Benvenuto Qui trovi l'Interactive e-book, il libro in formato web che si legge e si naviga come un sito. Contiene il testo e le immagini del libro di carta. In più è multimediale, perché è arricchito da filmati e animazioni, ed è interattivo,...

I numeri che si usano in fisica e in chimica derivano spesso da un esperimento di misura. In questi casi si fa frequentemente uso di quantità dimensionate, cioè di numeri che moltiplicano un’unità di misura: 59 m rappresenta una lunghezza...

Le grandezze che descrivono le proprietà della materia sono di due tipi: le grandezze estensive e le grandezze intensive (tabella 4). Sono estensive le proprietà fisiche di un materiale o di una sostanza che dipendono dalla dimensione del campione:...

Quando misuriamo con il termometro la temperatura di un corpo o di un oggetto, ricaviamo informazioni sul suo stato termico. La temperatura è una grandezza intensiva che ci fornisce una misura di quanto un corpo è caldo o freddo. Non bisogna perciò...

Una grandezza fisica molto importante in chimica è l'energia. Vedremo che tutti i fenomeni chimici che avvengono in natura oppure che riproduciamo in laboratorio sono coinvolti da scambi di energia con l’ambiente esterno. Ma che cos’è...

Il metodo scientifico viene applicato da ricercatori e scienziati in ogni attività di ricerca. Le fasi che lo caratterizzano sono le seguenti (figura 1): osservazione di un fenomeno: il ricercatore osserva il fenomeno e, per ottenere delle...

La qualità di una misura migliora se l’operazione si ripete più volte e se ne calcola il valore medio. Una singola misura è precisa se non si discosta dal valore medio. D’altro canto, se la media è vicina al risultato ritenuto vero, la misura...

Nella misurazione che abbiamo preso come esempio, l’ultima cifra del valore ottenuto non è sicura, cioè si tratta di una cifra incerta. Questo modo di esprimere il valore indica l’incertezza della misura. Un altro modo per indicare l’incertezza...

Un ottimo modo per scrivere, senza ambiguità, le misure è di far ricorso alla forma esponenziale, esprimendo il numero come potenza di 10 (tabella 2). Per scrivere un numero in forma esponenziale è necessario spostare la virgola in modo che alla...

La raccolta dei dati deve essere impostata in modo chiaro e razionale, seguendo un metodo ordinato che eviti il rischio di confusione e ambiguità e di perdita di dati, e che permetta successivamente la loro agevole elaborazione. Uno dei sistemi in...

Il mondo che ci circonda è costituito da materia. Qualsiasi oggetto presente in natura, come gli alberi e gli animali, o prodotto dall’uomo, come case e automobili, è una porzione di materia (figura 1). La chimica si occupa dello studio delle...

La materia può essere distinta in omogenea ed eterogenea. Per esempio, l’acqua contenuta in un bicchiere è visibilmente uniforme: in particolare, ogni piccola parte dell’acqua ha lo stesso colore e la stessa densità di qualsiasi altra parte....

Secondo il linguaggio comune, l’acqua potabile, il latte e l’aria che respiriamo in alta montagna sono puri; quindi, la parola purezza è sinonimo di «non contaminato». In chimica, l’aggettivo puro assume un significato più preciso. Quando il...

Le sostanze e i materiali possono passare, per effetto delle variazioni di temperatura o di pressione, da uno stato fisico a un altro. Nella figura 11 sono riportati tutti i possibili passaggi di stato e le loro denominazioni. Fornendo calore a un...

Con l’uso di opportuni filtri, è possibile separare particelle solide più o meno grandi da miscugli liquidi e gassosi. Il liquido scende per gravità verso il basso, lasciando sul filtro la parte solida (figura 19). Con questa tecnica è possibile...

Come abbiamo visto, la materia può presentarsi in tre stati di aggregazione: lo stato solido, lo stato liquido e lo stato gassoso (figura 1). Alcuni cambiamenti della materia sono semplici mutamenti dello stato fisico, altri consistono in variazioni...

Come detto poco sopra, il processo chimico che ci permette di determinare la composizione di una sostanza è chiamato analisi. I risultati di moltissime analisi ci confermano che tutti i materiali sulla Terra sono formati da due tipi di sostanze pure:...

Nel 1869 il chimico russo Dmitrij Ivanovič Mendeleev scoprì che gli elementi potevano essere classificati e ordinati sulla base delle loro proprietà chimiche e fisiche. Il risultato del suo lavoro e degli aggiustamenti successivi è la tavola...

Al giorno d’oggi è conoscenza comune il fatto che la materia è costituita da atomi, ma al termine «atomo» si associano immagini molto diverse. Gli atomi, infatti, sono così piccoli che la luce, con cui vediamo normalmente gli oggetti, non ci...

Nel 1803, l’inglese John Dalton arrivò alla conclusione che la materia fosse costituita da particelle piccolissime, gli atomi, che possono legarsi per formare molecole. L’ipotesi di Dalton poggia su solide basi sperimentali e su precise deduzioni...

Quanto abbiamo detto in precedenza si riferisce, in generale, a osservazioni che avvengono a livello di corpi e oggetti di dimensioni discrete; la determinazione delle grandezze intensive (punto di fusione, punto di ebollizione, ecc.) e di quelle...

Nei paragrafi precedenti abbiamo detto che la materia è formata da piccolissime particelle: gli atomi, le molecole e gli ioni. Tutte queste particelle non sono ferme, ma in continuo e inarrestabile moto. Inoltre, le particelle di solidi, liquidi e gas...

Nonostante Dalton fosse giunto alla conclusione che la materia è costituita da atomi indivisibili, i risultati delle ricerche successive hanno dimostrato che in realtà ogni atomo è costituito a sua volta da particelle più piccole, dette particelle...

