Materia, atomi e molecole

Spesso guardiamo il mondo attorno a noi e semplicemente ci soffermiamo alla superficie delle cose.

Spesso guardiamo il mondo attorno a noi e semplicemente ci soffermiamo alla superficie delle cose. Un bel paesaggio ci attrae perché suscita emozioni positive, un pasticcino stimola la nostra golosità perché farcito con la cioccolata e un cucciolo di cane ci dona tenerezza con i suoi movimenti impacciati e divertenti.

Ma abbiamo mai provato a osservare e a chiederci cosa compone gli oggetti attorno a noi? Proviamo ad analizzare scientificamente la materia e cerchiamo di vivere nuove emozioni date dalla curiosità.

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La materia e le sue caratteristiche

La materia è tutto ciò che occupa uno spazio e ha una massa.

Può essere osservata in due modi:

  • macroscopico: è possibile percepirla con i nostri sensi ed è presente in tutto ciò che ci circonda.
  • microscopico: bisogna immaginarla costituita da particelle infinitamente piccole e impercettibili mediante i sensi, tra le quali esistono forze di interazione e spazi vuoti.

Queste particelle sono divisibili e in movimento, più la temperatura aumenta e più velocemente si muoveranno.


La materia si presenta in tre modi:

  • allo stato solido: le particelle sono molto vicine tra loro e occupano posizioni fisse. Un solido quindi ha una forma propria e un volume proprio;
  • allo stato liquido: le particelle sono libere di muoversi, ma restano comunque vicine. I liquidi hanno volume proprio, ma la forma è quella del recipiente che li contiene;
  • allo stato aeriforme: le particelle sono lontane e indipendenti le une dalle altre. I gas e i vapori sono quindi privi sia di volume che di forma.

Esiste anche un quarto stato, il plasma, che non troviamo sulla terra perché si forma con temperature e pressioni molto elevate.


La materie inoltre è soggetta a due tipi di trasformazioni:

  • trasformazioni fisiche: sono caratterizzate dai passaggi di stato. Variando pressione e temperatura infatti la materia può passare da uno stato fisico all’altro come si può osservare nella tabella sottostante.
  • trasformazioni chimiche: sono fenomeni che modificano le sostanze costituenti la materia. Per esempio il ferro arrugginisce per effetto di aria umida e acqua.

Al termine di una trasformazione chimica la sostanza finale è diversa da quella iniziale.

 

Schema delle trasformazioni fisiche

Le trasformazioni fisiche sono caratterizzate dai passaggi di stato.

L'atomo

L’atomo è la particella impercettibile che costituisce la materia. È formato da tre unità fondamentali che sono:

  • i neutroni posti al centro dell’atomo e privi di carica elettrica;
  • i protoni posti al centro dell’atomo e con carica elettrica positiva. La massa del protone è simile a quella del neutrone con un ordine di grandezza di circa 10-27 kg;
  • gli elettroni che si muovono attorno al nucleo con carica elettrica negativa. La massa degli elettroni è 1/1840 circa la massa dei protoni con ordine di grandezza 10-31 kg.

 

Le caratteristiche di ogni atomo dipendono dal numero di protoni presenti nel suo nucleo (numero atomico); la somma tra numero di protoni e numero di neutroni è il numero di massa dell’ atomo; il numero di neutroni può variare nello stesso elemento chimico.

 

Le molecole, gli elementi e i composti

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Sostanze pure e miscugli

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Gli elementi e i composti

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