Chimica Generale ed Inorganica

CHIMICA GENERALE ED INORGANICA

Atomi e molecole

Il metodo scientifico

La classificazione della materia

Trasformazioni fisiche e chimiche, proprietà fisiche e

chimiche

Energia

Le unità di misura, Sistema Internazionale (SI)

Precisione ed accuratezza

LA MATERIA, LE MISURE E LA RISOLUZIONE DEI PROBLEMI

Atomi e molecole

particelle submicroscopiche

Gli atomi sono che costituiscono i mattoni

fondamentali della materia; per lo più essi si trovano all’interno delle molecole

specifico arrangiamento geometrico.

in uno

Il modo in cui specifici atomi si legano per formare una molecola, lungo una

linea retta, ad un certo angolo, ad anello o in altro modo, così come il tipo di

atomi presenti in una molecola, determinano tutte le caratteristiche della

sostanza che quella molecola forma.

Chimica: scienza che cerca di comprendere il comportamento della materia

studiando il comportamento di atomi e molecole.

L’approccio scientifico alla conoscenza: il metodo scientifico

empirica,

La conoscenza scientifica è cioè basata sull’osservazione e sulla

sperimentazione; gli scienziati osservano e fanno esperimenti sul mondo fisico

per conoscerlo. quantitativi

Alcune osservazioni ed esperimenti sono (si misura o quantifica

qualitativi

una grandezza in un processo), alcuni sono (si osserva o descrive

come si verifica un processo).

Le osservazioni spesso portano gli scienziati a formulare un’ipotesi, una

possibile interpretazione o spiegazione delle osservazioni. Una buona ipotesi è

confutabile, nel senso che fa previsioni che possono essere confermate o

respinte da ulteriori osservazioni. Gli scienziati provano le ipotesi mediante

esperimenti, procedure altamente controllate per generare osservazioni

critiche, progettate per mettere alla prova teorie o ipotesi.

In alcuni casi, una serie di osservazioni simili, può portare allo sviluppo di una

legge scientifica, una breve affermazione che riassume le osservazioni

precedenti e prevede quelle future. Le leggi scientifiche descrivono il

comportamento della natura, sono generalizzazioni su ciò che la natura fa, è

più appropriato chiamarle principi.

Una o più ipotesi ben definite possono costituire la base per una teoria

scientifica. Una teoria scientifica è un modello della natura, e cerca di

spiegare non solo cosa fa la natura, ma perché. Pertanto le teorie scientifiche

ben affermate rappresentano i fondamenti della conoscenza scientifica, poiché

prevedono i comportamenti ben oltre le osservazioni o le leggi da cui sono

state sviluppate.

Infine per dimostrare le teorie, l’approccio scientifico ritorna alle osservazioni.

Gli esperimenti confermano le teorie, ma le teorie non possono mai essere

dimostrate definitivamente.

La classificazione della materia

La materia è tutto ciò che possiede una massa ed occupa un volume;

chiamiamo uno specifico tipo di materia sostanza. Si può classificare la

materia a seconda del suo stato (forma fisica) e della sua composizione (i

componenti fondamentali che la costituiscono).

La materia può esistere in tre diversi stati: solido, liquido e gassoso.

Nella materia solida gli atomi o le molecole si impacchettano gli uni vicino agli

altri in posizioni fisse; essi non si spostano né scambiano di posto. Un solido ha

un volume fisso ed una forma rigida. La materia solida può essere cristallina

(atomi e molecole sono organizzati secondo un ordine che si ripete su grandi

distanze) o amorfa (atomi e molecole non hanno un ordine a lungo raggio).

Nella materia liquida, gli atomi e le molecole sono impacchettati strettamente

ma sono liberi di muoversi gli uni rispetto agli altri. I liquidi hanno un volume

fisso ma non una forma costante, assumono la forma del recipiente che li

contiene.

Nella materia allo stato gassoso gli atomi o le molecole hanno molto spazio

tra di loro e sono liberi di muoversi gli uni rispetto agli altri; questo rende i gas

comprimibili. I gas assumono sempre forma e volume del loro contenitore.

Per quanto riguarda la classificazione della materia in base alla sua

composizione occorre operare una prima distinzione tra sostanza pura e

miscela.

Una sostanza pura è formata da un solo componente (singoli atomi o gruppi

di atomi tenuti insieme) e la sua composizione è invariante.

Una miscela invece è una sostanza formata da due o più componenti in

proporzioni che possono variare da un campione all’altro.

Le sostanze pure possono essere a loro volta divise in due tipi: elementi e

composti. Un elemento è una sostanza che, chimicamente, non può essere

divisa in sostanze più semplici. Un composto è una sostanza costituita da due o

più elementi in proporzioni fisse e definite.

Le miscele si possono classificare in due tipi: eterogenee ed omogenee. In

una miscela eterogenea la composizione varia da un punto all’altro del

campione (atomi e molecole si separano). Una miscela omogenea ha la stessa

composizione in tutti i punti (atomi e molecole si mescolano uniformemente).

Le miscele sono separabili perché le diverse componenti hanno proprietà

fisiche o chimiche diverse. Si possono usare varie tecniche che sfruttano

queste differenze ai fini della separazione. DECANTAZIONE, DISTILLAZIONE

(miscele omogenee), FILTRAZIONE.

Trasformazioni fisiche e chimiche e proprietà fisiche e chimiche

Trasformazioni fisiche: alterano solo lo stato o l’apparenza, ma non la

composizione della materia.

Trasformazioni chimiche: alterano la composizione della materia.

Le trasformazioni fisiche e chimiche sono manifestazioni di proprietà fisiche e

chimiche.