Chimica generale

Lezione 1 – Materia e Atomi Cos’è la chimica e cosa studia La chimica è la scienza che studia la composizione, la struttura, le proprietà e le trasformazioni della materia. La materia è tutto ciò che occupa spazio e ha massa. Gli oggetti che vedi, l’aria che respiri, l’acqua, il corpo umano: tutto è fatto di materia. La chimica cerca di capire come la materia si trasforma e perché lo fa, attraverso reazioni chimiche e scambi di energia. Le branche principali della chimica • Chimica generale e inorganica → studia i principi di base e i composti non organici. • Chimica organica → studia i composti del carbonio. • Chimica analitica → identifica e quantifica le sostanze. • Biochimica → studia le reazioni chimiche nei sistemi viventi. • Scienza dei materiali → studia le proprietà dei materiali artificiali e naturali. I tre livelli della chimica 1. Macroscopico → ciò che osserviamo direttamente (reazioni, cambiamenti di stato). 2. Microscopico → spiega ciò che avviene a livello di atomi e molecole. 3. Simbolico → usa formule e simboli per rappresentare i fenomeni (H₂O, NaCl…). Il metodo scientifico Per studiare un fenomeno chimico si usa un metodo rigoroso: 1. Osservazione del fenomeno 2. Analisi dei dati 3. Formulazione di un’ipotesi 4. Sperimentazione 5. Verifica 6. Elaborazione di un modello o teoria Accuratezza, precisione e cifre significative • Accuratezza → quanto una misura è vicina al valore vero. • Precisione → quanto le misure ripetute sono tra loro simili. • Cifre significative → indicano l’affidabilità di una misura (es: 0,00120 ha 3 cifre significative). Durante i calcoli, si mantengono tante cifre significative quanto il numero meno preciso tra i dati usati. Materia ed energia La materia può esistere in tre stati fisici: • Solido, liquido, aeriforme (gas o vapore). Può essere omogenea (una sola fase) o eterogenea (più fasi). Proprietà della materia • Fisiche → osservabili senza cambiare la composizione (colore, densità, punto di fusione). • Chimiche → descrivono come una sostanza reagisce e si trasforma in un’altra (es: combustione). Proprietà: • Intensive → non dipendono dalla quantità (colore, densità, temperatura). • Estensive → dipendono dalla quantità (massa, volume). Misure e grandezze fondamentali (Sistema Internazionale) Grandezza Unità Simbolo Lunghezza metro m Massa chilogrammo kg Tempo secondo s Corrente elettrica ampere A Temperatura kelvin K Quantità di sostanza mole mol Intensità luminosa candela cd Prefissi comuni: kilo (10³), centi (10⁻²), milli (10⁻³), micro (10⁻⁶), nano (10⁻⁹), pico (10⁻¹²). Energia L’energia è la capacità di compiere un lavoro. Il lavoro (L) è lo spostamento di un corpo contro una forza: L=F×s Tipi principali: • Energia cinetica → dovuta al movimento. • Energia potenziale → dovuta alla posizione. • Energia elettromagnetica → trasportata da onde (luce, onde radio, ecc.