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...

La chimica è una scienza sperimentale che studia la materia, la sua struttura, le sue proprietà e le sue trasformazioni. Si definisce materia tutto ciò che possiede massa e volume. La materia (▶figura 1) si presenta ai nostri occhi sotto forma...

La chimica, e più in generale le scienze sperimentali, si sono sviluppate grazie a un metodo di lavoro estremamente rigoroso, chiamato metodo sperimentale o metodo scientifico, che ha consentito di raggiungere traguardi importanti nella conoscenza...

Le leggi e le teorie della chimica descrivono e spiegano il comportamento della materia a livello macroscopico e microscopico. Tra fenomeni macroscopici e struttura microscopica della materia esiste una stretta relazione: ogni fenomeno chimico che...

Un esperimento non è la registrazione di un fenomeno naturale: è un’osservazione progettata per uno scopo e svolta in condizioni controllate. La parte di mondo materiale che si sta esaminando è chiamata sistema, tutto ciò che circonda il sistema...

Le grandezze che descrivono le proprietà fisiche della materia possono essere di due tipi: estensive o intensive (▶tabella 4). Le proprietà di un materiale che dipendono dalle dimensioni del campione sono grandezze estensive. Le proprietà che non...

Non si può stabilire che cosa sono le forze senza osservare gli effetti che esse producono. Diciamo che è necessaria una forza per sollevare una sedia, o per aprire una lattina, o per fermare un pallone che sta entrando in rete (▶figura 10). In...

La temperatura è una grandezza fondamentale del SI, più semplice da misurare che da definire. Tutti, infatti, sappiamo come si utilizza un termometro, ma difficilmente siamo in grado di spiegare il significato del temine temperatura. Partiamo quindi...

Osservando il mondo che ci circonda, possiamo notare che esiste una varietà pressoché illimitata di materiali; i materiali che sono formati da un solo tipo di componente sono chiamati sostanze pure. Una sostanza pura è un materiale che ha una...

A temperatura ambiente le sostanze non si presentano tutte nel medesimo stato fisico: l’acqua è liquida, l’alluminio è solido, l’ossigeno e il diossido di carbonio sono gas. Lo stato fisico però non è una condizione permanente: le sostanze...

Molte reazioni chimiche producono non solo un cambiamento delle qualità dei materiali trasformati, ma anche una variazione apparente del loro volume e della loro massa. Per esempio una candela che brucia reagendo con l’ossigeno dell’aria si...

Lo studio delle reazioni chimiche permette di individuare due tipi di sostanze diverse: i composti e gli elementi. Un composto è una sostanza che, attraverso una reazione chimica, può essere suddivisa in sostanze più semplici. La zucchero...

Ogni elemento viene identificato per mezzo di un nome e di un simbolo. I simboli sono costituiti da una o più lettere; la prima è sempre maiuscola, le altre, quando sono presenti, sono sempre minuscole. Per esempio, il simbolo dell’ossigeno è O,...

La prima teoria atomica venne formulata dal chimico inglese Dalton nel 1808 per spiegare le leggi di Lavoisier e Proust, e per rispondere agli interrogativi che nascevano dalle osservazioni su elementi e composti. Perché i composti hanno una...

Alcuni materiali, come il vetro, l’ambra e la plastica, quando vengono strofinati con un panno di lana acquistano la capacità di attrarre corpi leggeri come piccoli pezzetti di carta o piume (▶figura 7). Poiché il vetro e la plastica attirano la...

 Nei primi anni del Novecento gli esperimenti condotti dal fisico neozelandese sir Ernest Rhuterford (1871-1937)  (▶figura 11) dimostrarono che all’interno di ogni atomo si trova un corpo centrale minuscolo e denso, il nucleo, circondato da...

Come abbiamo visto nel capitolo 4, un elemento è una sostanza formata da atomi con uguale numero atomico; i composti sono sostanze che contengono atomi o ioni di elementi diversi, combinati in rapporti numerici definiti e caratteristici. La...

