La chimica è nata sotto lo stimolo di esigenze pratiche, ma solo nel XVIII sec saranno interpretate le trasformazioni chimiche e le leggi che le governano.

3 Nell antichità la chimica pratica si era sviluppata fin dal 3000 a.c. tra i Sumeri, Babilonesi ed Egizi che erano tecnologi capaci di estrarre metalli dai minerali e succhi vegetali da usare come coloranti o medicamenti. Il termine chimica deriverebbe da kham, terra degli egizi e pertanto khemeia significherebbe tecnologia egizia, secondo altri da khumos, succo di pianta, e quindi l arte di estrarre i succhi vegetali.

4 Nella civiltà greca Nel VI sec a.c. si comincia a meditare sul significato e sulle cause e con i filosofi greci prende avvio la teoria che si affianca all arte pratica. Talete a.c. defini sce l acqua l origine di tutto Anassimene a.c. l aria, Eraclito a.c. il fuoco, Empedocle a.c. definisce 4 elementi: terra, acqua, aria, fuoco Aristotele a.c. li integra con i 4 attributi fondamentali della materia : caldo-freddo e seccoumido e questo concetto dura fino al XVII sec. con carattere dogmatico.

5 Periodo Alchimistico Nel IV e V sec presso Bizantini e Arabi si diffuse l alchimia = dall arabo al e dal greco Khymiya = fondere, saldare Era una pratica pseudoscientifica di carattere magico che nel medioevo si occupava della ricerca dell elisir di lunga vita e della pietra filosofale. Anche se fallì il suo scopo, permise di conoscere le proprietà di molte sostanze e il loro comportamento chimico

6 Gli alchimisti Furono i primi a rappresentare con simboli fantasiosi gli elementi conosciuti per scrivere le reazioni in modo sintetico e non accessibile ai profani. I nomi e i simboli assegnati alle sostanze ne ricordavano le proprietà o l origine: per es. l acido formico perché estratto dalle formiche.

7 Il periodo alchimistico si chiude nel XVII sec con Boyle che pone le prime basi scientifiche della chimica riprende la teoria degli atomisti greci e afferma la composizione corpuscolare della materia introduce il concetto di elemento chimico e di reazione chimica e pone nella ricerca della composizione delle sostanze il fine ultimo della chimica.

8 Periodo del Flogisto Il tedesco G.E.Stahl nel 1715 ipotizzò che esistesse un fluido chiamato flogisto contenuto nei metalli. Quando un pezzo di rame veniva scaldato all aria diventava più pesante perchè perdeva il flogisto, che lo rendeva più leggero, per cui la perdita del flogisto dava luogo alla creazione di materia dal nulla. La teoria del flogisto perse ogni significato solo con A.L. Lavoisier ( ) : essa rappresentò comunque la prima teoria chimica e collegò i due processi che oggi diciamo di ossido-riduzione.

9 Il periodo anti-flogisto Lavoisier provò che le calci erano i prodotti dei metalli con l ossigeno. Arroventando il rame dentro un pallone con aria chiuso ermeticamente dimostrò che la massa complessiva resta immutata sia prima che dopo il riscaldamento e che il rame acquista ciò che viene perso dall aria. E considerato il padre della chimica moderna Nel 1789 con La legge di conservazione della massa rivoluziona il pensiero perché dimostra che la materia non si crea né si distrugge e ciò vale sia per i viventi che per i corpi inanimati, offrendo una prima spiegazione unitaria di fenomeni che per secoli ubbidivano a leggi diverse.

10 La Chimica Moderna nel 1787 Lavoisier identificò 33 elementi nel 1818 Berzelius identificò 50 elementi Nel 1830 si conoscevano 55 elementi chimici Nel 1868 Mendeleev ( ) elaborò il primo sistema periodico degli elementi a 8 colonne che ha dato vita all attuale TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI

11 Le prime basi sistematiche nel 1801 La legge delle proporzioni definite di Proust nel 1803 La legge delle proporzioni definite di Dalton e nel 1808 la Teoria Atomica ipotizzò il primo modello particellare della materia discontinua e formata da particelle infinitamente piccole : gli atomi nel 1859 nel congresso di Karlsruhe la Teoria atomico-molecolare di Cannizzaro e Avogadro introduce il concetto di molecola

12 Ma alcune proprietà della materia contraddicevano che l atomo fosse indivisibile: i fenomeni di elettrizzazione l esistenza di cariche elettriche nelle soluzioni attraversate dalla corrente elettrica nel 1896 la scoperta della radioattività spontanea

13 La scoperta delle particelle subatomiche Nel 1886 E. Goldstein scopre i protoni Nel 1897 J.J. Thomson scopre gli elettroni Nel 1932 J.Chadwick scopre i neutroni

14 I modelli atomici 1904 modello di Thomson a panettone (atomo pieno di materia) 1911 modello di Rutherford planetario (formato prevalentemente da spazio vuoto) Nel 1900 Max Planck elaborò la Teoria dei quanti di energia Nel 1905 Einstein dimostrò la duplice natura della luce Nel 1913 modello quantistico di Borh a livelli con E quantizzata Nel 1924 Teoria ondulatoria di De Broglie Nel 1927 principio di indeterminazione di Heisenberg

15 Nel 1925 Schrodinger descrive il comportamento ondulatorio dell elettrone che diventa così un onda di probabilità Modello a Orbitali

16 L atomo oggi 1961 Murray Gell-Mann ha ipotizzato i quark. Il Modello Standard MS è la teoria secondo cui tutte le particelle che compongono l universo appartengono alle 2 categorie adroni( neutroni, protoni e mesoni costituiti da quark) e leptoni (elettroni, neutrini, muone, particelle tau ) la materia ordinaria è formata da leptoni e quark della 1 generazione: quark up e down, elettrone e neutrino elettronico Le particelle elementari sono solo i 6 leptoni ( e le 6 antiparticelle) e i 6 quark ( e i 6 antiquark).

17 Il Bosone di Higgs Secondo il M S il bosone di Higgs sarebbe il responsabile della massa gravitazionale dei corpi. Tutte le particelle con massa subiscono forze di attrazione reciproca perché si scambiano una particella, detta bosone di gauge. Il bosone di Higgs è la particella che si scambiano i bosoni di gauge per originare la propria stessa massa: è chiamato particella di Dio perché trasferirebbe energia dal vuoto conferendo massa alle particelle elementari. Previsto a livello teorico nel 1964 dal fisico Peter Higgs, la prima rilevazione sperimentale è stata trovata al Cern di Ginevra nel La conferma definitiva, dall analisi di tutti i risultati sperimentali, si è avuta a marzo 2013 e ha consentito di attribuire il premio Nobel a Higgs