Indice. Le misure e le grandezze. Le trasformazioni fisiche della materia. Dalle trasformazioni chimiche alla teoria atomica IN DIGITALE

Transcript

1 Indice Per saperne di più Green Chemistry: la chimica sostenibile XIII Per saperne di più La nomenclatura in un etichetta XV 1 Le misure e le grandezze 1. La chimica: dal macroscopico al microscopico 1 2. Il Sistema Internazionale di unità di misura 2 3. Grandezze estensive e grandezze intensive 5 4. Temperatura e termometri Esiste il valore vero di una misura? Le cifre significative 15 Per saperne di più Errare humanum est: gli errori nella pratica di laboratorio 17 Mappa visuale 18 Esercizi 19 delle competenze Dictionary Vedere le molecole Lab Il ketchup in ascensore L arcobaleno in provetta Come si fa? Misurare il volume di un liquido Usare una bilancia elettronica Misurare la densità di un solido Scegliere la vetreria adatta Misure del volume di un oggetto 2 Le trasformazioni fisiche della materia 1. Gli stati fisici della materia I sistemi omogenei ed eterogenei Le sostanze pure e i miscugli La solubilità La concentrazione delle soluzioni Le concentrazioni percentuali Da uno stato di aggregazione all altro I principali metodi di separazione dei miscugli 34 Mappa visuale 38 Esercizi 39 delle competenze Dictionary Modello molecolare dei passaggi di stato dell acqua I passaggi di stato Le impurezze intorno a noi Le polveri sottili Lab L arcobaleno in provetta Come si fa? Filtrare un miscuglio solido-liquido Ottenere l acqua distillata La preparazione di una soluzione Temperatura e passaggi di stato 3 Dalle trasformazioni chimiche alla teoria atomica 1. Trasformazioni fisiche e chimiche Gli elementi e i composti La nascita della moderna teoria atomica Da Lavoisier a Dalton Il modello atomico di Dalton Le particelle elementari: atomi, molecole e ioni 54 Mappa visuale 58 Esercizi 59 John Dalton La conservazione della massa La preparazione di un composto. La legge di Proust Lab Versare l invisibile Una precipitazione colorata IV

2 4 La teoria cineticomolecolare della materia 1. Energia, lavoro e calore Analisi termica di una sostanza pura La teoria cinetico-molecolare della materia I passaggi di stato spiegati dalla teoria cinetico-molecolare 72 Mappa visuale 76 Esercizi 77 delle Sei pronto per la verifica? 80 Modello molecolare dei passaggi di stato dellõacqua Temperatura e passaggi di stato Lab I palloncini in acqua calda 5 Le leggi dei gas 1. Il gas perfetto e la teoria cinetico-molecolare La pressione dei gas La legge di Boyle o legge isoterma La legge di Charles o legge isobara La legge di Gay-Lussac o legge isocora La legge generale dei gas Le reazioni tra i gas e il principio di Avogadro 94 Mappa visuale 97 Esercizi 98 Le leggi dei gas Amedeo Avogadro Stanislao Cannizzaro Che tempo farˆ? I gas e la meteorologia Le leggi dei gas. Come varia il volume di un gas La misura del volume di un gas Lab La lattina che implode Un circolo ÇvirtuosoÈ 6 La quantità di sostanza in moli 1. La massa atomica e la massa molecolare La mole I gas e il volume molare Formule chimiche e composizione percentuale 116 Mappa visuale 120 Esercizi 121 Sei pronto per la verifica? 126 Amedeo Avogadro Lezione interattiva La mole Le leggi dei gas. Come varia il volume di un gas V

