Lezione senza titolo

L’Atomo e le Molecole

L’atomo

• L'atomo, la particella che

come un mattone
costituisce tutta la
materia, non è un
corpicciolo semplice. Esso è
a sua volta composto da
particelle elementari
piccolissime: i protoni, i
neutroni e gli elettroni.

Protoni e Neutroni

• I protoni e i neutroni

formano insieme quello
che possiamo definire il
cuore dell'atomo: il
nucleo.

Protoni e Neutroni

• Queste due particelle hanno

più o meno la stessa massa,
cioè sono formate da una
quantità di materia quasi
uguale. Il protone, però, è
diverso dal neutrone perché
ha una proprietà, chiamata
carica elettrica positiva, che
il neutrone non possiede.

Gli elettroni

• Intorno al nucleo si

muovono
rapidissimamente
altre particelle: gli
elettroni.

Gli elettroni

• Essi hanno una massa

così piccola che ne
servono 1836 per
uguagliare la massa di un
protone. Anche gli
elettroni hanno una
carica elettrica, ma essa
è diversa da quella del
protone: è una carica
elettrica negativa.

L’atomo neutro

• In un atomo in condizioni

normali il numero degli
elettroni è sempre uguale a
quello dei protoni: a un certo
numero di cariche positive
corrisponde un ugual numero
di cariche negative. L'atomo,
dunque, risulta neutro, né
positivo né negativo.

ISOTOPO:

Atomo avente numero di massa diverso rispetto ad un
altro dello stesso elemento; due isotopi hanno quindi lo

stesso numero di protoni (cioè lo stesso numero atomico)

ma diverso numero di neutroni

Gli atomi sono tutti uguali tra loro?

• Pur essendo tutti formati

dalle stesse particelle, gli
atomi non sono tutti
uguali tra loro: alcuni
sono più piccoli, altri più
grandi. La piccolezza o la
grandezza di un atomo
dipende dal numero di
protoni del suo nucleo.

• L'atomo più piccolo ha

il nucleo composto da
un solo protone; il più
grande in natura
possiede ben 92
protoni.

Gli atomi sono tutti uguali tra loro?

• Questi atomi hanno un

diverso numero atomico,
termine che indica quanti
protoni sono presenti nel
nucleo: il primo ha
numero atomico 1 perché
ha un solo protone e
l’ultimo ha numero
atomico 92 perché ha 92
protoni.

Gli atomi sono tutti uguali tra loro?

Gli atomi hanno un nome?

• Il numero atomico

permette di
distinguere un atomo
da un altro: questo
consente anche di
dare un nome a
ciascuno di essi.

Gli atomi hanno un nome?

• L'atomo più piccolo, quello con un

solo protone, è l'idrogeno; il più
grande in natura si chiama uranio
e ha 92 protoni. L'atomo che
possiede 7 protoni è quello
dell'azoto, una sostanza
presente nell'aria; l'atomo con
numero atomico 8, cioè con 8
protoni, è l'ossigeno, il gas che ci
permette di respirare.

Gli atomi hanno un nome?

• Imparerai il nome di

molti altri atomi:
carbonio, rame,
ferro, oro, argento,
sodio, cloro...
Essi si definiscono
elementi chimici.

I simboli degli elementi chimici

• Ogni elemento chimico, per

brevità, è indicato con un
simbolo, che deriva dal nome
dell'atomo. Ogni simbolo è
formato dalla prima o dalle
prime due lettere del nome
dell'atomo, per non creare
confusione tra atomi i cui
nomi hanno la stessa iniziale.

I simboli degli elementi chimici

• Per esempio il simbolo del

carbonio è C (si legge ci),
quello del calcio è Ca (si
legge ci-a) e quello del
cloro è Cl (si legge
ci-elle). Ci sono poi alcuni
elementi il cui simbolo è
molto diverso da quello
del loro nome.

I simboli degli elementi chimici

• Così il simbolo dell'oro è

Au, perché è ricavato dal
termine latino aurum;
quello del rame è Cu,
perché gli antichi romani
chiamavano il rame
cuprum.

La Tavola degli Elementi

• La tavola periodica degli

elementi è lo schema col
quale vengono ordinati gli
atomi sulla base del loro
numero atomico. Ideata dal
chimico russo Mendeleev nel
1869, inizialmente contava
numerosi spazi vuoti, previsti
per gli elementi che
sarebbero stati scoperti in
futuro, taluni nella seconda
metà del 1900. Suddivise la
tavola periodica a seconda
della massa atomica, che
erroneamente pensava
attribuisse la proprietà
chimico fisica degli elementi.

•http://www.dayah.com/periodic/

Tavola Periodica

Gli atomi reagiscono tra loro

formando legami chimici

•Gli elementi sono disposti nella tavola
periodica in modo ordinato secondo il
numero atomico.
•Gli

elementi

con

caratteristiche

di

reattività simili sono raggruppati in gruppi
e periodi.

Gli elementi dello stesso periodo hanno lo stesso
numero di livelli elettronici.

Gli elementi dello stesso gruppo presentano lo stesso
numero di elettroni nel livello elettronico più esterno.

Gli atomi reagiscono tra loro

formando legami chimici

Quando gli atomi si uniscono:

La Molecola

• Gli atomi hanno la

capacità di unirsi tra
loro formando le
molecole. Ma che cos'è
una molecola?
E’ la più piccola
particella di una
sostanza che ne
conserva tutte le
proprietà.

