== La tavola periodica di Mendeleev == ▼= L'atomo e la materia =
L'atomo è la più piccola particella della materia ed è indistruttibile (a meno che non si ricorra a reazioni nucleari).
<quiz display=simple>
In natura esistono '''92''' tipi di atomi detti '''elementi''' (idrogeno, carbonio, ossigeno ...). Altri 26 elementi sono artificiali, costruiti in laboratorio.
{Mendeleev fu il primo scienziato a proporre una tavola periodica, ordinando gli elementi fino ad allora noti in base ...
|type="[]"}
Gli elementi naturali si formano con le reazioni nucleari che avvengono all'interno delle stelle (quindi anche nel Sole). Gli elementi più pesanti del ferro si formano solo in seguito ad esplosione di supernove (stelle particolarmente grandi che esplodono a fine vita).
- al numero atomico (numero di protoni)
+ alle masse atomiche
La materia (il materiale di cui sono fatti gli oggetti) è formata da aggregati di atomi, più o meno uniti in vario modo.
+ alla reattività degli elementi
- alla carica degli elementi in forma ionica
== La struttura dell'atomo ==
</quiz>
[[File:Atomo di carbonio.svg|miniatura|Struttura dell'atomo di carbonio]]
L’atomo è l’unità fondamentale della materia e tutti gli atomi sono formati dalle stesse particelle subatomiche. Quindi un atomo è formato da:
* una zona centrale detta '''nucleo''': costituito da '''protoni''' (particelle dotate di <u>massa</u> e <u>carica positiva</u>) e '''neutroni''' (particelle neutre dotate di una <u>massa</u> paragonabile a quella dei protoni); la carica positiva vale per convenzione '''+1'''. Particolarmente importante è il '''numero di protoni''' (le uniche particelle ad avere sia massa che carica) poiché definisce il tipo di atomo, ovverosia l'elemento, e viene indicato come '''numero atomico'''. In genere il numero di neutroni è simile (a volte uguale) al numero di protoni. <u>Protoni e neutroni, avendo una massa significativa, definiscono la massa dell'atomo</u>. La loro somma si chiama '''numero di massa'''.
* spazio attorno dove si muovono gli '''elettroni''' (particelle con <u>carica negativa</u> e massa trascurabile rispetto a quella di un protone o di un neutrone). La carica di un elettrone è uguale e opposta a quella di un protone e vale '''-1'''. Se Il numero di elettroni eguaglia il numero di protoni l’atomo è neutro, in quanto le cariche opposte si annullano a vicenda. Un atomo è in grado di perdere o prendere elettroni e quindi di variare la sua carica elettrica.
Il nucleo è molto piccolo rispetto alle dimensioni dell'atomo: se un nucleo fosse grande come una biglia in mezzo ad un campo da calcio, gli elettroni si muoverebbero negli spalti.
Le varie specie atomiche differiscono, in primo luogo, per il numero atomico e sono ordinate in tavola periodica (vedi figura) secondo il numero atomico crescente.
E’ intuibile che all’aumentare del numero dei protoni cresce in misura pressoché proporzionale anche il numero dei neutroni: se, però, il numero dei protoni è esclusivo di una determinata specie atomica, il numero dei neutroni può variare nell’ambito della stessa specie atomica. '''Atomi della stessa specie con diverso numero di massa vengono denominati isotopi''' (dal greco ίσος τόπος, stesso luogo). Vediamo degli esempi:
* '''l'idrogeno'''. Il nucleo dell’idrogeno è, di fatto, un protone e, quindi, nella sua costituzione non dovrebbe rientrare alcun neutrone: in natura, tuttavia, esiste una piccola percentuale di deuterio e in laboratorio si può sintetizzare il trizio che presentano rispettivamente un neutrone e due neutroni. '''<sup>1</sup><big>H</big>''' idrogeno propriamente detto, quello più comune '''<sup>2</sup><big>H</big>''' deuterio '''<sup>3</sup><big>H</big>''' trizio Il numero in alto a sinistra rispetto al simbolo rappresenta il numero di massa, comprensivo, come si è detto, del numero atomico, che per l’idrogeno è uno: possiamo, quindi, verificare che l'isotopo dell’idrogeno più comune (99,9%) non presenta alcun neutrone a costituire il proprio nucleo, il deuterio (0,01%) ne presenta uno e il trizio (sintetico) due.
