Le sostanze chimiche

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1 Le sostanze chimiche

2 Ingredienti base della materia La materia si presenta con diverse forme. Accade perché esistono moltissimi «ingredienti di base» che mescolandosi tra loro danno innumerevoli combinazioni. Gli ingredienti base sono: Le sostanze che costituiscono la materia Una sostanza (o sostanza pura) è un tipo di materia dotata di proprietà specifiche che la distinguono da qualunque altra sostanza

3 Ingredienti base della materia Le sostanze sono un particolare tipo di materia con caratteristiche sue proprie, perché formata da un certo numero di particelle (tomi o molecole). Le sostanze possono trasformarsi cambiano cioè lo stato di aggregazione delle particelle che le compongono Esempio: l acqua formata da atomi di idrogeno e ossigeno passa dallo stato solido a quello liquido (fusione) o dallo stato liquido a quello solido (solidificazione) senza cambiare il tipo di materia Cos è allora che fa cambiare l aspetto fisico della materia ma non la sua natura? Un fenomeno fisico è una trasformazione che non cambia la natura delle sostanze I fenomeni che comportano una trasformazione della materia prendono il nome di fenomeni chimici

4 Dalle trasformazioni fisiche alle trasformazioni chimiche La materia è sottoposta in ogni momento a modificazioni e trasformazioni. I cambiamenti della materia possono essere, per esempio, variazioni dello stato di aggregazione; delle dimensioni; del colore La chimica è quella scienza che si occupa della struttura della materia e le trasformazioni che subisce La fisica si occupa di quei fenomeni che riguardano la materia lasciandone inalterata la struttura

5 Trasformazioni fisiche Le trasformazioni fisiche producono una modificazione fisica della materia e non producono nuove sostanze.

6 Trasformazioni chimiche Le trasformazioni chimiche sono modificazioni che comportano una variazione della composizione chimica delle sostanze con formazione di nuove sostanze.

7 Trasformazioni chimiche Nelle trasformazioni chimiche le sostanze originarie si dicono reagenti, le nuove sostanze prendono il nome di prodotti. reagenti prodotti

8 Reazioni chimiche Una reazione chimica è un processo che porta alla formazione di nuove sostanze, i prodotti, trasformando profondamente le sostanze di partenza, i reagenti. REAGENTI reazione chimica PRODOTTI

9 Trasformazioni chimiche Nelle reazioni chimiche la quantità di materia usata come reagenti è la stessa nei prodotti Legge della conservazione della massa o Legge di Lavoisier (formulata nel 1789 da Antoine-Laurent Lavoisier) In una reazione chimica la massa dei prodotti di reazione è uguale alla massa dei reagenti. Reagente Reagente Prodotto Reagente Reagente Prodotto

10 Trasformazioni chimiche Le trasformazioni chimiche possono presentare alcuni cambiamenti caratteristici formazione di bollicine; variazione di colore; formazione o scomparsa di un solido; liberazione di prodotti gassosi profumati o maleodoranti; riscaldamento o raffreddamento del recipiente in cui avviene la reazione. È solo attraverso l analisi chimica che si determina con certezza se una trasformazione è chimica o fisica.

11 Le sostanze La sostanza che compone la materia è costituita a sua volta da piccolissime particelle che Democrito (già 2400 anni fa) chiamò ATOMI Gli atomi a loro volta si possono attaccare ad altri atomo atomi formando le MOLECOLE

12 L atomo L'atomo, la particella che come un mattone costituisce tutta la materia, non è un corpicciolo semplice. Esso è a sua volta composto da particelle elementari piccolissime: i protoni, i neutroni e gli elettroni. Atomo di Ossigeno Elettrone Neutrone Protone

13 Quando gli atomi si uniscono: La molecola Come si chiamano atomi uniti insieme? Atomi attaccati insieme fanno una molecola. La molecola è la più piccola particella di una sostanza che ne conserva tutte le proprietà 1 atomo di ossigeno + 1 atomo di idrogeno + 1 atomo di idrogeno = 1 molecola d acqua Atomi tutti uguali attaccati insieme MOLECOLA SEMPLICE Atomi diversi attaccati insieme MOLECOLA COMPOSTA

14 Elementi e Composti Osservando gli atomi che compongono una molecola possiamo distinguere tutte le sostanze in due grandi gruppi: Gli Elementi I Composti

15 Elementi e Composti Le sostanze pure formate da componenti più semplici si chiamano composti. Le sostanze che non possono essere trasformate in sostanze più semplici si chiamano elementi. Gli elementi a oggi conosciuti sono sono presenti in natura*; 26 sono stati scoperti**. * più che altro sotto forma di composti e raramente nella forma elementare; ** nel corso di ricerche sull energia atomica oppure con reazioni nucleari.

16 Elementi chimici Gli elementi sono sostanze la cui molecola è costituita da atomi tutti uguali tra loro. L'ossigeno che respiriamo, per esempio, è un elemento, perché la sua molecola è formata da due atomi di ossigeno. Anche il rame è un elemento, perché è costituito da molecole formate ognuna da un atomo di rame. Un elemento chimico è una sostanza che non può essere scomposta in altre sostanze più semplici.

17 Elementi chimici Gli elementi chimici che esistono in natura sono 90 e quindi sono 90 anche i tipi di atomi, uno per elemento. Ad ogni elemento corrisponde un nome ed un simbolo. Le molecole di un elemento possono contenere un solo atomo, come nell elio (simbolo He) Oppure possono contenere più atomi, come il gas ossigeno che è formato da molecole che contengono ognuna due atoni di ossigeno (simbolo O) per cui la sua formula sarà O 2. Anche l azoto (simbolo N) ha formula N 2.

18 Elementi chimici La quantità e la distribuzione degli elementi presenti in natura sono molto diverse.

19 Elementi chimici: la formula chimica La formula chimica di una sostanza è il modo di scrivere di come è fatta una sua molecola ed indica quali atomi contiene e in quale numero

20 Composti I composti sono sostanze la cui molecola è costituita da atomi tra loro diversi. Il sale da cucina (o cloruro di sodio), in cui sono presenti atomi di cloro e atomi di sodio, è appunto un composto, e così l acqua e tante altre. Sono sostanze che si possono scomporre per ottenere sostanze più semplici

21 Composti In ogni molecola d acqua ci sono 2 atomi di idrogeno (simbolo H) e un atomo di ossigeno (simbolo O) CO 2 C O 2 In ogni molecola di anidride carbonica ci sono 2 atomi di ossigeno (simbolo O) e un atomo di carbonio (simbolo C) CH 4 C H H H H In ogni molecola di metano ci sono 4 atomi di idrogeno (simbolo H) e un atomo di carbonio (simbolo C)

22 Struttura dell atomo La parola atomo deriva dal greco e significa indivisibile, ma in realtà l atomo contiene particelle ancora più piccole. Queste sono Gli elettroni e - I protoni p + I neutroni n

23 Caratteristiche delle particelle fondamentali dell atomo I neutroni e protoni hanno massa quasi uguale (massa= quantità di materia che costituisce l elemento stesso) Gli elettroni hanno massa 2000 volte inferiore I neutroni hanno carica elettrica neutra I protoni hanno carica elettrica positiva Gli elettroni hanno carica elettrica negativa Normalmente, in un atomo il numero degli elettroni è uguale al numero dei protoni perciò l atomo risulta neutro (le cariche negative degli elettroni neutralizzano quelle dei protoni se presenti in numero uguale)

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