Materia - Caratteristiche (2)

La materia e le sue caratteristiche

Possiamo definire “materia” tutto quello che possiede una massa e occupa un volume,più precisamente, una porzione delimitata di materia è detto sistema.
Se osserviamo dell’acqua minerale, notiamo due particolari caratteristiche, la prima è la fluidità e trasparenza dell’acqua, l’altra è la sua effervescenza.
In questo caso si dice che il sistema è costituito da due fasi, poichè possiede due proprietà intensive diverse.
Il sistema si dice quindi fisicamente eterogeneo, poichè costituito da più fasi.

Se osserviamo invece l’acqua naturale,noteremo un aspetto uniforme proprio perchè è costituito da una sola fase,il sistema si dice fisicamente omogeneo.

Se un sistema presenta proprietà chimiche ben definite (come acqua,bronzo ecc…) verrà definito “puro” poichè costituito da una sola sostanza, se costituito da più sostanze verrà chiamato miscuglio o soluzione.
Le sostanze non sono altro che un insieme di atomi che compongono le qualità chimico-fisiche della sostanza stessa.
Si parla di sostanza semplice se costituiti da un solo tipo di atomo (es: O3), si definisce sostanza composta se costituita da più tipi di atomi (es:NaCl).
Se un sistema è composto da una sola sostanza sarà chimicamente omogeneo,altrimenti sarà definito miscuglio o soluzione.
è definita “soluzione o miscuglio omogeneo” quando l’insieme delle sostanze si mescolano e non si riescono più a distinguerle l’una dall’altra,rendendo il sistema omogeneo in ogni sua parte, è possibile dividere le due sostanze solamente sfruttando il loro diverso stato di aggregazione o solubilità.
Una soluzione è composta da una sostanza presente in maggior quantità,prende il nome di solvente, ed una in minore quantità detta soluto.
Se si fa un eccessiva aggiunta del soluto rimarrà sul fondo indisciolto,la soluzione in questo caso è detta satura.
Si dice “miscuglio eterogeneo” quando le sostanze che lo compongono sono ben distinguibili,si dice che il sistema è fisicamente distinguibile e chimicamente definito.

Colloidi e sospensioni

Abbiamo un altro tipo di sistema intermedio tra le soluzioni e i miscugli eterogenei,i colloidi.
I colloidi presentano due fasi: una con particelle disperse e un’altra fase continua, inoltre presentano proprietà meccaniche,elettriche e ottiche particolari, è un colloide solo se le particelle disperse hanno una dimensione compresa tra i 10-6 e i 10-9m.
Abbiamo detto che possiamo trovare fasi disperse in fasi continue, vediamo le tipologie di colloidi più importanti:
Aerosol liquido: Costituito da una fase liquida dispersa e una gassosa continua (esempio:nebbia).
Aerosol solido: Costituito da una fase solida dispersa e una gassosa continua (esempio:fumo).
Spugna:Costituito da una fase gassosa dispersa in una fase solida continua.
Schiuma: Costituito da una fase gassosa dispersa in una fase liquida continua.
Emulsione: Costituito da una fase liquida dispersa in un’altra liquida continua (esempio: latte o maionese).
Sol: Costituito da una fase solida dispersa in una liquida continua,a differenza del gel può essere versato come un liquido.
Gel: Aumentando la concentrazione di solido in un Sol il colloide passa allo stato Gel, a questo punto il colloide non può essere versato più come un liquido ma diventa gelatina,facendo diventare la fase liquida quella dispersa e quella solida fase continua.

Se le particelle disperse sono superiori a 1000nm (nanometri) il miscuglio viene chiamato sospensione,rimane tale finchè le particelle disperse permangono in uno stato di agitazione sedimentate sui fondi per effetto della gravità,se viene persa questa agitazione,a differenza dei colloidi, perdono lo stato di “sospensione” (esempio: leghe metalliche).

Gli elementi e la Tavola periodica

Vengono definiti elementi tutte quelle sostanze che,attraverso gli ordinari mezzi chimici e fisici, non possono essere scomposti in sostanze più semplici (atomi).
Sono presenti 118 elementi,di cui solo 89 sono presenti in natura, i restanti sono stati scoperti dall’uomo in seguito a reazioni nucleari o ricerche sull’energia nucleare.
Essi sono stati trascritti sulla cosiddetta “Tavola periodica”, gli elementi sono rappresentati sotto forma di Simboli (es: H,Na,O,C),i quali sono costituiti da una a due lettere,la prima maiuscola e la seconda minuscola.
Troviamo quattro tipi di elementi: Metalli,semimetalli,non metalli e gas nobili.
Sono definiti composti tutte quelle sostanze formate da più sostanze pure (elementi).
Risultano essere scomponibili in sostanze più semplici e hanno la peculiarità di avere una composizione costante e ben definita.
Ritornando all’acqua,per esempio, in ogni sua parte troveremo un costante numero di elementi idrogeno e ossigeno (H2O).
Proprio in riferimento a ciò,possiamo capire cos’è una molecola.
Prendiamo per esempio il composto H6O3 presenterà le stesse caratteristiche di H2O,quindi H6O3 è un composto e H2O la sua molecola.
Quindi: possiamo definire molecola quel gruppo di atomi che se ripetuti più volte nel composto,presenteranno le stesse proprietà chimiche,.
Possiamo avere anche molecole diatomiche, ovvero quelle molecole composte da due o più atomi identici fra loro (es: O3).
Sia le molecole normali che quelle diatomiche hanno carica neutra a differenza degli Ioni , i quali sono formati da uno o più atomi con una o più cariche positive o/e negative. Le sostanze composte da questi ultimi si dicono “composti ionici”, un esempio è per esempio il cloruro di sodio (NaCl), il sale da cucina.

NB: i composti ionici sono tutti solidi a temperatura ambiente.

Le formule chimiche

Per indicare il tipo e il numero di atomi presenti in una sostanza viene usata la formula bruta/grezza, per esempio:
H4Na3O
Scrivere O3 oppure 3O non equivale a scrivere la stessa cosa, infatti la prima indica che gli atomi di ossigeno sono del legati fra loro,per esempio:
O-O-O-H-H-H-H-Na
La seconda (3O) indica che i 3 atomi di ossigeno sono del tutto indipendenti,per esempio:
O-H-H-H-O-Na-O.
Possiamo scrivere anche così:
Ca(NO3)2
Questa forma indica che NO3 deve essere ripetuto due volte, avremo quindi 1 atomo di calcio(Ca),2 di azoto(N) e 6 di ossigeno(O).