* '''il carbonio''' '''<sup>12</sup><big>C</big>''' '''<sup>13</sup><big>C</big>''' '''<sup>14</sup><big>C</big>''' Il carbonio - 12 (98,9%) ha un nucleo costituito da sei protoni e sei neutroni, il carbonio – 13 (1,1%) ha sette neutroni mentre il carbonio - 14 (tracce) presenta otto neutroni: quest’ultimo è l’isotopo più pesante del carbonio ed è radioattivo.
▲== La tavola periodica ==
[[File:Tavola periodica ita.svg|miniatura|La tavola periodica mostra i vari tipi di atomi]]
[[File:Periodic table (metals–metalloids–nonmetals, 32 columns).png|sinistra|miniatura|369x369px|Metalli (beige), semimetalli (grigio scuro), non metalli (azzurro)]]
La tavola periodica è una tabella in cui sono presenti tutti i tipi di atomi, gli elementi, sia naturali (92) che artificiali. Sono ordinati in base al numero atomico (Z), cioè in base al numero di protoni. Gli elementi compaiono con il loro simbolo (H, C, Ca, Fe, Cu, ecc.)
È strutturata in righe (periodo) e colonne (gruppi). Gli elementi che stanno nello stesso gruppo hanno caratteristiche chimiche simili.
Si possono individuare tre gruppi di elementi: metalli, non metalli, semimetalli (vedi immagine). I metalli stanno nella zona di centro e sinistra, i non metalli stanno a destra. Gli elementi di confine che stanno sulla diagonale sono i semimetalli. Vediamo alcuni esempi di gruppi importanti.
Il '''gruppo I''' (la prima colonna a sinistra) sono i '''metalli alcalini''', estremamente reattivi, anche con l'acqua.
Il '''gruppo VIII''' sono i '''gas nobili''', gas monoatomici che non partecipano mai a reazioni chimiche.
== La materia ==
La materia è formata da atomi che si aggregano tra loro, in vario modo.
La materia può essere formata da '''sostanze pure''' (o brevemente: sostanze) o '''miscugli''' di sostanze pure.
[[File:Mappa materia.jpg|centro|senza_cornice|617x617px]]
=== Sostanze pure ===
Sono sostanze in cui gli atomi non si aggregano causalmente, ma secondo un certo criterio. Sono chimicamente definite ed esprimibili con una formula chimica, ad es. H<sub>2</sub>O, O<sub>2</sub>, CaCO<sub>3</sub>, Fe. Possono essere elementi o composti. In natura non esistono sostanze perfettamente pure perché ci sono sempre delle impurità, in laboratorio invece è possibile ottenere sostanze quasi pure (anche qui però qualche impurità ci può essere)
==== Elementi ( o sostanze elementari) ====
Sono sostanze pure formate da '''un solo tipo di atomo'''. Gli atomi si possono unire tra loro così come sono, come accade nei metalli (ad es. un pezzo di ferro è formato da tanti atomi di ferro vicini tra loro), oppure si legano tra loro in piccolo numero per formare delle molecole (come l'ossigeno che respiriamo formato da due atomi legati tra loro) che a loro volta si uniranno per formare la materia (tranne che nello stato gassoso dove le molecole sono distanti tra loro). La formula chimica ci aiuta a capire questa differenza.
Vediamo degli esempi:
* '''Esempio 1''': un pezzo di rame (ammesso che ci sia solo rame...) è una sostanza pura formata da tanti atomi di rame vicini tra loro
* '''Esempio 2''': lo iodio; si presenta come un solido, è formato da molecole biatomiche I<sub>2</sub> legate tra loro a formare una sostanza solida. La formula chimica I<sub>2</sub> pertanto ci chiarisce che si tratta di una sostanza formata da molecole biatomiche.
