Gli studi condotti nel tempo su vari tipi di gas ci consentono di affermare che, dal punto di vista macroscopico, tutti i gas si comportano in modo pressoché identico. Il loro comportamento si differenzia molto da quello delle sostanze liquide e...

Con una serie di esperimenti, nel 1662 Robert Boyle osservò che, in condizioni di temperatura costante, comprimendo una certa quantità di aria alla metà del suo volume, la pressione raddoppiava; riducendo a un terzo il volume, la pressione...

Anche i gas, come i solidi e i liquidi, si dilatano all’aumentare della temperatura (▶figura C.4). La relazione che descrive in che modo avviene la dilatazione di un gas, a pressione costante, è chiamata legge di Charles perché venne formulata...

La relazione quantitativa che descrive come la temperatura influenza la pressione di un gas, se manteniamo costante il suo volume, risale al 1802 e fu dedotta sperimentalmente da Gay-Lussac. Gay-Lussac’s lawLa legge di Gay-Lussac afferma che la...

Le tre leggi dei gas, che abbiamo prima enunciato, descrivono il comportamento di una quantità definita di gas al variare di due delle tre grandezze che li caratterizzano (p, T e V); una, infatti, veniva di volta in volta mantenuta costante....

La presenza di legami multipli tra gli atomi di carbonio di un idrocarburo insaturo determina il modo con cui esso reagisce. La particolare reattività del propene (e di tutti gli altri alcheni), per esempio, è dovuta alla presenza nelle sue molecole...

Tranne poche eccezioni (alcuni alogenoderivati isolati da organismi marini), gli alogenuri organici sono prodotti di laboratorio. Abbiamo già visto come sia possibile sintetizzarli a partire dagli alcani, con la reazione di sostituzione radicalica....

Sostituendo uno degli atomi di idrogeno di un idrocarburo con il gruppo ossidrile — OH si ottengono gli alcoli. I fenoli, invece, hanno l’ossidrile legato direttamente al carbonio dell’anello aromatico (gruppo arilico); per questo motivo, i...

Gli alcoli non si comportano soltanto da acidi deboli. A causa della maggiore elettronegatività dell’atomo di ossigeno, il carbonio che lega il gruppo OH è parzialmente positivo; in opportune condizioni, esso è esposto agli attacchi di agenti...

Il gruppo funzionale caratteristico delle aldeidi, R—CHO, e dei chetoni, R—CO—Rʹ, è molto simile:  Entrambi contengono il raggruppamento C═O, chiamato carbonile, che nelle aldeidi lega un atomo di idrogeno e un residuo R (o Ar), mentre...

I nomi IUPAC degli acidi carbossilici derivano da quello dell’alcano corrispondente in cui si sostituisce alla -o finale il suffisso -oico; si premette poi il termine acido. La numerazione della catena inizia dal carbonio carbossilico, a cui compete...

Quando un acido carbossilico e un alcol sono riscaldati insieme si producono un estere e acqua. La reazione è catalizzata dagli ioni H+ e tutti gli stadi sono reversibili. La trasformazione, che è nota con il nome di esterificazione di Fischer, è...

Le ammine derivano dall’ammoniaca, NH3, per sostituzione dei suoi atomi di idrogeno con uno, due o tre gruppi R (o Ar) e si distinguono, rispettivamente, in primarie, secondarie e terziarie, a seconda che abbiano uno, due o tre gruppi organici legati...

I composti eterociclici sono molecole formate da uno o più anelli condensati in cui sono presenti uno o più atomi diversi dal carbonio. Gli anelli eterociclici possono presentare dimensioni diverse, possono contenere legami multipli o portare catene...

I polimeri sono lunghe catene, chiamate anche macromolecole. polymerIl termine polimero indica una molecola di massa molecolare elevata costituita da una unità strutturale che si ripete. Le macromolecole si ottengono da molecole a basso peso...

I pochi milioni di sostanze prodotte artificialmente in laboratorio sono poca cosa, se paragonati ai quasi mille miliardi di biomolecole diverse sintetizzate approntate dagli organismi viventi. Nonostante la loro grande differenza chimica, esse possono...