Per completare la conoscenza del mondo microscopico, soffermiamoci sul nucleo, cioè sul cuore dell’atomo, e prendiamo in considerazione questi due fatti fondamentali: i nucleoni (le particelle del nucleo, protoni e neutroni) occupano uno spazio...

In un atomo, la distanza media di un elettrone dal nucleo è determinata dalla quantità di energia posseduta dall’elettrone: maggiore è l’energia, maggiore è la sua probabile distanza dal nucleo. Un elettrone con una scarsa quantità di energia...

Il legame covalente è responsabile della formazione delle molecole ed è reso possibile da una condivisione degli elettroni più esterni di ciascun atomo impegnato nel legame. Il legame covalente si forma quando due atomi mettono in comune una coppia...

Abbiamo appena visto come si formano i principali tipi di legami. In una reazione chimica i legami che costituiscono i reagenti si rompono per formare legami nuovi e diversi nei prodotti. Durante una trasformazione chimica la disposizione spaziale...

L’acqua è la sostanza che più caratterizza il nostro Pianeta rispetto a tutti gli altri del Sistema Solare. Dalle sue proprietà fisiche e chimiche dipendono moltissimi fenomeni naturali di estrema importanza, da quelli meteorologici, all’origine...

L’acqua allo stato aeriforme è costituita da molecole tutte uguali. Immaginiamo di avvicinare sempre di più tra loro queste molecole. Come si orienteranno l’una rispetto all’altra? La presenza di cariche parziali positive sugli atomi di...

La presenza del legame a idrogeno tra molecole vicine influenza fortemente le caratteristiche dell’acqua allo stato liquido e allo stato solido. Come sappiamo, allo stato solido le molecole occupano posizioni geometriche molto precise, in...

Le sostanze tendono spontaneamente a miscelarsi tra loro: basta osservare, per esempio, che cosa accade quando immergiamo una bustina di tè nell’acqua calda (figura 13). Affinché si formi una soluzione, cioè un miscuglio omogeneo di soluto (la...

Proteine, carboidrati, grassi , DNA, enzimi e ormoni sono soltanto alcuni dei termini con cui descriviamo la struttura e le funzioni che caratterizzano gli apparati di un organismo vivente. Pur differenziandosi per il grado di complessità, essi sono...

Prima di affrontare lo studio delle complesse molecole biologiche, illustriamo la struttura delle molecole organiche più semplici, cioè degli idrocarburi. Gli idrocarburi sono composti binari formati soltanto da carbonio e idrogeno. Si tratta di...

L’isomeria è il fenomeno per cui a una stessa composizione chimica corrispondono diverse disposizioni spaziali degli atomi costituenti. È una proprietà molto diffusa tra le molecole organiche perché gli atomi di carbonio possono concatenarsi tra...

Gli alcheni sono idrocarburi che presentano nella propria molecola un doppio legame carbonio-carbonio. Gli alchini, invece, presentano un triplo legame carbonio-carbonio.          Ciascuno dei due atomi di carbonio coinvolti nel legame multiplo...

Il termine aromatico che contraddistingue questa classe di idrocarburi è dovuto al caratteristico odore dei primi composti isolati. Oggi, il termine «aromaticità» indica una relativa stabilità chimica, che deriva dalla particolare struttura...

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...

I composti organici naturali sono stati utilizzati nell’industria chimica come veri e propri «mattoni» per la costruzione di molecole molto più complesse, che hanno trovato largo impiego nei più disparati settori. Si tratta dei cosiddetti...

I pochi milioni di sostanze prodotte artificialmente in laboratorio sono poca cosa, se paragonate ai quasi mille miliardi di biomolecole differenti 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 molto eterogenea di composti organici; essi hanno in comune la proprietà di essere insolubili in acqua ma solubili in solventi organici apolari. Le loro molecole sono infatti caratterizzate dalla preminenza della...

Le proteine sono presenti in ogni cellula vivente, sia essa vegetale o animale. Esse non solo hanno un ruolo strutturale, ma sono indispensabili per un normale funzionamento del nostro organismo. Gli enzimi, l’emoglobina del sangue (figura 9) e...

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...

La comparsa della prima cellula eucariote avvenne durante quel periodo di tempo della storia del nostro pianeta che chiamiamo Precambriano (figura 9). Il Precambriano comprende tre unità geocronologiche dette eoni: l’Adeano (prima di 3,8 miliardi di...

Come abbiamo visto, la Terra ha una storia molto lunga e le informazioni su come è comparsa la vita sul nostro pianeta sono davvero scarse e incerte; invece, grazie alla grande quantità di dati scientifici in nostro possesso, gli studiosi sono ormai...

Lo scienziato che ha influenzato maggiormente il pensiero di Darwin è stato probabilmente il geologo britannico Charles Lyell (1797-1875); uno dei libri che Darwin portò con sé nel suo viaggio intorno al mondo fu infatti il primo volume di Principi...

Il termine species in latino significa «tipo», perciò potremmo dire, molto semplicemente, che le specie sono i differenti tipi di organismi. Secondo il concetto biologico di specie, una specie è costituita da quegli organismi, molto simili tra...

Il campo delle scienze che si occupa degli aspetti teorici e pratici (e quindi anche delle regole) per classificare gli organismi, viventi ed estinti, è chiamato tassonomia. La suddivisione in gruppi avviene in base alle somiglianze e alle differenze...

I procarioti sono organismi microscopici, così piccoli che un grammo di suolo può contenerne più di 2 miliardi; come abbiamo visto nel Capitolo A1, i procarioti sono costituiti da una cellula il cui patrimonio genetico non è avvolto da una membrana...