LE SOSTANZE - ELEMENTI E COMPOSTI

1. LE SOSTANZE PURE

Una sostanza pura è costituita da un campione di materia che non può essere separato in sostanze più semplici attraverso trasformazioni fisiche. Una sostanza pura ha la caratteristica di avere:

una composizione definita e costante

proprietà fisiche e chimiche definite e costanti, indipendentemente dal modo in cui essa è stata ottenuta.

PROPRIETÀ FISICHE

Le proprietà fisiche di una sostanza sono caratteristiche che possono essere osservate senza modificare la sua identità chimica. Sono stato fisico, colore, odore, densità, punto di fusione e punto di ebollizione.

Le trasformazioni fisiche sono quelle in cui le sostanze cambiano le loro proprietà fisiche, mentre la loro composizione chimica rimane costante. Alcuni esempi sono:

ebollizione dell'acqua

fusione del ghiaccio

sublimazione dello iodio

PROPRIETÀ CHIMICHE

Le proprietà chimiche di una sostanza sono fondamentalmente quelle relative alla sua capacità di dar luogo a reazioni chimiche (durante le quali si trasforma in una o più sostanze differenti)

procedimento nel corso del quale una o più sostanze modificano la loro composizione chimica tramutandosi in una o più sostanze differenti.

Alcuni esempi di reazioni chimiche sono:

combustione del carbone o del metano

corrosione del marmo col limone

formazione di ruggine

Scaldiamo una provetta contenente una piccola quantità di ossido di mercurio.

Si osserva che non si ha la fusione del solido, ma lo sviluppo di un gas e la formazione di goccioline dall'aspetto metallico sulle pareti fredde della provetta

L'ossido di mercurio si è decomposto in nuove sostanze: l'ossigeno e il mercurio. Questa reazione chimica si chiama DECOMPOSIZIONE TERMICA e si rappresenta nel seguente modo:

CALORE

OSSIDO DI MERCURIO  = = > ossigeno + mercurio

I prodotti della reazione non si possono ulteriormente decomporre e sono quindi corpi semplici o elementi

Questo apparecchio si chiama

voltametro. Nel recipiente

sono immersi due elettrodi

(bacchette di carbone) che si

collegano con una sorgente di

corrente continua. Il voltame-

tro consente di decomporre

l'acqua nei suoi costituenti,

idrogeno e ossigeno gassosi

attraverso l'azione della cor-

rente elettrica: questo proce-

dimento si chiama

ELETTROLISI

energia elettrica

ACQUA = = = = > idrogeno + ossigeno

Da queste due esperienze possiamo concludere che le sostanze pubbliche si possono dividere in due gruppi:

Composti = sostanze pure che, sottoposte a particolari trattamenti chimici, si possono decomporre in due o più sostanze più semplici.

Elemento = sostanze pure che non possono essere decomposte in sostanze più semplici, qualunque sia il trattamento chimico a cui vengano sottoposte.

Gli elementi chimici non sono ugualmente distribuiti in natura

CROSTA TERRESTRE  CORPO UMANO

Per il momento sono noti 109 elementi chimici.

Nove di essi (rame, oro, argento, mercurio, piombo, ferro stagno, zolfo e carbonio) erano conosciuti fin dai tempi più antichi perché si trovavano allo stato libero o nativo in natura o perché si potevano estrarre facilmente dai loro minerali.

Una serie di altri elementi non presenti in natura, è stata ottenuta nel corso di reazioni di fissioni nucleare o di esperimenti condotti in acceleratori di particelle che permettono di trasformare un elemento chimico in un altro di natura differente => elementi artificiali

I nomi degli elementi chimici hanno varia origine:

derivano dai nomi latini o greci (bromo e cloro) che ne descrivono una proprietà dell'elemento

derivano da un nome geografico (americio, polonio, californio)

dai nomi degli scienziati che li hanno scoperti (einstenio, fermio)

Fin dai tempi degli alchimisti si rappresentavano gli elementi tramite dei simboli. Grazie al grande chimico svedese J.J. Berzelius è stato introdotto l'attuale sistema di simboli basati sull'uso delle lettere dell'alfabeto. I simboli possono essere formati da

una sola lettera (l'iniziale del nome)

due lettere che possono essere le prime due del nome

due lettere che possono essere la prima e un'altra lettera del nome

lettere che si rifanno al nome latino

Gli elementi chimici possono essere classificati in:

metalli, che vengono largamente utilizzati, e che ci sono particolarmente familiari

non metalli, che hanno notevoli applicazioni in molti settori che interessano la nostra vita quotidiana

semimetalli, che sono adatti ad applicazioni nel campo della microelettronica.

presentano proprietà intermedie tra quelle dei metalli e quelle dei non metalli.

tra essi configura il boro, il silicio, l'arsenico, il germanio, il tellurio

sono tutti solidi

presentano caratteristiche da semiconduttori

LA TAVOLA PERIODICA

I metalli, i non metalli e i semimetalli sono raggruppati in determinate zone della tavola periodica.

Metalli = parte sinistra e centrale

Non metalli = parte destra

I semimetalli = tra le due fasce precedenti

Un atomo è la più piccola particella esistente di un elemento che ne conserva tutte le caratteristiche

gli elementi sono costituiti da atomi

non sono indivisibili, ma sono costituiti da particelle ancora più piccole, le particelle subatomiche

non conservano le proprietà degli elementi

Una particella formata dall'unione di più atomi forma una molecola. Le molecole possono essere formate da:

due o più atomi identici = rappresentano le particelle di un elemento

atomi di elementi differenti = rappresentano le particelle più piccole di un composto

Le forze che tengono uniti gli atomi di una molecola sono dette legami chimici

I composti vengono rappresentati in modo abbreviato attraverso le loro formule. Una formula chimica evidenzia:

gli elementi che formano un composto

il rapporto numerico in cui i loro atomi sono combinati nella molecola

CARATTERISTICHE (pag. 60)

Nella formula di un composto si rappresentano i simboli di TUTTI gli elementi in esso presenti

Il simbolo di un elemento indica che la formula contiene solo un atomo di quell'elemento

Se sono presenti più atomi di un certo elemento il numero atomico viene indicato con un numero (indice) scritto in basso a destra di quell'elemento

Se nella formula è presente più di una volta un gruppo di atomi, questo viene racchiuso tra parentesi e a destra si scrive l'indice

Una miscela è un sistema che contiene sempre due o più sostanze che possono essere presenti in quantità variabile.