Tra le proprietà fisiche dei materiali la principale è lo stato fisico. Sulla Terra si osservano tre stati fisici: lo stato solido, lo stato liquido e lo stato aeriforme. Questi tre stati, anche detti stati di aggregazione della materia, si...

Le unità di misura del sistema SI possiedono multipli e sottomultipli su base decimale. I fattori numerici che consentono di modificare l’unità di misura sono chiamati moltiplicatori decimali; nel SI vengono indicati con i prefissi riportati nella...

Il volume, come la massa, è una proprietà estensiva. Non esistono corpi materiali privi di volume, anche se è possibile che la stessa quantità di materia occupi volumi diversi, come accade quando comprimiamo l’aria in una siringa. In generale...

Quando una forza agisce su una superficie, gli effetti prodotti dalla forza dipendono non solo dall’intensità e dalla direzione di applicazione della forza, ma anche dalle dimensioni della superficie su cui viene distribuita: se la stessa forza...

Come abbiamo detto, l’energia di un corpo può modificarsi in virtù degli scambi che avvengono con l’ambiente esterno. Il passaggio di energia da un corpo all’altro può avvenire sia sotto forma di lavoro sia sotto forma di calore. Pertanto...

Spesso è difficile stabilire a occhio nudo se un materiale che ci appare omogeneo è una soluzione oppure una sostanza. Molti materiali come l’acqua demineralizzata, l’acqua potabile, l’ammoniaca, la benzina sono soluzioni, ma sembrano sostanze....

Molte trasformazioni producono cambiamenti profondi nelle sostanze. L’acido cloridrico contenuto in un detergente anticalcare, per esempio, corrode il marmo producendo una vivace effervescenza. In questo processo l’acido cloridrico e il carbonato...

Gli scambi di energia che avvengono durante le reazioni chimiche o nelle trasformazioni fisiche obbediscono al principio di conservazione dell’energia, anche detto primo principio della termodinamica. L’energia non può essere né creata né...

Esercizio guidato Quando 100 g di cloruro di sodio vengono decomposti si ottengono 60,7 g di cloro e 39,3 g di sodio: Scrivi l’equazione della reazione di decomposizione. Quanti grammi di cloro si ottengono decomponendo 25 g di cloruro di sodio?...

La tavola periodica rappresenta uno strumento potente per il chimico, perché fornisce in modo sintetico una descrizione chiara delle principali proprietà degli elementi. Una prima analisi delle proprietà chimiche e fisiche porta a dividere gli...

La teoria atomica oggi è accettata universalmente sia perché è in accordo con tutti i dati sperimentali, sia perché ha fornito la chiave interpretativa per spiegare in modo unitario ed esauriente fenomeni diversi come reazioni chimiche e...

Gli atomi dei vari elementi sono formati da un numero diverso di particelle subatomiche. In tutti gli atomi il numero di protoni è uguale al numero di elettroni; per que­sto motivo gli atomi sono neutri, anche se al loro interno sono presenti...

Nell’atomo gli elettroni non sono disposti l’uno dopo l’altro a distanza crescente dal nucleo, ma sono disposti secondo una precisa struttura elettronica. In questo libro non discuteremo le ragioni di questo comportamento, né descriveremo...

Esercizio guidato a. La formula HNO3 indica la composizione dell’acido nitrico: quanti elementi e quanti atomi contiene il composto?   Soluzione Il composto è formato da tre elementi: idrogeno, azoto e ossigeno. Ogni molecola contiene 1 atomo...

Il trasferimento o la condivisione di elettroni possono avvenire solo quando due atomi sono abbastanza vicini da far sì che il loro nucleo (che ha carica positiva) attiri a sé anche gli elettroni esterni dell’atomo vicino. Gi effetti possibili di...

Quando vengono a contatto due atomi che hanno elettronegatività uguale o simile (∆e < 1,9), non può avvenire un trasferimento di elettroni. In questi casi gli atomi possono aumentare il numero di elettroni nel livello esterno mettendo in...

Tutte le molecole sono neutre; tuttavia alcune di esse sono «sensibili» alla carica elettrica da cui vengono attratte. Le molecole d’acqua, per esempio, vengono attratte dalla plastica o dal vetro strofinati sulla lana (▶fìgura 10). Le molecole...