I carboidrati, chiamati anche glucidi, sono fra i componenti organici più abbondanti sulla Terra e rappresentano la prima sorgente di energia per gli organismi. A questa classe di composti, infatti, appartengono gli zuccheri come il glucosio, che è...

I lipidi costituiscono una categoria eterogenea di composti organici; hanno in comune la proprietà di essere insolubili in acqua ma solubili in solventi organici apolari. Le loro molecole sono infatti caratterizzate dalla prevalenza della parte...

Le proteine, dal greco proteios che significa «del primo ordine», sono presenti in ogni cellula vivente, vegetale o animale. Esse non hanno soltanto un ruolo strutturale, ma sono indispensabili per il normale funzionamento dell’organismo. Gli...

Ogni proteina è una sequenza lineare di amminoacidi che si diversifica dalle altre per il numero, il tipo e la disposizione degli amminoacidi che contiene. Tale sequenza condiziona la struttura tridimensionale della proteina stessa che, a sua volta,...

Una speciale classe di proteine è quella degli enzimi, dal greco en zýmò, nel lievito. Essi sono dotati di proprietà catalitiche e giocano un ruolo essenziale negli organismi viventi. Le proteine enzimatiche, infatti, aumentano la velocità di una...

Gli acidi nucleici sono il DNA e l’RNA. Essi sono i depositari dell’informazione genetica, cioè della trasmissione dei caratteri ereditari, e controllano la sintesi di tutte le proteine. Entrambe le forme di acidi nucleici sono polimeri lineari...

Cominciamo lo studio del nostro pianeta a iniziare dalla crosta, l’involucro solido più esterno della Terra il cui spessore è dell’ordine di appena alcune decine di kilometri. È solo una sottilissima pellicola in confronto agli oltre 6300 km del...

I minerali che costituiscono la crosta terrestre sono formati dalla combinazione degli stessi elementi chimici che si ritrovano in tutto l’Universo. Alcuni minerali, come l’oro e l’argento, sono formati da un solo tipo di elemento, ma la maggior...

I minerali sono il modo in cui in genere si presentano le sostanze naturali allo stato solido. In realtà, se ci guardiamo intorno, ben difficilmente riusciamo a distinguere i singoli minerali, come quelli che capita di vedere, per esempio, nelle...

Le rocce magmatiche, note anche col nome di ignee o eruttive, sono tutte le rocce che derivano da un magma, cioè da una roccia fusa. La temperatura, all’interno della Terra, cresce fino a oltre 4000 °C, un valore che sarebbe sufficiente a far...

Il problema dell’origine dei magmi ha un duplice aspetto. Innanzitutto quello riguardante la loro natura chimica, in quanto danno origine a una molteplicità di rocce diverse. Esistono tanti tipi di magmi? E poi quello riguardante il loro...

Vediamo ora come si formano rocce compatte a partire da sedimenti sciolti. sedimentation La sedimentazione è la deposizione e l’accumulo, su terre emerse o sul fondo di bacini acquei (fiumi, laghi, mari), di materiali di origine inorganica od...

Le rocce metamorfiche si sono formate e si formano in seguito alla trasformazione di altre rocce, provocata da aumenti di pressione e di temperatura. Il metamorfismo è quindi un processo che avviene in profondità, all’interno della crosta...

I processi magmatico, sedimentario e metamorfico fanno parte di un unico ciclo litogenetico di cui rappresentano diversi stadi successivi (▶figura 20.34). Un primo stadio comprende l’intero processo magmatico, con l’intrusione e l’effusione di...

Geiger e Marsden, analizzando la traiettoria delle particelle α deviate da lamine d’oro, stagno, argento, rame, alluminio, trovarono che il numero dei protoni presenti in ognuno di questi nuclei era circa uguale alla metà della massa atomica...

 Il decadimento β è caratteristico dei nuclei troppo ricchi di neutroni rispetto ai protoni; tali nuclei devono aumentare il numero di protoni per stabilizzarsi, in modo da ripristinare l’equilibrio tra i due nucleoni. Essi decadono emettendo,...

