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Scienza, produzione e immagine pubblica Lo sviluppo ineguale della chimica del 900.

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Presentazione sul tema: "Scienza, produzione e immagine pubblica Lo sviluppo ineguale della chimica del 900."— Transcript della presentazione:

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2 Scienza, produzione e immagine pubblica Lo sviluppo ineguale della chimica del 900

3 Un tempo suddiviso in più tempi è ridicolo ipotecare il tempo e lo è altrettanto immaginare un tempo suddiviso in più tempi. E. Montale, È ridicolo credere 1968

4 Scienza & Società Tre componenti Conoscenza scientifica Produzione materiale Immagine pubblica

5 Prima parte: quasi una cronologia Chimica e fisica dell'atomo, Chimica e chimica-fisica della struttura, Mutazione e travestimento, Chimica della complessità,

6 Seconda parte: quasi una analisi storica Trompe l'œil: struttura vs. reattività, ovvero O/I Quantità e qualità nella produzione industriale L'immagine della chimica: due o tre crisi Osservazioni finali

7 Chimica e fisica dell'atomo Modelli atomici Trasmutazione degli elementi Isotopia Ovviamente cè anche altro altro

8 Chimica e fisica dell'atomo, I modelli atomici e del legame Il modello di ThomsonIl modello di Thomson, 1904 Il modello di Abegg, 1904 Il modello di RutherfordIl modello di Rutherford, 1911 Il modello di BohrIl modello di Bohr, 1913 Il modello di Lewis, 1916: atomo e legamelegame

9 Il modello di Thomson, 1904 Trattazione fisico-matematica Decine di migliaia di corpuscoli Deduzione della periodicità Legame polare Corpuscoli in movimento su orbite circolari

10 Il modello di Rutherford, 1911 Un nucleo con possibili masse minori come satelliti Concepito dopo lacquisizione di una nuova base sperimentale Instabile secondo la fisica classica Si fonda esclusivamente sui dati sperimentali

11 Il modello di Bohr, 1913 Il primo modello quantistico Calcola il raggio dellatomo di idrogeno Calcola la costante di Rydberg Le configurazioni elettroniche sono aggiustate in base alle proprietà chimiche Il legame chimico è dato da un numero variabile di elettroni

12 Un modello assiomatico: regole, non calcoli Un modello statico Il legame chimico è dovuto ad una coppia di elettroni Laccoppiamento degli elettroni giustifica la configurazione tetraedrica dei legami dellatomo di carbonio Il modello di Lewis, 1916 Lelettrone e il legame chimico

13 La biochimica, Nuove funzioni, nuovi oggetti molecolari Enzimi e reattività I messaggeri chimici: gli ormoni In absentia: le vitamine La biochimica del 900 ha origine da tre campi di ricerca in buona parte disgiunti. Per primi sono caratterizzati gli enzimi, come agenti del metabolismo cellulare. Uninterazione complessa all'interno della medicina, fra pratica terapeutica e indagine patologica, porta a definire gli ormoni. Epidemiologia e chimica affrontano gravi patologie e scoprono le vitamine.

14 Chimica e chimica-fisica della struttura Chimica organica fisica Chimica quantistica Chimica macromolecolare Biochimica La chimica fisica e la sua strumentazionechimica fisica

15 Chimica organica fisica R.Robinson, durante una dura polemica con Ingold, descrive gli effetti di mobiltà elettronica 1934 C.K.Ingold pubblica i Principles of an Electronic Theory of Organic Reactions anni 1930 Ingold e Hughes: cinetica e meccanismi di reazione 1940 L.P.Hammett pubblica Physical Organic Chemistry

16 Chimica quantistica

17 R. S. Mulliken, 1931 il fatto che gli elettroni di valenza quasi sempre si presentino a coppie nelle molecole sature sembra, dopo tutto, che non abbia nessuna connessione fondamentale con lesistenza del legame chimico La presunzione di Dirac e di quanti volevano ridurre la chimica alla fisica, o alla chimica-fisica, è rimasta nel regno del wishful thinking. Lautonomia epistemologica della chimica non è dovuta a pretese disciplinariste dei chimici, ma alla complessità del livello ontologico di riferimento, che impone luso di concetti -come quello di struttura- che sono irrimediabilmente indigeribili dalla meccanica quantistica

18 Chimica macromolecolare

19 Biochimica La preparazione dellinsulinapreparazione Un successo terapeutico ed economico Un successo terapeutico ed economico straordinario Il ciclo di Krebs Gli ormoni corticosurrenalici

20 La chimica fisica e la sua strumentazione Strutturistica con i raggi X Le spettroscopie vibrazionali Spettrometria di massa Misure di momenti di dipolo Polarografia

21 Mutazione e travestimento, Cromatografia ed elettroforesi La trasformazione del laboratorio organicolaboratorio organico La biologia molecolare, biochimica travestitabiochimica travestita * * * La chimica quantistica diventa chimica teorica Termodinamica delle strutture dissipative ( caos chimico)

22 Cromatografia ed elettroforesi 1941 Martin e Synge, cromatografia di partizione 1944 Consden, Gordon e Martin, cromatografia su carta elettroforesi su carta 1952 James e Martin, gas-cromatografia 1953 Grabar e Williams, elettroforesi su agar, immuno-elettroforesi 1958 Stahl presenta il Grundausrüstung per la cromatografia su strato sottile La cromatografia su carta e le diverse tecniche di elettroforesi furono applicate alla separazione delle proteine e dei peptidi. I risultati sconvolsero interi settori della biologia: genetica umana genetica delle popolazioni teoria dellevoluzione

23 La trasformazione del laboratorio organico In una generazione, dopo la seconda guerra mondiale, sono stati introdotti strumenti che hanno modificato profondamente i cardini stessi dellaffermazione professionale di un chimico organico. Lanalisi elementare è stata automatizzata. IR, UV, NMR, cromatografie, GC-MS hanno grandemente semplificato il compito di determinare la struttura dei composti. Il chimico organico dimostra la sua eccellenza nellarte della sintesi.