Il legame idrogeno è la forza di coesione che mantiene unite le molecole nell’acqua allo stato liquido o solido. L’atomo di ossigeno con una parziale carica negativa (δ−) di una molecola d’acqua è attratto dall’atomo di idrogeno con una...

I legami a idrogeno e la forte polarità delle piccole molecole d’acqua condizionano molte altre proprietà che si manifestano quando l’acqua si mescola con altre sostanze. Infatti il processo di solubilizzazione di una sostanza in acqua può...

Tutte le cellule del tuo corpo sono costituite da molecole, a loro volta formate da atomi legati tra loro. Gli atomi sono le particelle di cui è costituita la materia; in natura esistono diversi tipi di atomi: una molecola è formata da due o più...

L’osservazione di un fenomeno, come la formazione delle muffe, fa sorgere delle domande per rispondere alle quali gli scienziati compiono ulteriori osservazioni o approntano esperimenti. A guidare le nuove osservazioni o la progettazione degli...

Nel ghiaccio, che è acqua allo stato solido, le singole molecole occupano posizioni fisse e sono disposte ordinatamente le une accanto alle altre. La disposizione ordinata delle molecole è determinata rigidamente dalla geometria dei legami a idrogeno...

I quattro tipi principali di biomolecole (proteine, carboidrati, lipidi e acidi nucleici) sono presenti in tutti gli organismi viventi (▶figura). Ciascuno di essi svolge varie funzioni, come lo stoccaggio dell’energia, il sostegno meccanico, la...

Disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi derivano tutti da monosaccaridi che, in seguito a condensazione tra gruppi –OH, si sono uniti attraverso legami covalenti detti legami glicosidici. Un singolo legame glicosidico tra due monosaccaridi forma...

Le catene polipeptiche sono polimeri formati da amminoacidi che si uniscono per condensazione. I gruppi che partecipano alla reazione sono il gruppo amminico e il gruppo carbossilico legati al carbonio α. Viene persa una molecola d’acqua e si forma...

I lipidi e l’acqua tendono a non interagire e quando si mescolano formano due strati distinti, come puoi osservare versando in un bicchiere acqua e olio. Molte sostanze di importanza biologica, come gli ioni, gli zuccheri e gli amminoacidi liberi,...

Le cellule del fegato degli animali possiedono un reticolo endoplasmatico liscio molto esteso; qui alcuni enzimi regolano la demolizione del glicogeno e la quantità di zuccheri che vengono liberati nel sangue, mentre altri partecipano alla demolizione...

I microtubuli sono cilindri non ramificati, cavi, del diametro di 25 nm e lunghi fino a svariati micron (▶figura 19C). I microtubuli formano uno scheletro interno rigido e funzionano da intelaiatura lungo la quale le proteine motrici possono...

Il raggruppamento delle cellule in tessuti è reso possibile da due processi, entrambi a carico della membrana plasmatica: il riconoscimento cellulare, con cui una cellula si lega esclusivamente a cellule di un determinato tipo;...

Le cellule sono sistemi dinamici e al loro interno avvengono costantemente reazioni chimiche di tutti i tipi. L’insieme delle reazioni che avvengono all'interno di una cellula costituisce il metabolismo cellulare. Le reazioni metaboliche sono di...

Fin dall’antichità erano noti procedimenti che sfruttavano l’attività naturale degli enzimi, soprattutto le fermentazioni, da cui si ottengono i formaggi, il vino e numerosi altri prodotti di grande importanza. Bisogna tuttavia arrivare agli anni...

Tutte le membrane biologiche contengono proteine (vedi ▶figura 15). Il numero e il tipo di molecole proteiche dipende dalla funzione della membrana: nelle membrane plasmatiche si trova in genere una proteina ogni 25 molecole di fosfolipidi, mentre...

La diffusione semplice è il passaggio di piccole molecole attraverso il doppio strato fosfolipidico di una membrana. La diffusione semplice è molto veloce per le molecole idrofobiche, perchè sono solubili nei lipidi. Anche l’acqua e altre piccole...