Quando gli atomi si uniscono:

La Molecola

• Un esempio di molecola è la

molecola dell'acqua. Se
potessimo spezzare questa
particella, i suoi frammenti
non sarebbero più acqua ma
altre sostanze. La molecola
dell'acqua è infatti costituita
da tre atomi: due atomi di
idrogeno (H) e uno di ossigeno
(0) legati tra loro.

Quando gli atomi si uniscono:

La Molecola

• Così accade per tutte le

sostanze. La molecola
dell'ammoniaca, cioè la più
piccola quantità di materia che
ha le caratteristiche di questa
sostanza, per esempio, è
formata da un atomo di azoto
(N) e tre di idrogeno (H) tra
loro uniti; la molecola
dell'ossigeno, il gas che
respiriamo, è formata da due
atomi di ossigeno (0) legati tra
loro.

Le Formule Chimiche

• Per indicare le molecole si usano segni

convenzionali: si scrivono i simboli degli
atomi che le costituiscono e in basso a
destra di ogni simbolo si indica un
numero, che corrisponde al numero di
atomi di quell'elemento presenti nella
molecola stessa.

Le Formule Chimiche

Elementi e Composti

• Osservando gli atomi che compongono

una molecola possiamo distinguere tutte
le sostanze in due grandi gruppi:

Gli Elementi
I Composti

Elementi

• Gli elementi sono sostanze

la cui molecola è costituita
da atomi tutti uguali tra loro.
L'ossigeno che respiriamo, per
esempio, è un elemento, perché la sua
molecola è formata da due atomi di
ossigeno. Anche il rame è un
elemento, perché è costituito da
molecole formate ognuna da un
atomo di rame.

Composti

• I composti sono sostanze

la cui molecola è
costituita da atomi tra
loro diversi. Il sale da
cucina (o cloruro di
sodio), in cui sono
presenti atomi di cloro e
atomi di sodio, è appunto
un composto, e così
l’acqua e tante altre.

MAPPA CONCETTUALE

Secondo la regola dell’ottetto, il livello elettronico
esterno è più stabile (livello esterno completo)
quando ospita otto elettroni.

Fanno eccezione gli atomi che hanno un solo livello
elettronico. Nel caso del primo elemento della
tavola periodica, l’idrogeno (H), il livello elettronico
è al completo quando ospita due elettroni.

Gli atomi reagiscono tra loro

formando legami chimici

La molecola è la parte più piccola di un composto che
ne mantiene le proprietà chimiche e fisiche tipiche.

Il legame chimico è la forza che consente di tenere
uniti più atomi per formare una molecola.

Esistono due tipi principali di legame:
•legame ionico;
•legame covalente.

Gli atomi reagiscono tra loro

formando legami chimici

Nel legame ionico gli elettroni
vengono trasferiti da un atomo
all’altro.

Ciò provoca la formazione di
particelle atomiche caricate
elettricamente, gli ioni.

Gli ioni sono tenuti uniti grazie
all’attrazione elettrica tra
cariche positive e negative.

Gli atomi reagiscono tra loro

formando legami chimici

Molti ioni rivestono grande importanza in tutti
gli organismi viventi.

Ioni importanti nel corpo umano

Gli atomi reagiscono tra loro

formando legami chimici

Nome

Simbolo

Ruolo

Sodio

Na+

Presente nei fluidi corporei; importante nella
contrazione muscolare e nella conduzione nervosa.

Cloro

Cl-

Presente nei fluidi corporei.

Potassio

K+

Presente soprattutto all’interno delle cellule; importante
nella contrazione muscolare e nella conduzione
nervosa.

Fosfato

PO4

3-

Presente nelle ossa e nei denti; componente della
molecola ad alta energia ATP.

Calcio

Ca2+

Presente nelle ossa e nei denti; importante nella
contrazione muscolare e nella conduzione nervosa.

Bicarbonato

HCO3

-

Importante nel bilancio acido-base.

Nel legame covalente gli elettroni vengono condivisi
tra gli atomi.

Nella molecola di idrogeno (H2),

ciascun atomo condivide un

elettrone

con un altro atomo.

Il legame covalente è molto forte (è necessaria molta
energia per spezzarlo) e può essere di due tipi:
•legame covalente apolare (o non polare);
•legame covalente polare.

Gli atomi reagiscono tra loro

formando legami chimici

Il tipo di legame che si forma tra due atomi
dipende da una proprietà detta elettronegatività,
che rappresenta l’attrazione di un atomo per gli
elettroni.

Il grado di elettronegatività dipende dalla carica
positiva del nucleo e dalla distanza tra il nucleo e
gli elettroni.

Gli atomi reagiscono tra loro

formando legami chimici

Il legame a idrogeno si forma quando gli atomi di
idrogeno, poco elettronegativi, vengono attratti
debolmente dagli atomi più elettronegativi di
altre molecole.

Gli atomi reagiscono tra loro

formando legami chimici

Il legame metallico è dovuto
all’attrazione elettrostatica

Quando la condivisione degli
elettroni tra atomi è all’incirca
bilanciata, il legame si dice
covalente apolare (o non polare).

L’ineguale condivisione degli
elettroni crea invece un legame
polare.
In questo caso, gli atomi
mantengono una leggera carica
(positiva e negativa) e la molecola
stessa viene definita polare.

Gli atomi reagiscono tra loro

formando legami chimici

Metano
(CH4)

δ+

δ+

δ-

Acqua
(H2O)

MAPPA CONCETTUALE

LEGAMI