GLI ELEMENTI DELLA VITA

Presentazione sul tema: "GLI ELEMENTI DELLA VITA"— Transcript della presentazione:

1 GLI ELEMENTI DELLA VITA

2 La chimica studia la natura delle cose e il modo per cambiarle oppure per ottenerne di nuove.
La fisica ci offre le leggi fondamentali del mondo che ci circonda, ma non spiega come gli elementi che costituiscono la materia si trasformano e reagiscono tra loro. La biologia fornisce informazioni sulla vita degli organismi vegetali o animali, che possono essere considerati dei sistemi chimici complessi e quindi la biologia non è altro che una forma alta di chimica applicata. In questo modo la nostra stessa esistenza viene ad essere oggetto dello studio della chimica.

3 Il desiderio di comprendere la natura delle cose ha sempre fatto dell’uomo un chimico per ottenere i metalli, il vetro, il vino, la birra, il pane.

4 L’alchimista medioevale estraeva i principi delle piante nel tentativo di curare le malattie del corpo umano (con scarsi risultati) o per preparare profumi o veleni (con migliori risultati).

5 Ma l’obiettivo principale degli alchimisti era la ricerca della pietra filosofale con la quale poter trasformare la materia in ORO.

6 Oggi la CHIMICA ha assunto una nuova valenza perché ha allargato le frontiere della conoscenza dell’intero universo fisico. Ogni cosa può essere vista da un punto di vista chimico: non c’è mutamento nel nostro mondo che non comporti un processo chimico, dalle reazioni nucleari alle attività più complesse degli organismi viventi. Tuttavia, mentre nella mente di un chimico atomi, molecole, elementi, reazioni chimiche possono evocare entità ben precise, con un comportamento prevedibile, nella mente di un principiante tutto quanto può apparire come un incomprensibile rebus.

7 Tutta la materia è formata da atomi
L’atomo non è indivisibile L’atomo è fatto di vuoto L’atomo è piccolo L’identità dell’atomo è nel nucleo Gli atomi di tutti gli elementi sono formati dalle stesse particelle Gli elementi possono essere numerati Le proprietà degli elementi sono periodiche

8 Tutta la materia è fatta di atomi.
Gli atomi sono formati da particelle elettriche.

9 Tutta la materia è formata da atomi
L’atomo non è indivisibile L’atomo è piccolo ed è fatto di vuoto L’atomo è leggero L’identità dell’atomo è nel nucleo Gli atomi di tutti gli elementi sono formati dalle stesse particelle Gli elementi possono essere numerati Le proprietà degli elementi sono periodiche

10 Tutti gli atomi sono formati da tre particelle elementari: protone (una carica positiva) ed elettrone (carica negativa). Il protone (insieme al neutrone) formano un corpo centrale compatto (nucleo) mentre l’elettrone gli ruota attorno, come fanno i pianeti con il sole. Nell'atomo elettroni e protoni sono in numero uguale cosicché l'atomo risulta neutro.

11 L’atomo è stato assimilato al sistema solare, dove il sole (molto grande) rappresenta il nucleo
e i pianeti (più piccoli e lontani) sono gli elettroni

12 A causa delle relative dimensioni del sole e dei pianeti e delle loro grandi distanze, il sistema solare è praticamente formato di vuoto:

13 SOLE TERRA Il rapporto tra la dimensione del sole e quella della terra è più o meno lo stesso di quello tra il nucleo e l’elettrone di un atomo

14 L’atomo è fatto di vuoto
Gli elettroni sono molto più piccoli del nucleo e sono molto lontani dal nucleo. Se si rappresenta un atomo come una sferetta, il suo diametro è circa un miliardesimo di metro (Ångstrom). In questo il nucleo centrale dell'atomo è rappresentato da una sfera di dimensioni più piccole concentrica alla prima, con un diametro di circa un milione di volte inferiore. Questi numeri danno una chiara percezione della struttura "vuota" dell'atomo. L’atomo è fatto di vuoto Se l’atomo avesse le dimensioni di un campo da calcio, il suo nucleo avrebbe in proporzione le dimensioni di un pallone da calcio posto al centro del campo!

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16 Tutta la materia è formata da atomi
L’atomo non è indivisibile L’atomo è piccolo ed è fatto di vuoto L’atomo è leggero L’identità dell’atomo è nel nucleo Gli atomi di tutti gli elementi sono formati dalle stesse particelle Gli elementi possono essere numerati Le proprietà degli elementi sono periodiche

17 Il peso atomico Il peso di un atomo è mediamente grammi: cioè un milionesimo di un miliardesimo di un miliardesimo di grammo. Si preferisce usare l’unità di massa atomica, equivalente a (circa) la massa di un atomo di idrogeno, che a sua volta equivale alla massa di un protone o di un neutrone. La massa relativa ( o PESO ATOMICO) di un atomo è calcolata quindi sul numero di protoni e neutroni.