L’esocitosi è il processo con cui materiali confezionati in vescicole sono secreti dalla cellula nel momento in cui la membrana della vescicola si fonde con la membrana plasmatica. L’evento che dà il via al processo è la formazione di...

Molte reazioni del metabolismo sono reazioni di ossidoriduzione. In una reazione di ossidoriduzione o reazione redox una sostanza cede uno o più elettroni a un’altra sostanza. Si chiama riduzione l’acquisto di uno o più elettroni da parte di un...

La maggior parte delle cellule utilizza il piruvato prodotto nella glicolisi per avviare il processo della respirazione cellulare; tale processo produce molto ATP, ma richiede la presenza di ossigeno. Tuttavia, alcune cellule possono vivere anche in...

I pigmenti vengono utilizzati nella fase luminosa della fotosintesi. In questa fase si consumano molecole di acqua e vengono utilizzate molecole di ADP e di NADP, un nucleotide simile al NAD+ che può ridursi acquistando elettroni ed energia....

Nella mitosi, un nucleo dà origine a due nuclei figli geneticamente identici fra loro e al nucleo iniziale. Sebbene la mitosi sia una successione continua di eventi, conviene suddividerla in una serie di stadi che prenderemo in considerazione uno a...

Come la mitosi, la meiosi è preceduta da un’interfase che comprende una sottofase S durante la quale si ha la duplicazione di ciascun cromosoma. Perciò all’inizio della meiosi ogni cromosoma è composto da due cromatidi fratelli, tenuti insieme...

Paradossalmente, chi più di tutti contribuì a superare i difetti presenti nella teoria di Lamarck fu un fiero antievoluzionista: Georges Cuvier (▶figura 2). Darwin infatti utilizzò come prove a favore della sua teoria evolutiva anche i dati...

Per tutto il primo miliardo di anni la Terra ha rappresentato un luogo poco ospitale per la vita, e infatti era disabitata. Se immaginiamo di comprimere la storia della Terra in una pagina di calendario, la probabile origine della vita cade a metà...

Sebbene la maggior parte dei batteri siano benefici o innocui per la nostra salute, alcune specie sono patogene, possono cioè provocare malattie anche gravi. Le conseguenze di un’infezione batterica dipendono da numerosi fattori, tra i quali...

Tra i protisti troviamo anche specie che possono dar luogo a forme pluricellulari abbastanza estese e complesse, spesso alternate a fasi di vita unicellulari. Alcuni di questi organismi in passato erano classificate tra i funghi, mentre altri fanno...

L’avvento delle piante vascolari è segnato dalla comparsa, avvenuta 440 milioni di anni fa, di un innovativo tipo di cellula, la tracheide (▶figura13A). Questo evento portò all’evoluzione di un sistema vascolare che fornisce sostegno alla...

I licheni sono simbiosi mutualistiche fra un fungo e un organismo fotosintetico. Un lichene dunque non è un singolo organismo, ma corrisponde piuttosto all’unione di due organismi differenti: un fungo e un microrganismo fotosintetico (un’alga o...

Nel ciclo vitale degli animali, lo zigote il frutto della fecondazione di una cellula uovo da parte di uno spermatozoo) va incontro a una serie di rapide divisioni cellulari che originano un embrione pluricellulare. Il primissimo stadio embrionale, di...

I pesci sono i più antichi gnatostomi e comprendono molte specie adattate ad ambienti di acqua dolce o salata. La ▶figura 10 mostra il piano strutturale di un pesce, con le caratteristiche dei vertebrati messe in evidenza: la colonna vertebrale;...

Sebbene gli uccelli possiedano molti caratteri esclusivi, i biologi sono da tempo concordi nel collocare questi animali tra i rettili. Si ritiene infatti che gli antenati degli uccelli siano stati un gruppo di dinosauri predatori con i quali essi...

Mendel eseguì diverse serie di incroci. Nella prima parte del suo lavoro egli decise di considerare l’ereditarietà di un solo carattere per volta in un grande numero di piantine, e operò nel modo seguente: Per ciascun carattere scelse piantine...

Per verificare l’ipotesi che nella generazione F1 a seme liscio esistessero due possibili combinazioni alleliche (LL e Ll), Mendel eseguì un testcross (▶figura 7), ovvero un incrocio di controllo che permette di scoprire se un individuo che...