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Chimica e didattica della chimica Le origini della chimica Luca Fiorani.

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Presentazione sul tema: "Chimica e didattica della chimica Le origini della chimica Luca Fiorani."— Transcript della presentazione:

1 Chimica e didattica della chimica Le origini della chimica Luca Fiorani

2 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Gli elementi nell'antichità L'idea di elemento è antichissima (spesso gli elementi emergono dal caos e corrispondono a una cosmogonia): Genesi: separazione di terra e acque Tradizione sanscrita: spazio, vento, fuoco, acqua, terra Taoismo: yin e yang Mesopotamia e Iran: caos e ordine 2

3 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Gli elementi nell'antica Grecia Dal mito (o Rivelazione in forma di mito) alla filosofia I primi filosofi sono filosofi della natura Talete: l'acqua è l'elemento fondamentale (arché) Empedocle: terra, acqua, aria e fuoco sono i quattro elementi fondamentali A partire dall'acqua o dai quattro elementi fondamentali si ottengono tutte le sostanze 3

4 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Parentesi filosofica Sostanza: Si tratta dellente primario e completo, a cui fanno necessariamente riferimento tutti gli altri enti […] la sostanza è lente la cui determinazione è essere per sé e in sé; accidente è lente la cui determinazione è essere per e in altro, che è la sostanza […] si possono individuare vari tipi o ordini di sostanza: materiale, materiale e spirituale, spirituale (A. Molinaro: Lessico di metafisica, San Paolo, 1998) 4

5 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Gli elementi nell'antica Grecia Le forme dell'acqua o i quattro elementi fondamentali corrispondono agli stati fisici della materia Per la scienza moderna la materia: ha massa e occupa spazio e tempo è solida, liquida, aeriforme (vapore, gas), plasma 5

6 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Gli elementi per Aristotele I quattro elementi fondamentali sono composti dalla stessa materia prima e si distinguono per due proprietà che danno loro la forma terra: fredda e secca acqua: fredda e umida aria: calda e umida fuoco: caldo e secco Gli elementi possono trasformarsi l'uno nell'altro I materiali sono miscugli dei quattro elementi fondamentali 6

7 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Gli atomisti Per Aristotele la materia è continua Per gli atomisti la materia è fatta di atomi Gli atomi sono particelle indivisibili della stessa materia ma dotati di forma, grandezza, peso e movimento differenti Muovendosi e urtandosi si uniscono e si separano in vari modi formando tutte le sostanze 7

8 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Gli elementi per Platone I quattro elementi fondamentali sono composti da particelle che hanno forme geometriche terra: cubi acqua: icosaedri aria: ottaedri fuoco: tetraedri e il dodecaedro? Etere… Le facce triangolari si dispongono in vari modi (trasformazioni fisiche e chimiche) 8

9 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Medioevo Materia continua Trasmutazione delle sostanze: una sostanza può trasmutarsi in un'altra, cambiando le proporzioni di elementi fondamentali che la costituiscono 9

10 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Medioevo Filosofi naturali: teoria dei quattro elementi fondamentali Alchimisti: ricette segrete componente magica tecnologia raffinata particelle di dolce, di secco, di pesante, di dorato… oro e pietra filosofale 10

11 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Medioevo Artigiani tingono stoffe, cuociono vasellami, forgiano metalli conoscono i materiali, sanno dove trovarli, sono competenti nel maneggiarli, padroneggiano il fuoco pensano che ci siano altri elementi (oltre ai quattro classici): l'oro è il miscuglio (perfetto) di mercurio e zolfo 11

12 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Nasce la chimica Antichità: il ferro è un miscuglio dei quattro elementi fondamentali Medioevo: il ferro è un miscuglio (imperfetto) di mercurio e zolfo XVIII secolo: il ferro è costituito da particelle di ferro e le sue proprietà dipendono dalle caratteristiche delle particelle e dal modo in cui si organizzano (non dal miscuglio delle proprietà di elementi fondamentali) 12

13 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Nasce la chimica Si compilano tabelle delle trasformazioni chimiche Riaffiora l'idea di affinità (alcune sostanze tendono a unirsi fra loro) Si isolano nuovi elementi Si distinguono sostanze semplici (elementi), sostanze composte (composti) e miscugli 13

14 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Elementi, composti e miscugli Esempi di elemento (sostanza semplice): ferro (Fe) e zolfo (S) Miscuglio: è separabile fisicamente Composto (sostanza composta): ha proprietà nuove Esempio di composto: solfuro ferroso (FeS) 14

15 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Lavoisier Introduce la nomenclatura chimica Enuncia il principio di conservazione della materia (1787): "si può accettare come assioma il fatto che in ogni trasformazione, sia prima che dopo che essa è avvenuta, esiste la stessa quantità di materia" 15

16 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Dalton Enuncia la legge delle proporzioni multiple (1808): "quando due elementi si combinano in modi diversi, una certa quantità di un elemento si combina con quantità dell'altro che stanno tra loro come numeri piccoli e interi". Ad esempio, 7 g di azoto (N) si combinano con 4, 8, 12, 16, 20 g di ossigeno (O). Deduce la teoria atomica moderna Attribuisce una massa agli elementi, a partire dall'idrogeno (H) a cui assegna massa unitaria 16

17 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica XIX secolo Gli studi di Avogadro, Berzelius e Cannizzaro permettono di distinguere atomi e molecole Si sviluppa la teoria della valenza: ad esempio, il carbonio (C), di valenza 4, si combina con due atomi di ossigeno (O), di valenza 2, o con quattro atomi di idrogeno (H), di valenza 1 Mendeleev osserva che gli elementi, ordinati per massa crescente, mostrano proprietà periodiche e crea la "tavola periodica degli elementi" (con alcuni spazi vuoti, riempiti da elementi naturali o artificiali scoperti successivamente) 17

18 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Tavola periodica degli elementi 18

19 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica 19 Fine della lezione…


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