Nel capitolo 3 abbiamo stabilito un criterio operativo per riconoscere una reazione: si definisce reazione un fenomeno in cui si formano sostanze con proprietà diverse da quelle iniziali, anche se contengono gli stessi elementi. Perché i prodotti,...

La massa in grammi di un atomo, chiamata massa assoluta, non è un dato interessante per i chimici in laboratorio per due ragioni: Misurarla non è semplice: nessuna bilancia infatti ha una sensibilità abbastanza elevata da poter rilevare valori...

Nel capitolo 4 abbiamo visto che gli elettroni si dispongono intorno al nucleo occupando livelli energetici a distanze via via crescenti. Ogni livello può contenere un numero preciso di elettroni e tutti gli elementi riempiono i livelli seguendo il...

Il legame ionico si instaura tra un elemento con bassa elettronegatività e un elemento con alta elettronegatività, che si scambiano elettroni in modo che i loro atomi abbiano il livello esterno completo. L’atomo più elettronegativo acquista...

Le molecole, come abbiamo detto, sono particelle formate da atomi uniti da legami covalenti; nelle molecole, gli atomi hanno una disposizione spaziale ben precisa. Ogni molecola ha una forma definita, che dipende principalmente dagli angoli di legame....

Quando le molecole si trovano vicine l’una all’altra possono attrarsi reciprocamente, formando veri e propri legami chimici. Le forze che agiscono tra molecole vicine sono dette legami intermolecolari e sono legami deboli di natura elettrica. I...

Le soluzioni liquide sono miscele con solvente liquido e soluto liquido, solido o aeriforme. Diversamente dai gas, che si mescolano in qualunque proporzione, i liquidi non sono in grado di portare in soluzione qualunque sostanza. In quali casi si...

Gli organismi viventi condividono molte proprietà peculiari, che non si trovano nel mondo inanimato: tutti gli organismi sono fatti di cellule; le cellule contengono informazioni ereditarie scritte in un linguaggio genetico universale (ovvero...

Nelle loro ricerche, i biologi utilizzano numerosi strumenti e procedure. Tuttavia, a prescindere dalle tecniche impiegate, l’esplorazione scientifica della vita presenta alcune tappe ricorrenti e facilmente riconoscibili. Davanti a un fenomeno di...

L’acqua, che costituisce il 70% del nostro corpo, è indispensabile per ogni forma di vita; è probabilmente il mezzo nel quale la vita ha avuto origine e si è evoluta durante i primi miliardi di anni. Le molecole di acqua possiedono due...

Le molecole biologiche, o biomolecole, sono presenti in tutti gli esseri viventi e sono molto diverse dall’acqua e dalle piccole molecole che si trovano nell’atmosfera o nelle rocce. Innazitutto sono tutte composti organici, cioè composti del...

Il primo gruppo di biomolecole che tratteremo in questo capitolo è costituito dai carboidrati. Le categorie di carboidrati biologicamente importanti sono quattro: i monosaccaridi (mono, uno; saccaride, zucchero), sono molecole di...

Il secondo gruppo di biomolecole che studieremo in questo capitolo è costituito dalle proteine. Le proteine sono polimeri formati da monomeri detti amminoacidi, uniti a formare lunghe catene, chiamate catene polipeptidiche. Una proteina è formata...

La terza classe di biomoleocle che studieremo è costituita dai lipidi. I lipidi sono biomolecole apolari e insolubili in acqua che contengono prevalentemente carbonio e idrogeno. Quando si vengono a trovare sufficientemente vicine,...

Il quarto e ultimo gruppo di biomolecole è quello degli acidi nucleici. Gli acidi nucleici sono polimeri composti di monomeri detti nucleotidi. Ogni nucleo­tide è formato da uno zucchero pentoso, da un gruppo fosfato e da una base azotata. Le basi...