18 La MOLE La chimica non parla il linguaggio dei grammi.
Un peso in grammi di un dato elemento pari al suo peso atomico definisce la MOLE. Una mole di un qualunque elemento contiene lo stesso numero di atomi (Numero di AVOGADRO), pari a circa 1024 atomi.

19 Tutta la materia è formata da atomi
L’atomo non è indivisibile L’atomo è piccolo ed è fatto di vuoto L’atomo è leggero L’identità dell’atomo è nel nucleo Gli atomi di tutti gli elementi sono formati dalle stesse particelle Gli elementi possono essere numerati Le proprietà degli elementi sono periodiche

20 Tutta la materia è formata da atomi
L’atomo non è indivisibile L’atomo è fatto di vuoto L’atomo è piccolo L’identità dell’atomo è nel nucleo Gli atomi di tutti gli elementi sono formati dalle stesse particelle Gli elementi possono essere numerati Le proprietà degli elementi sono periodiche

21 Tutta la materia è formata da atomi
L’atomo non è indivisibile L’atomo è piccolo ed è fatto di vuoto L’atomo è leggero L’identità dell’atomo è nel nucleo Gli atomi di tutti gli elementi sono formati dalle stesse particelle Gli elementi possono essere numerati Le proprietà degli elementi sono periodiche

22 L’atomo di un dato elemento può essere riconosciuto dal numero di protoni: questo numero è noto come NUMERO ATOMICO L’identità dell’atomo è nel nucleo

23 Gli atomi di tutti gli elementi sono formati dalle stesse particelle

24 ALLUMINIO TANTALIO VANADIO ELIO IDROGENO OSSIGENO

25 Viene indicato con un simbolo letterale
Un elemento chimico possiede tutti gli atomi uguali. Un composto chimico è formato da atomi di diversi elementi Viene indicato con una formula che indica quali e quanti atomi contiene

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27 La TAVOLA PERIODICA

28 L’IDROGENO è l’elemento n. 1
Tutti gli altri elementi sono ordinati con il loro numero atomico, secondo uno schema periodico

29 IDROGENO

30 Gli elementi che ci sembrano così abbondanti nel nostro pianeta non sono che impurità minori della totalità dell’universo: le stelle e le nuvole di polvere tra le stelle sono costituite da IDROGENO e da ELIO. Gli elementi più pesanti si trovano soprattutto nei pianeti freddi, come la terra. Su mille atomi del nostro universo 999 sono di idrogeno (punti chiari) e di elio (punti scuri). Solo un atomo su mille appartiene ad un elemento più pesante.

31 Lo steam reforming del metano è un processo ben sviluppato ed altamente commercializzato, attraverso il quale si produce circa il 48% dell'idrogeno mondiale. Il processo implica la reazione di metano e vapore in presenza di catalizzatori. Tale processo, su scala industriale, richiede alte temperature e pressioni. La reazione netta è: CH4 + 2(H2O) -> CO2 + 4H2

32 REAZIONE DI FUSIONE NUCLEARE

33 REAZIONE DI FISSIONE NUCLEARE

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35 CARBONIO 6 6

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37 CARBONE Il Carbonio è il costituente fondamentale di tutti i composti organici, biologici e non, e riveste quindi un ruolo molto importante nella vita degli organismi viventi.

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39 Il principale ossido del carbonio è anidride carbonica, CO2: si forma nelle combustioni e nella respirazione, a spese dell’ossigeno

40 FOTOSINTESI CLOROFILLIANA

41 7 AZOTO

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44 Il ferro è la parte centrale della molecola di emoglobina, che dà il colore al sangue e che presiede al rifornimento di ossigeno delle cellule. La carenza di ferro provoca anemia, pallore della pelle EMOGLOBINA - FERRO

45 Il magnesio è la parte centrale della molecola di clorofilla.
Nel corpo umano è necessario per il funzionamento del sistema nervoso, alla attività muscolare; insieme al calcio è un componente fondamentale dello scheletro CLOROFILLA - MAGNESIO

46 VITAMINA B12 - COBALTO

47 OSSA – FOSFORO E CALCIO DENTI – FLUORO Il 98% del calcio del nostro organismo è presente nelle ossa: per il suo assorbimento è necessaria la Vitamina D; la sua carenza provoca rachitismo e fragilità delle ossa.