3 7 Le particelle dell atomo 1. La natura elettrica della materia La scoperta delle particelle subatomiche Le particelle fondamentali dell atomo I modelli atomici di Thomson e Rutherford Il numero atomico identifica gli elementi Le trasformazioni del nucleo L energia nucleare 141 Mappa visuale 144 Esercizi 145 La legge di Coulomb Marie Sklodowska Curie 8 La struttura dell atomo 1. La doppia natura della luce La «luce» degli atomi L atomo di idrogeno secondo Bohr L energia di ionizzazione Livelli e sottolivelli di energia in un atomo La configurazione elettronica degli elementi L elettrone: particella o onda? L equazione d onda e l orbitale 164 Mappa visuale 169 Esercizi 170 competenze Energia di ionizzazione e livelli energetici La luce delle stelle Niels Bohr Le sostanze che colorano la fiamma 9 Il sistema periodico 1. Verso il sistema periodico La moderna tavola periodica Le conseguenze della struttura a strati dell atomo Le principali famiglie chimiche Proprietà atomiche e andamenti periodici Proprietà chimiche e andamenti periodici 191 Mappa visuale 194 Esercizi 195 Sei pronto per la verifica? 198 La tavola periodica Energia di ionizzazione e livelli energetici Raccontare la chimica Dmitrij Ivanovič Mendeleev Gilbert N. Lewis Linus Pauling La chimica dello smartphone VI

4 10 I legami chimici 1. Perché due atomi si legano? Il legame ionico I composti ionici Il legame metallico I solidi metallici Il legame covalente La scala dell elettronegatività e i legami I solidi reticolari La tavola periodica e i legami tra gli elementi 215 Mappa visuale 216 Esercizi 217 delle Il legame ionico e il legame metallico Il legame covalente La conducibilitˆ in un acquario Gilbert N. Lewis 11 La forma delle molecole e le forze intermolecolari 1. La forma delle molecole La teoria VSEPR Molecole polari e non polari Le forze intermolecolari Solidi covalenti molecolari Legami a confronto Le proprietà intensive dello stato liquido 237 Mappa visuale 240 Esercizi 241 Il comportamento delle sostanze in presenza di forze elettriche 12 Classificazione e nomenclatura dei composti 1. I nomi delle sostanze La valenza e il numero di ossidazione Scrivere le formule più semplici La nomenclatura chimica La nomenclatura dei composti binari senza ossigeno La nomenclatura dei composti binari dell ossigeno Gli idrossidi Gli ossiacidi I sali ternari 262 Mappa visuale 267 Esercizi 268 Sei pronto per la verifica? 272 Dal nomenclator latino alla IUPAC Antoine Lavoisier Mappe Nomenclatura tradizionale di ossidi e anidridi Nomenclatura degli ossiacidi Nomenclatura dei sali binari e ternari Schede Per saperne di più DallÕamianto allõedilizia green La nomenclatura in unõetichetta lezione Assegnare i numeri di ossidazione VII

5 13 Le proprietà delle soluzioni 1. Perché le sostanze si sciolgono? Le soluzioni elettrolitiche e il ph La solubilità La concentrazione delle soluzioni Le proprietà colligative 287 Mappa visuale 291 Esercizi 292 competenze Investiga e rifletti Dictionary Dissociazione ionica, dissoluzione molecolare e reazione di ionizzazione Dissoluzione e concentrazione di una soluzione COP21 e trasporto green: quanta CO 2 stiamo risparmiando? La preparazione di una soluzione Come si fa? Valutare il ph di una soluzione Lab La lacrima di ghiaccio Le bolle nell olio L arcobaleno in provetta lezione Preparare, usare e diluire una soluzione con una data concentrazione VIII 14 Le reazioni chimiche 15 La termodinamica 1. Le equazioni di reazione Come bilanciare le reazioni I vari tipi di reazione Le reazioni di sintesi Le reazioni di decomposizione Le reazioni di scambio semplice o di spostamento Le reazioni di doppio scambio I calcoli stechiometrici Reagente limitante e reagente in eccesso La resa di reazione 317 Mappa visuale 318 Esercizi Le reazioni scambiano energia con l ambiente Trasformazioni esotermiche e trasformazioni endotermiche La combustione produce calore Le funzioni di stato Il primo principio della termodinamica Il calore di reazione e l entalpia L entropia: il «disordine» di un sistema L energia libera: il motore delle reazioni chimiche 340 Mappa visuale 342 Esercizi 343 delle competenze Bilanciamento di un equazione chimica Green Chemistry: la chimica sostenibile Lab Una «combustione» senza ossigeno Versare l invisibile lezioni Bilanciare le equazioni chimiche (non redox) Determinare il reagente limitante e la resa di una reazione Il reagente limitante. Quando si ferma una reazione? Come si fa? Manipolare i reagenti chimici Entropia del sistema ed entropia dell Universo La termodinamica nell industria: Seveso e Bhopal Reazioni esotermiche e reazioni endotermiche

