Nozioni elementari di chimica
La chimica è una scienza che studia la composizione, la struttura, le proprietà e le trasformazioni della materia. In questa guida vi illustriamo le nozioni basi di chimica
Indice
Introduzione
La chimica è una scienza alquanto complessa che si occupa di studiare la composizione, le proprietà, i comportamenti e i modi di reagire della materia. Esistono varie branche che compongono quest'affascinante materia e si specializzano in diversi campi.
In altre parole, la chimica generale studia le leggi regolanti ogni principale fenomeno chimico. Troviamo poi due categorie, ovvero la chimica inorganica e organica. La prima si dedica allo studio degli elementi e dei loro composti, mentre la seconda analizza la maggior parte dei composti (come quelli del carbonio).
Stati della materia
Disposizione casuale delle particelle
In un solido, le particelle (atomi e molecole) presentano una struttura regolare e possono muoversi soltanto attorno alla loro posizione. Questo motiverebbe la rigidità ed il volume fisso.
Nei liquidi troviamo una disposizione casuale delle particelle. In un gas, gli atomi e le molecole appaiono molto lontani fra loro e si muovono velocemente. Più elevata sarà la temperatura e tanto più rapido sarà il movimento delle particelle.
L'energia di moto (detta anche energia cinetica) si oppone alle forze di attrazione delle molecole. Quando aumenta la temperatura, si assiste ai passaggi di stato che potrete scoprire continuando la lettura.
Processo di vaporizzazione
Se patisce un'innalzamento di temperatura molto forte un solido può trasformarsi in liquido mediante la fusione. Qualora il calore si dovesse ancora incrementare, il liquido potrà subire un processo di vaporizzazione e passare allo stato gassoso.
È importante precisare che un passaggio di stato può verificarsi anche in caso di riduzione termica. Se la temperatura precipita, il gas può riconvertirsi in liquido tramite liquefazione o condensazione. Per giungere allo stato solido, il liquido patisce un processo di solidificazione: un esempio è il vapore che diventa dapprima acqua e poi ghiaccio.
Esistono comunque altri due passaggi di stato. Quando un solido passa direttamente allo stato gassoso, avremo la sublimazione. Il passaggio inverso si chiama invece brinamento.
Carica elettrica
La materia ha una struttura molecolare, per cui le sostanze risultano formate dalle molecole (piccola massa). Quest'ultime sono composte dagli atomi e quando ne sono presenti almeno due non uguali tra loro si potrà parlare di composto.
L'atomo deriva dal greco "àtomos" (indivisibile) e risulta costituito dai protoni, dai neutroni e dagli elettroni. In questi elementi troviamo la massa, che si manifesta con l'inerzia e la forza gravitazionale.
Quest'ultima (sempre positiva) risulta posseduta da tutte e tre le particelle. La carica elettrica (negativa o positiva), invece, si manifesta con la forza elettrica e si trova soltanto nei protoni e negli elettroni. I neutroni, come si può immaginare già dal nome, sono delle particelle neutre.
Regola dell'ottetto
In ogni processo chimico, la massa totale dei corpi che partecipano alla reazione resta invariata (legge della conservazione della massa) e così anche la somma algebrica delle cariche (legge di conservazione della carica).
Gli atomi tendono ad avere gli orbitali con 8 elettroni. Per soddisfare la regola dell'ottetto, questi elementi tendono ad acquisire o cedere gli elettroni. Gli atomi sono raggruppabili nella tavola periodica in tre categorie.
Gli elementi metallici che cedono gli elettroni, gli elementi non metallici che li acquistano e i gas nobili che tendono a non reagire. Gli elettroni di valenza sono quelli coinvolti nel legame, mentre gli elettroni interni non lo sono.
Legame di coordinazione
Dei legami chimici dovete conoscere quello covalente, il quale consiste nella sovrapposizione di due orbitali appartenenti a due atomi, ognuno dei quali mette in condivisione un elettrone di valenza.
Il legame di coordinazione (o dativo) è uno speciale legame covalente dove entrambi gli elettroni messi in condivisione provengono da soltanto uno dei due atomi. Il legame ionico ha delle caratteristiche elettriche.
Conosciuti i legami chimici di tipo forte, dovrete concentrarvi su quelli secondari (o deboli). Precisamente di dipolo-dipolo, ione-dipolo e legame idrogeno.