48 Previene diversi tipi di tumori con la sua azione antiossidante
PATATE -SELENIO TIROIDE - IODIO Previene diversi tipi di tumori con la sua azione antiossidante Un eccesso o una carenza di iodio provocano disurbi di funzionamento della tiroide

49 ZOLFO – AMINOACIDI MARE – CLORO E SODIO Lo zolfo è presente nei capellii e nelle unghie e in molti tipi di proteine

50 Allergia al nichel Alimenti contenenti nichel (asparagi, legumi, cipolle, finghi spinaci, pomodori (!) frutta secca, cavoli, cibi in scatola; Oggetti fabbricati con nichel (utensili in acciaio inox, forbici, bigiotteria, monete, orologi); Cosmetici (attenzione alle etichette!), piercing, orecchini; Sono causa di allergie molto frequenti, dermatiti, eruzioni cutanee, eczemi. Alcune Nazioni del Nord Europa hanno leggi “anti-nichel”.

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54 Il mito della pietra filosofale ha trovato nei nostri giorni un rinnovato interesse

55 Che cos'è la materia Materia è tutto ciò che occupa spazio: le gocce d'acqua, l’aria e le particelle di polvere, i metalli sono tipi di materia, così come le piante, gli animali, i pianeti. Tutte le forme di materia possono trovarsi nei tre stati: solido, liquido o gas.

56 Proprietà Orbitale Isotopi
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 4d ↑↓ ↑↓ 3d ↑↓ ↑↓ ↑↓ 5d ↑↓ 2p ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3p ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 6d ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 4f ↑↓ ↑↓ d f p s ↑↓ ↑↓ ↑↓ = = ↑↓ ↑↓ ↑↓ = 5f ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ Punto di fusione Punto di ebollizione State at 273 K Serie Scoperto Elettronegatività Affinità elettronica ↑↓ 6s 7s ↑↓ Valenza Abundance Heat °Celsius 32 Kelvin 273 °Fahrenheit Radius Conductivity Densità Modulus Hardness ↑↓ Energia di ionizzazione ↑↓ ↑↓ 5s ↑↓ ↑↓ ↑↓ 5p 4p ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 6p 3s ↑↓ 7p 4s ↑↓ 2s ↑↓ 1s ↑↓ ↑↓ m n l CSolidiHgLiquidiHGasRfSconosciuto Tavola Periodica degli Elementi Proprietà Orbitale Isotopi Weight Nomi Elettroni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H Atomic # Simbolo Name Mass Binding Energy Abundance Half-Life Decay Width α Decadimento alfa β Decadimento beta p Proton emission β+ Beta+ decay n Neutron emission EC Cattura elettronica SF Spontaneous fission Stable                                                        2 He 2 3 Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne 3 11 Na 12 Mg 13 Al 14 Si 15 P 16 S 17 Cl 18 Ar 4 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr 5 37 Rb 38 Sr 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 54 Xe 6 55 Cs 56 Ba 57–71 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 7 87 Fr 88 Ra 89–103 104 Rf 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 Ds 111 Rg 112 Cn 113 Uut 114 Uuq 115 Uup 116 Uuh 117 Uus 118 Uuo Per gli elementi senza isotopi stabili, le masse atomiche indicate sono quelle degli isotopi più stabili o più comuni. Tavola Periodica Design & Interface Copyright © 1997 Michael Dayah. Last updated March 25, 2010  57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 71 Lu 89 Ac 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 102 No 103 Lr Help Translate This Page! Tavola Periodica PNG About Forum Contatta Poster Demo Facebook Twitter Wikipedia - Loading - Tavola Periodica

57 56 67 18 3 81 8

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59 Si estrae dagli idrocarburi mediante la reazione di reforming
L'idrogeno è il primo elemento chimico della tavola periodica degli elementi, ha come simbolo H e come numero atomico 1: il suo atomo consiste di un singolo protone e di un elettrone. . È l'elemento più leggero e più abbondante di tutto l'universo (più del 90%): si trova nelle stelle ed è la fonte della loro energia attraverso processi di fusione nucleare tramite la combinazione di quattro atomi di idrogeno in uno di elio. L'idrogeno elementare è molto raro nell'atmosfera terrestre (1 ppm) e praticamente inesistente allo stato puro sulla superficie e nel sottosuolo terrestre. Sulla Terra è presente nell'acqua, composta da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno (H2O) e in tutti i composti organici e organismi viventi. È presente in tutta la materia organica (che comprende tutte le forme di vita conosciute), i combustibili fossili e il gas naturale e il metano (CH4). Si estrae dagli idrocarburi mediante la reazione di reforming È usato nella produzione di ammoniaca, nell'idrogenazione degli oli vegetali, come combustibile alternativo e come fonte di energia nelle pile a combustibile.

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64 LO SMOG FOTOCHIMICO. Lo smog fotochimico è un particolare inquinamento dell’aria che si produce nelle giornate caratterizzate da condizioni meteorologiche di stabilità e di forte insolazione. Questo particolare smog si può facilmente individuare per il suo caratteristico colore che va dal giallo-arancio al marroncino, colorazione dovuta alla presenza nell’aria di grandi quantità di biossido di azoto, che si formano nei motori a scoppio, ma anche per azione dei fulmini durante I temporali.