<gallery>
File:Iron electrolytic and 1cm3 cube.jpg|Ferro: una sostanza elementare formata da tanti atomi di ferro vicini tra loro. Formula: Fe
File:Boîte d'oxygène dans un centre de santé au Bénin 02.jpg|Bombola di ossigeno. È un elemento formato da molecole biatomiche O<sub>2</sub>
File:1-1111 CU-solderfitting-type 5041.jpg|Il rame è un elemento formato da tanti atomi di rame vicini tra loro. Formula: Cu.
File:Sample of iodine.jpg|Lo iodio è un elemento solido, ma formato da molecole biatomiche: formula I<sub>2</sub>
</gallery>
==== Composti ====
Sono sostanze pure formate da '''due o più tipi di elementi'''. Anche in questo caso la '''formula chimica''' permette di capire quali sono gli elementi presenti nel composto e in quale proporzione. Ad esempio l'acqua H<sub>2</sub>O è un composto perché è formata da idrogeno e ossigeno, nella proporzione due atomi di idrogeno per ogni atomo di ossigeno. Il gesso è un composto perché è formato da calcio, zolfo e ossigeno (CaSO<sub>4</sub>) nella proporzione 4 atomi di ossigeno per ogni atomo di calcio e zolfo. La formula chimica di un composto non chiarisce se si tratta di una molecola o di composti ionici.<gallery>
File:2006-01-28 Drop-impact.jpg|L'acqua è un composto (H<sub>2</sub>O)
File:Craie2.jpg|Il gesso è un composto formato da calcio, zolfo e ossigeno (CaSO<sub>4</sub>)
File:Chlorid sodný.PNG|IL sale da cucina è un composto (NaCl)
File:Würfelzucker -- 2018 -- 3582.jpg|Lo zucchero (saccarosio) è un composto (C<sub>12</sub>H<sub>22</sub>O<sub>11</sub>)
</gallery>
=== Miscugli di sostanze ===
In natura le sostanze pure si presentano sempre (più o meno) mescolate tra loro a formare dei miscugli.
Un '''miscuglio''' è un sistema costituito da '''due o più sostanze pure'''.
A differenza delle sostanze pure i miscugli non hanno delle caratteristiche ben definite: ad esempio sappiamo che l’acqua pura solidifica a 0° C ma qual è la temperatura di congelamento dell’acqua salata? Non c’è una risposta univoca, la temperatura varia in dipendenza della composizione della miscela di acqua e sale.
'''I miscugli possono essere omogenei o eterogenei'''
* '''miscuglio omogeneo (soluzione)''': è un miscuglio in cui '''non''' si distinguono più le componenti del miscuglio. Vengono anche dette '''soluzioni''': ad es. zucchero (o sale) sciolto in acqua, il the, le bevande, le leghe metalliche, l'aria (miscuglio di vari gas)
* '''miscuglio eterogeneo''': è un miscuglio in cui si distinguono (al limite al microscopio) le componenti del miscuglio: ad es. acqua e sabbia, il granito, il fumo.
<gallery>
File:SaltInWaterSolutionLiquid.jpg|Una soluzione di acqua e sale (quando il sale sarà sciolto)
File:Beer Mythos Chania.jpg|La birra è una soluzione di acqua, alcol ed altri aromi (la schiuma però è un miscuglio eterogeneo!)
File:Bronze horse Louvre Br90.jpg|Il bronzo è una lega, cioè una soluzione solida di rame e stagno
File:Clouds and blue sky in Russia. IMG 012.jpg|L'aria è una soluzione di gas, le nuvole sono un miscuglio eterogeneo di aria e goccioline d'acqua
File:Biotite Granite - Igneous Rock.jpg|Il granito è un miscuglio eterogeneo di vari minerali
File:Defense.gov photo essay 100506-N-6070S-346.jpg|Il fumo è un miscuglio eterogeneo di aria e polveri solide
File:Foam - big.jpg|Schiuma: un miscuglio eterogeneo tra liquido e gas
File:Nebel in der Region Rhön 01386.jpg|La nebbia è come una nuvola a bassa quota
</gallery>
| 