MODULO
MODULO
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UNITÀ 1.1
ELEMENTI DI CHIMICA
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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
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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
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Elementi e composti
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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
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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
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Molecole e formule chimiche
Le molecole sono identificate da un nome scientifico
e da una formula chimica
NaCl
cloruro di sodio
NaClO
ipoclorito di sodio
NaHCO3
idrogenocarbonato di sodio
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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
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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”)
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Le reazioni chimiche
Sono trasformazioni delle sostanze →
riordinamento degli atomi
A+B→C+D
reagenti prodotti
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Le reazioni chimiche
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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)
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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 OHReazione di neutralizzazione:
acido + base → sale + acqua
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Il pH
È una grandezza che esprime la concentrazione di
H+ presente in una soluzione
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I composti del carbonio
Esistono numerosissimi composti del carbonio →
sono oggetto di studio della chimica organica
Il carbonio tende a formare 4 legami covalenti
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Il gruppo funzionale
Insieme di atomi da cui derivano le proprietà del
composto di appartenenza
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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
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Isomeri geometrici
Si trovano nei composti organici che presentano
legami doppi. Ad es.
Gli isomeri geometrici hanno proprietà fisicochimiche e biologiche differenti
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Gli idrocarburi
Composti organici formati esclusivamente da atomi
di carbonio e atomi di idrogeno
Classificazione:

saturi o alcani

insaturi (alcheni e alchini)

aromatici
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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
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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
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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
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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
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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)
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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