6 Cinetica ed equilibrio Acidi e basi si scambiano protoni Le ossidoriduzioni e l elettrochimica 1. Ottimizzare una reazione: la sintesi dell ammoniaca Che cos è la velocità di reazione I fattori che influiscono sulla velocità di reazione L energia di attivazione: la teoria degli urti e la teoria dello stato di transizione L equilibrio chimico La costante di equilibrio Il principio di Le Châtelier 363 Mappa visuale 369 Esercizi 370 Sei pronto per la verifica? Le teorie sugli acidi e sulle basi La teoria di Arrhenius La teoria di Brønsted e Lowry La teoria di Lewis La ionizzazione dell acqua Il ph e la forza degli acidi e delle basi Come calcolare il ph di soluzioni acide e basiche La neutralizzazione: una reazione tra acidi e basi L idrolisi: anche i sali fanno cambiare il ph 396 Mappa visuale 399 Esercizi 400 competenze Dictionary 1. La chimica dell elettricità Ossidazione e riduzione: che cosa sono e come si riconoscono Come si bilanciano le reazioni di ossido-riduzione Reazioni redox spontanee e non spontanee Le pile La scala dei potenziali standard di riduzione La corrosione L elettrolisi e la cella elettrolitica 421 Mappa visuale 426 Esercizi 427 competenze Dictionary Sei pronto per la verifica? 432 Lo stato di equilibrio La catalisi nell industria Le reazioni oscillanti Gli enzimi per il restauro green La velocità con cui si trasformano le sostanze lezione Determinare le costanti di equilibrio in fase gassosa Acidi e basi poliprotici Svante August Arrhenius Gilbert N. Lewis Estraiamo un indicatore dal cavolo rosso Il riconoscimento di acidi e basi La titolazione acido-base lezione Calcolare il ph di una soluzione La ruggine della Torre Eiffel Le pile in commercio Michael Faraday Schede Per saperne di più Quando l ossigeno fa la differenza Gli accumulatori al litio per l energia sostenibile Le reazioni di ossido-riduzione Dimmi di che colore sei e ti dirò in che ambiente stai lezioni Identificare le reazioni di ossido-riduzione Scrivere una reazione redox in forma ionica Bilanciare le redox con il metodo delle semireazioni Bilanciare le redox con il metodo del trasferimento degli elettroni IX

7 19 Dal carbonio agli idrocarburi 1. I composti organici Gli idrocarburi saturi: alcani e cicloalcani L isomeria La nomenclatura degli idrocarburi saturi Proprietà fisiche degli idrocarburi saturi Gli idrocarburi insaturi: alcheni e alchini Proprietà chimiche degli idrocarburi alifatici Gli idrocarburi aromatici 450 Mappa visuale 454 Esercizi 455 I colori della natura Isomeria in farmacia Petrolio e processi di raffineria LabOR Alcani e cicloalcani Alcheni 20 Dai gruppi funzionali ai polimeri Prova esperta Indice analitico 1. I gruppi funzionali Gli alcoli, i fenoli e gli eteri Le aldeidi e i chetoni Proprietà chimiche del gruppo funzionale ÑOH Gli acidi carbossilici e i loro derivati Gli esteri Le ammine e le ammidi I polimeri di sintesi 473 Mappa visuale 477 Esercizi 478 Sei pronto per la verifica? 480 U1 U4 La fermentazione alcolica Giulio Natta LabOR Alcoli Fenoli Alcoli primari, secondari e terziari Aldeidi e chetoni Distinguere aldeidi e chetoni Acidi carbossilici Esteri Ammine Ammine primarie, secondarie e terziarie 21 Le basi della biochimica 1. Le biomolecole 2. I carboidrati 3. I lipidi 4. Gli amminoacidi, i peptidi e le proteine 5. La struttura delle proteine e la loro attività biologica 6. Gli enzimi: i catalizzatori biologici 7. La chimica degli acidi nucleici X