24 La biologia molecolare, mostly biochimica travestita 1950 Chargaff determina nel DNA il rapporto 1.1 fra adenina e timina, e fra guanina e citosina 1955 Sanger determina la sequenza dellinsulina 1957 Ingram individua la causa molecolare dellanemia falciforme 1961 Braunitzer determina la sequenza dellemoglobina 1953 Watson e Crick propongono la struttura a doppia elica del DNA Perutz determina la struttura tridimensionale dellemoglobina Kendrew determina la struttura tridimensionale della mioglobina

25 Verso la chimica della complessità, Chimica supramolecolaresupramolecolare Chimica combinatorialecombinatoriale Chimica computazionale Caos chimico La questione ambientale ****

26 Distruzione dellambiente vs. chimica dellambiente 1962 Rachel Carson, Silent Spring Lagent orange, t sul Vietnam 1976 Lincidente di Seveso t di metilisocianato su Bhopal 1985 Inizia il programma Responsible Care 1985 Il buco dellozono descritto su Nature

27 Difesa dellambiente Legislazione negli Stati Uniti 1965, Water Quality Act 1970, Clean Air Act 1970, Occupational Safety & Health Act 1972, Federal Insecticide Fungicide & Rodenticide Act 1974, Safe Drinking Water Act 1976, Resource Conservation & Recovery Act 1976, Toxic Substances Control Act

28 Chimica supramolecolare 1967 Il blockbuster di C. J. Pedersen, gli eteri corona 1969 J.-M. Lehn, i criptati 1973 D. J. Cram, host e guest 1977 Congresso IUPAC, Tokyo Lehn propone il termine: chimica supramolecolare Riconoscimento molecolare Auto-replicazione: oligonucleotidi, micelle Auto-organizzazione: mesofasi tubulari, recettori fotosensibili, interruttori Nanotecnologie 1960, Richard Feynman: there's plenty of room at the bottom 1995, Jean-Marie Lehn: there's even more room at the top

29 Chimica combinatoriale 1963 R. B. Merrifield, sintesi di peptidi in fase solida Librerie di cloni mutanti 1991 Seminario di Á. Furka a Tucson, Arizona 1990, un referee dell Int. J. Peptide Protein Res., a proposito del primo articolo di Furka: My overall view is that the content of the paper is not immediatly useful nor is especially original. I recommend rejection.

30 Caos chimico Strutture dissipative e auto-organizzazione 1952 Alan Turing, sulla base chimica della morfogenesi 1964 Articolo di Zhabotinsky sulla reazione di Belousov 1967 Prigogine e Nicolis, sulle strutture dissipative 1990 Ann. Rev. Phys. Chem. Temi trattati sulle dinamiche non lineari: Propagazione di onde e strutture spaziali Oscillazioni in sistemi eterogenei Oscillazioni biologiche Patterns geochimici Modelli 1990 Boissonade e De Kepper, il Gel Strip Reactor

31 Trompe l'œil: struttura vs. reattività, ovvero O/I Sia nella didattica, sia nella divulgazione si privilegia l'aspetto osservativo della conoscenza delle strutture molecolari a scapito di ciò che permette l'intervento del chimico sul mondo microscopico: il controllo della reattività.

32 Trompe l'œil: struttura vs. reattività, Osservare vs. Intervenire La chimica degli ultimi decenni, supramolecolare, combinatoriale, non-lineare ha affrontato con nuovi metodi il controllo della reattività. Le nuove procedure conoscitive si sono affiancate a quelle più classiche:, per la o di particolari strutturali Reazioni mirate, per la formazione di strutture o di particolari strutturali, per delle reazioni Catalizzatori, per dirigere la cinetica delle reazioni

33 Struttura vs. reattività, Struttura vs. reattività, ovvero osservare e intervenire

34 Quantità e qualità nella produzione industriale

35 L'immagine della chimica Due o tre crisi Un decennio di conquista della fisica > 1927 Inizia lassalto della fisica quantistica Dalla doppia elica al Journal of Molecular Biology 1945 Impiego della bomba atomica: terrore & risparmio > 1962 La devastazione dellambiente naturale viene imputata alla chimica

36 Scienza & Società Limmagine pubblica

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38 Osservazioni finali Sulle gerarchie accademiche Mutati rapporti con il potere politico Mutati rapporti con il potere economico Latitanza sulla scena culturale

39 Osservazioni finali Sullimmagine pubblica Declino generale dellimmagine della scienza Implicazioni chimiche del degrado ambientale Latitanza sulla scena culturale

40 Conclusioni In nuce La chimica è in buona salute I chimici un po meno Tuttavia...


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