Concetti Chiave
- La composizione chimica della materia vivente e non vivente è identica, con atomi presenti nella Tavola periodica e soggetti alle stesse leggi fisico-chimiche.
- L’atomo è composto da elettroni, protoni e neutroni, con i protoni e i neutroni che formano il nucleo e gli elettroni che occupano orbitali nello spazio circostante.
- Gli elettroni possiedono una natura corpuscolare e ondulatoria, e secondo il modello di Heisenberg, si concentrano in regioni probabilistiche anziché seguire orbite definite.
- I legami chimici si formano attraverso interazioni tra elettroni esterni, con la formazione di legami covalenti o ionici in base alla differenza di elettronegatività tra atomi.
- La varietà dei composti nell'Universo deriva dalla combinazione degli atomi, e la formazione di legami comporta generalmente un bilancio energetico favorevole con liberazione di energia.
Composizione chimica della materia
La composizione chimica elementare della materia vivente non differisce da quella della materia non vivente. La prima è caratterizzata da un livello di organizzazione più complesso, ma gli atomi che rientrano nella costituzione sia della materia organica sia di quella inorganica sono della stessa natura, sono inclusi nella Tavola periodica degli elementi e obbediscono alle stesse leggi fisico-chimiche.
Struttura dell'atomo
L’atomo è costituito fondamentalmente da elettroni, protoni e neutroni; oggi sono note particelle costitutive più piccole, i quark.
Protoni e neutroni costituiscono il nucleo dell’atomo; gli elettroni occupano invece livelli energetici che si espandono nello spazio intorno al nucleo
Gli elettroni hanno una duplice natura, corpuscolare e ondulatoria e, secondo il modello atomico di W. Heisenberg, essi non percorrono orbite definite ma si addensano in regioni dello spazio, intorno al nucleo, dette orbitali o nubi di probabilità; lì è maggiore la probabilità di individuarne la posizione.
Legami chimici e loro energia
Molti degli elementi indicati nella Tavola periodica, taluni in piccolissime quantità e altri in maniera preponderante, sono indispensabili per la vita.
La grande varietà dei composti nell’Universo è data dalla combinazione degli atomi tra loro.
I legami fra gli atomi sono dovuti a interazioni tra gli elettroni del livello più esterno e generalmente la formazione di un legame comporta un bilancio energetico favorevole, cioè si instaura con liberazione di energia.
Il numero di ossidazione indica il trasferimento degli elettroni nella formazione dei legami. Il legame covalente puro si stabilisce tra gli atomi che hanno la stessa tendenza a cedere o ad acquistare elettroni, mentre il legame covalente polare si instaura fra atomi diversi che presentano affinità elettronica differente. Quando vi è una forte differenza di elettronegatività fra gli atomi che si uniscono in una molecola il legame è definito ionico.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza principale tra la materia vivente e quella non vivente in termini di composizione chimica?
- Qual è la struttura fondamentale di un atomo e quali particelle lo compongono?
- Come si formano i legami chimici e quale ruolo gioca l'energia in questo processo?
La composizione chimica elementare della materia vivente non differisce da quella della materia non vivente; entrambe sono costituite da atomi della stessa natura, ma la materia vivente presenta un livello di organizzazione più complesso (testo).
L'atomo è costituito da elettroni, protoni e neutroni, con i protoni e i neutroni che formano il nucleo, mentre gli elettroni occupano livelli energetici attorno al nucleo (testo).
I legami chimici si formano attraverso interazioni tra gli elettroni del livello più esterno degli atomi, e la loro formazione comporta un bilancio energetico favorevole, con liberazione di energia (testo).
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