Le cellule che compongono gli esseri viventi sono minuscole: il volume di una cellula, infatti, varia da 1 µm3 (micron cubi: un micron è pari a un millesimo di millimetro, cioè 1 µm = 10–3 mm = 10–6 m) a 1000 µm3 (▶figura 1). Tuttavia non...

Tutte le cellule procariotiche possiedono la stessa struttura di base (▶figura 5): Sono delimitate da una membrana detta membrana plasmatica, sempre composta da un doppio strato di molecole di fosfolipidi. La membrana plasmatica permette alla...

Come le cellule procariotiche, le cellule eucariotiche sono delimitate dalla membrana citoplasmatica e contengono citoplasma, ribosomi e DNA; tuttavia hanno una struttura interna più complessa di quella delle cellule batteriche. Esse infatti sono...

Nelle cellule animali, il nucleo (▶figura 9) ha un diametro di circa 5 µm, sensibilmente maggiore del diametro di molte cellule procariotiche. Il nucleo svolge varie funzioni: è il luogo in cui avviene la duplicazione del DNA; è la sede del...

L’osservazione al microscopio elettronico di una cellula eucariotica rivela una rete di membrane interconnesse che si dirama per tutto il citoplasma della cellula eucariotica formando tubuli e sacchetti appiattiti. L’insieme di queste membrane...

Nelle cellule eucariotiche, la demolizione delle molecole di nutrienti inizia nel citosol. I composti che risultano da questa degradazione parziale entrano nei mitocondri e vengono definitivamente distrutti; l’energia chimica che contenevano viene...

Questi componenti del citoscheletro hanno tipicamente un diametro di circa 7 nm e possono essere lunghi svariati micrometri. I microfilamenti sono polimeri costituititi da molecole di una proteina contrattile chiamata actina, che svolge numerose...

La parete cellulare delle cellule vegetali è una struttura semirigida situata esternamente alla membrana plasmatica (▶figura 24), composta da fibre di cellulosa immerse in proteine e polisaccaridi complessi. La parete cellulare svolge nelle cellule...

L’energia è una proprietà che possiedono tutti i corpi e si manifesta ogni volta che essi subiscono una trasformazione fisica o una trasformazione chimica. Si definisce energia la capacità di produrre calore o compiere un lavoro. Lavoro e...

Una molecola di ATP è formata dalla base azotata adenina legata a una molecola di ribosio (uno zucchero a cinque atomi di carbonio) che porta attaccata una sequenza di tre gruppi fosfato (▶figura 6A), ognuno dei quali reca una carica negativa. La...

È possibile che una reazione esoergonica proceda molto lentamente, anche se produce una gran quantità di energia. Alcune reazioni infatti sono lente perché esiste una soglia energetica fra reagenti e prodotti. Pensa a un comune accendino (▶figura...

Le membrane biologiche hanno in comune molte proprietà perché condividono la medesima organizzazione molecolare. Esse devono la propria struttura fisica e il proprio funzionamento ai loro costituenti: lipidi, proteine e carboidrati. I componenti...

Se lasci cadere una goccia di inchiostro in un bicchiere d’acqua, vedrai le particelle colorate, che all’inizio sono molto concentrate, diffondersi lentamente (▶figura 20). Anche senza bisogno di mescolare, alla fine la concentrazione...

Con il termine generale di endocitosi si intende un insieme di processi che introducono nella cellula eucariotica micromolecole, macromolecole, grosse particelle e perfino piccole cellule. Durante l’endocitosi, la membrana plasmatica si introflette...

Tutte le cellule hanno bisogno di molecole organiche ad alto contenuto energetico, per esempio i carboidrati, per sintetizzare ATP. Da questo punto di vista esistono strategie differenti nel mondo dei viventi (▶ figura 1). Gli eterotrofi ricavano...

Il glucosio è una molecola che ha un elevato contenuto energetico, paragonabile a quello di un combustibile. In effetti se proviamo a bruciarlo sulla fiamma si comporta come il metano: reagisce con l’ossigeno gassoso (O2) per formare diossido di...