MODULO MODULO 1 UNITÀ 1.1 ELEMENTI DI CHIMICA

È tutto ciò che ci circonda Pag. 2 La materia È tutto ciò che ci circonda Caratteristiche: ha una massa e occupa uno spazio Una porzione di materia è un corpo La materia è formata da atomi

Pag. 3/1 Elementi e composti Elementi: sostanze costituite da un solo tipo di atomi Esempi: cloro (Cl), idrogeno (H), ossigeno (O) Composti: sostanze costituite da più di un tipo di atomi Esempi: acqua (formata da idrogeno e ossigeno  H2O) Gli elementi esistenti sono circa 100 e sono ordinati nella tavola periodica degli elementi

Pag. 3/2 Elementi e composti

Pag. 4 Atomi e struttura atomica Atomo: la più piccola porzione di un elemento che ne conserva le proprietà L’atomo è costituito da un nucleo (formato da protoni e neutroni) e da elettroni che gli ruotano attorno

Pag. 5/1 Molecole e formule chimiche Molecola: insieme di atomi (uguali o differenti) uniti mediante legami chimici Molecola: la più piccola parte di una sostanza che ne conserva tutte le sue proprietà

Pag. 5/2 Molecole e formule chimiche Le molecole sono identificate da un nome scientifico e da una formula chimica NaCl NaClO NaHCO3 cloruro di sodio ipoclorito di sodio idrogenocarbonato di sodio

Gli atomi si legano tra di loro mediante forze dette legami chimici Pag. 6 I legami chimici Gli atomi si legano tra di loro mediante forze dette legami chimici In questo modo gli atomi raggiungono una situazione energetica più stabile Tipi di legami: primari (tra atomi): ionico, covalente secondari (tra molecole): ponte idrogeno, forze di Van der Waals

Pag. 7 L’acqua e il legame idrogeno La molecola di acqua è polare → formazione di legami idrogeno Da questi legami derivano le peculiarità dell’acqua (ad es. “solvente universale”)

Pag. 8/1 Le reazioni chimiche Sono trasformazioni delle sostanze → riordinamento degli atomi A + B → C + D reagenti prodotti

Pag. 8/2 Le reazioni chimiche

Pag. 9 Reazioni chimiche ed energia Reazioni esoergoniche o esotermiche → liberano energia. Ad es: CH4 + 2 O2 → 2 H2O + energia (combustione del metano) Reazioni endoergoniche o endotermiche → richiedono energia. Ad es. 6 CO2 +6 H2O + energia → C6H12O6 + 6 O2 (fotosintesi clorofilliana)

acido + base → sale + acqua Pag. 10 Acidi, basi, sali Acidi: hanno sapore acido, colorano di rosso la cartina al tornasole, in acqua liberano H+ Basi (o alcali): hanno sapore amaro, colorano di blu la cartina al tornasole, in acqua liberano OH- Reazione di neutralizzazione: acido + base → sale + acqua

Pag. 11 Il pH È una grandezza che esprime la concentrazione di H+ presente in una soluzione

Pag. 12 I composti del carbonio Esistono numerosissimi composti del carbonio → sono oggetto di studio della chimica organica Il carbonio tende a formare 4 legami covalenti

Pag. 13 Il gruppo funzionale Insieme di atomi da cui derivano le proprietà del composto di appartenenza

Formula bruta: ad es. C3H4O Formula di struttura: ad es. Pag. 14 Formule e isomeria Formula bruta: ad es. C3H4O Formula di struttura: ad es. Isomeri: composti che hanno lo stesso numero di atomi, dello stesso tipo, ma legati in modo differente Gli isomeri di struttura hanno la stessa formula bruta ma diversa formula di struttura

Pag. 15 Isomeri geometrici Si trovano nei composti organici che presentano legami doppi. Ad es. Gli isomeri geometrici hanno proprietà fisico- chimiche e biologiche differenti

Pag. 16 Gli idrocarburi Composti organici formati esclusivamente da atomi di carbonio e atomi di idrogeno Classificazione: saturi o alcani insaturi (alcheni e alchini) aromatici

Alcoli = si caratterizzano per il gruppo funzionale ossidrilico (-OH) Pag. 17 Alcoli e fenoli Alcoli = si caratterizzano per il gruppo funzionale ossidrilico (-OH) Esempi: alcol metilico o metanolo, alcol etilico o etanolo Fenoli = si caratterizzano per il gruppo funzionale ossidrilico (-OH) legato a un anello aromatico Esempio: fenolo

Si caratterizzano per il gruppo carbonile Pag. 18 Aldeidi e chetoni Si caratterizzano per il gruppo carbonile È un gruppo molto reattivo → molto importante nelle biomolecole Nelle aldeidi il gruppo carbonile è terminale, ad es. aldeide formica o formaldeide Nei chetoni il gruppo carbonile è situato all’interno della molecola, ad es. propanone o acetone

Pag. 19/1 Gli acidi carbossilici Si caratterizzano per il gruppo carbossilico Esempi: acido metanoico, acido etanoico Gli acidi grassi sono acidi carbossilico con un numero di atomi di carbonio tra 4 e 26

Si caratterizzano per il gruppo estereo Pag. 19/2 Gli esteri Si caratterizzano per il gruppo estereo Derivano dall’unione di un acido e di un alcol Esempi: acetato di etile, palmitato di metile Molti esteri hanno odori gradevoli e sono presenti nei frutti

Contengono il gruppo amminico (–NH2), ad es. metilammina (CH2–NH2) Pag. 20 Le ammine Contengono il gruppo amminico (–NH2), ad es. metilammina (CH2–NH2) Hanno carattere basico Alcune sono tossiche, ad es. trimetilammina N(CH3)3 Per reazione con i nitriti formano le nitrosammine (cancerogene)

Composti organici presenti negli esseri viventi Possono avere: Pag. 21 Le biomolecole Composti organici presenti negli esseri viventi Possono avere: piccole dimensioni → vitamine, acidi grassi grandi dimensioni → macromolecole (ad es. DNA, proteine) Idrolisi e condensazione sono reazioni opposte che avvengono naturalmente nelle cellule I principi alimentari sono: glucidi, protidi, lipidi, vitamine, sali minerali e acqua