Il carbonio-14 è un isotopo radioattivo del carbonio che decade emettendo particelle β secondo la seguente equazione: \[\mathrm{_{\phantom{1}6}^{14} C\; \rightarrow\; _{\phantom{1}7}^{14} N + _{-1}^{\phantom{-}0} e}\] Il carbonio-14 è presente in...

I processi di decadimento radioattivo che abbiamo in precedenza descritto sono soltanto alcune delle migliaia di reazioni nucleari oggi conosciute. In qualsiasi trasformazione nucleare i protoni e i neutroni dei nuclei reagenti si ridistribuiscono in...

Nelle reazioni di fusione nucleare due nuclei leggeri si fondono per darne uno più pesante. Nella reazione di fusione più comune quattro nucleoni si uniscono dando luogo alla formazione di un nucleo di elio, \(\mathrm{_{2}^{4}\textrm{He}}\)...

Quante sono le particelle elementari contenute in 1 mol? Possiamo ricavare questo dato sapendo che la massa di un atomo di 12C, pari a 12 u, è 12 ∙ 1,661 ∙ 10−24 g (massa atomica assoluta). Di conseguenza: \[\frac{{12\;{\text{g/mol}}}}{{12...

 Come si determina la formula di un composto? Le informazioni di cui abbiamo bisogno per definire una formula (natura degli atomi e loro numero) si possono ricavare da un procedimento sperimentale chiamato analisi. Essa può essere qualitativa, se...

Abbiamo già incontrato la legge generale dei gas. Essa vale per una qualsiasi quantità di gas, cioè per un qualsiasi numero di moli n, purché tale numero rimanga costante. Abbiamo quindi bisogno di una relazione che descriva il comportamento del...

Se facciamo un gran numero di misure, ciò che possiamo conoscere attraverso la meccanica quantistica è la probabilità che una particella si trovi in un determinato punto oppure che abbia una certa velocità. Non potremo mai conoscere...

Il numero quantico principale n definisce l’energia dell’elettrone e può assumere soltanto valori interi positivi, cioè 1, 2, 3, … A ogni valore di n corrisponde un particolare valore dell’energia dell’elettrone; all’aumentare del valore...

Per scrivere la configurazione elettronica di un atomo qualsiasi nel suo stato fondamentale si segue un particolare procedimento, chiamato principio di Aufbau (dal tedesco Aufbau = costruzione). Secondo tale procedimento, si immagina di «costruire»...

At one time, most of the street lighting in towns and cities was provided by incandescent lamps, in which a tungsten filament is heated white-hot by an electric current. Unfortunately, much of the light from this kind of lamp is infrared radiation,...

Negli esempi precedenti si nota che la successione delle righe del sistema periodico corrisponde alla successione dei livelli energetici nell’atomo. Il numero che indica il periodo a cui appartiene un elemento coincide infatti con il numero quantico...

Sappiamo che gli atomi non hanno margini definiti; con opportune tecniche, come la diffrazione dei raggi X, è tuttavia possibile «misurare» i raggi atomici (▶figura 4.7), anche se essi hanno dimensioni ridottissime, dell’ordine di 1 Å (1 Å =...

Gli elementi metallici sono più di 80 e occupano la parte sinistra del sistema periodico, il cui confine corrisponde, circa, alla linea a gradini che dal boro (B) arriva sino all’astato (At). Sono in genere solidi, duri, hanno lucentezza metallica,...

Carbon (C) belongs to the family of elements known as non-metals. The bonding between C atoms (and to other types of atoms) is typically described using the covalent bonding model. Each bond involves two electrons (one from each of the bonded atoms)....

La distanza a cui gli atomi si dispongono all’interno di una molecola non è casuale e dipende dall’insieme delle forze attrattive e repulsive che agiscono all’interno dell’aggregato. Nel caso della molecola di idrogeno ogni elettrone è sia...

Studiando un cristallo di cloruro di sodio con la diffrazione dei raggi X, si scopre che gli ioni Na+ e Cl– sono disposti secondo uno schema ben preciso. Il tipo di disposizione degli atomi (impacchettamento) è quello della ▶figura 5.9. Ogni ione...