Concetti Chiave
- La Terra è l'unico pianeta del Sistema Solare con acqua in tutti e tre gli stati: solido, liquido e gassoso, essenziale per la vita.
- L'acqua è composta da idrogeno e ossigeno e varia nel contenuto di sali minerali, influenzando la biodiversità.
- La tavola periodica organizza gli elementi in base ai livelli energetici e al numero di neutroni, con elettroni di valenza cruciali per i legami chimici.
- Le molecole, unite da legami covalenti, possono essere polari o apolari, influenzando le loro proprietà chimiche e fisiche.
- La polarità dell'acqua deriva dalla sua forma angolare e dalla differenza di elettronegatività tra ossigeno e idrogeno, che genera forze attrattive significative.
La Terra e l'acqua
Sebbene alcuni satelliti di Giove e Saturno siano ricoperti di ghiaccio, la Terra è l’unico pianeta del Sistema Solare ad essere ricoperto di acqua in tutti e tre gli stati. Sul nostro pianeta ovunque ci sia acqua allo stato liquido è presente vita e spesso la biodiversità è proporzionale alla disposizione di quest’ultima. L’acqua liquida può essere dolce(povera di sali minerali) o salata, e compone tutti i viventi in quantità che variano dal 6% al 95%. Essa è formata da due elementi chimici, l’idrogeno e l’ossigeno, ordinati nella tavola periodica in base al numero atomico(protoni nel nucleo) e assieme ad altri 116 elementi, di cui 89 naturali.
Struttura atomica e tavola periodica
Quando il numero di protoni e di elettroni è lo stesso, l’atomo viene definito neutro, in caso contrario, ione. A partire dall’800’ gli studiosi hanno cominciato ad analizzare gli atomi e secondo il modello di Bohr l’elettrone descrive un’orbita circolare attorno al nucleo; esso possiede inoltre una propria carica energetica quando ruota attorno al nucleo, chiamata livello energetico dell’orbita.
Sulla tavola periodica, un periodo ospita gli elementi con lo stesso livello energetico, mentre un gruppo lo stesso numero di neutroni. Gli elettroni del livello energetico più esterno prendono il nome di elettroni di valenza e gli elementi possiedono tanti elettroni di valenza quanto il numero del gruppo di appartenenza(H, gruppo 1, 1 elett.). Essi servono per creare legami chimici al fine di riempire il livello energetico più esterno chiamato guscio.
Legami chimici e molecole
Una molecola è un insieme di atomi tenuti insieme da un legame covalente che mette in comune gli elettroni di entrambi al fine di raggiungere la stabilità. Esistono molecole formate da uno stesso elemento chimico e in questo caso gli elettroni coinvolti sono equidistanti dai due nuclei poiché possiedono la stessa elettronegatività(tendenza ad attrarre elettroni). Il legame tra due elementi con elettronegatività simile si dice apolare o covalente puro. In caso di legame tra elementi diversi gli elettroni non vengono condivisi equamente. Nell’acqua, il più elettronegativo è l’ossigeno, il quale assume una particolare carica negativa, δ⁻, mentre l’ossigeno carica positiva δ⁺. Si viene così a formare un legame covalente polare.
In alcuni casi i legami polari causano la polarità dell’intera molecola: ciò dipende dalla forma della molecola e nel caso dell’acqua viene formato un angolo in cui l’ossigeno è al vertice e gli idrogeno alle due estremità. Questa disposizione fa sì che le forze attrattive non si annullino. Molte proprietà dell’acqua derivano dalla sua natura polare.
Domande da interrogazione
- Perché la Terra è unica nel Sistema Solare riguardo all'acqua?
- Qual è la composizione chimica dell'acqua?
- Come si definisce un atomo neutro e quali sono le sue caratteristiche?
- Cosa caratterizza i legami covalenti e come si applicano all'acqua?
La Terra è l'unico pianeta del Sistema Solare ad essere ricoperto di acqua in tutti e tre gli stati (liquido, solido e gassoso), e ovunque ci sia acqua liquida è presente vita, con una biodiversità spesso proporzionale alla disponibilità di quest'acqua.
L'acqua è composta da due elementi chimici, l'idrogeno e l'ossigeno, e contiene anche altri 116 elementi, di cui 89 naturali, con una percentuale di acqua nei viventi che varia dal 6% al 95%.
Un atomo è definito neutro quando il numero di protoni e di elettroni è lo stesso; in caso contrario, si parla di ione. Secondo il modello di Bohr, gli elettroni orbitano attorno al nucleo in orbite circolari e possiedono un livello energetico.
I legami covalenti uniscono atomi condividendo elettroni per raggiungere stabilità. Nell'acqua, il legame covalente è polare, con l'ossigeno che ha una carica negativa e gli idrogeni una carica positiva, creando una molecola con polarità che influisce sulle sue proprietà.
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