Atomi e molecole

Materie:	Appunti
Categoria:	Biologia
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Data:	02.11.2000
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Ogno materia и composta da atomi, le piщ piccole particelle degli elementi chimici. Gli atomi sono costituiti a loro volta da particelle piщ piccole: il nucleo di un atomo contiene protoni carichi positivamente e neutroni, che non hanno carica. Il numero atomico di un atomo и uguale al numero dei protoni presenti nel suo nucleo; il peso atomico invece и la somma del numero di protoni e neutroni preseni nel suo nucleo. Le proprietа chimiche di un atomo sono determinate dai suoi elettroni, piccole particelle cariche negativamente che si trovano esternamente al nucleo e "orbitano" attorno ad esso. Il numero di elettroni di un atomo и uguale al numero dei protoni.
Gli isotopi sono atomi che differenziano dagli altri atomi dello stesso elemento chimico per peso atomico, ma non per numero atomico stesso elemento chimico e quindi contengono lo stesso numero di protoni, ma un diverso numero di neutroni. Perciт gli isotopi di un elemento hanno lo stesso numero atomico ma differente peso atomico.
Gli elettroni di un atomo hanno differenti quantitа di energia. Gli elettroni piщ vicini al nucleo hanno meno energia di quelli piщ lontani e sono quindi ad un livello energetico piщ basso. Un elettrone tende a passare al piщ basso livello di energia libero ma, con un apporto di energia, puт essere spinto ad un livello di energia piщ alto. Quando l'elettrone torna ad un livello piщ basso libera l'energia acquisita.
Il comportamento chimico di un atomo и determinato dal numero e dalla distribuzione dei suoi elettroni ai vari livelli. Un atomo ha la massima stabilitа quando i suoi livelli energetici sono occupati completamente. Il primo livello puт contenere 2 elettroni su una sola "orbita"; il secondo e il terzo livello possono contenerne 8 ciascuno; cosм si comportano gli atomi piщ piccoli.. Le reazioni chimiche tra atomi sono il risultato della tendenza degli atomi a raggiungere la massima stabilitа.
Le particelle, formate da piщ atomi, sono dette molecole e sono tenute insieme da "legami chimici": due tipi comuni di legami sono il legame ionico e quello covalente.
"Legami
Due atomi aventi livelli di energia piщ esterno incompleto, detti ioni, cercano di raggiungere la stabilitа acquisendo o cedendo un numero di elettroni. Ad esempio un atomo di H (idrogeno) con un elettrone nel suo livello piщ esterno, cede un elettroni ad un altro atomo di H in modo che tutti e due gli atomi raggiungano la stabilitа. Ma vendo ceduto un elettroni, il primo atomo di H si troverа con una carcica positiva che attrae il secondo atomo di H che, avendo acquisito un elettroni, ha una carica negativa. Questo и detto legame ionico.
Nel legame covalente invece, i due atomi mettono in comune un certo numero di lettroni che permette loro di comletare i livelli di energia piщ esterni. Si otterrа quindi una coppia di elettroni che viaggiano insieme su un nuovo orbitale che passa attorno a tutti e due gli atomi. Nei legami covalenti che si formano tra atomi di elementi diversi, gli elettroni condivisi tendono a passare maggior tempo attorno all'atomo con maggiore attrazione; in questo modo si forma un atomo con una leggera carica negativa che attrae il secondo atomo avente una leggera carica positiva.Questi sono detti legami covalenti polari"
Le reazioni chimiche, che sono scambi di elettroni fra atomi, possono essere rappresentate da equazioni chimiche. Vi sono tre tipi fondamentali di reazioni chimiche:
1) combinazione di due o piщ sostanze per formarne un'altra differente;
2) dissociazione di una sostanza in altre due o piщ;
3) scambio di atomi fra due o piщ sostanze.
Le sostanze formate da due o piщ differenti elementi chimici, in una proporzione definita costante, sono definiti composti chimici.
Gli esseri viventi sono costituiti dagli stessi componenti chimici e fisici dei non viventi e obbediscono alle stesse leggi chimiche e fisiche. Sei elementi costituiscono il 99% di tutta lamateria vivente (carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, fosforo zolfo, definiti con la sigla CHNOPS). Gli atomi di questi elementi sono piccoli e formano legami covalenti forti e stabili. Con l'eccezione dell'idrogeno, tutti possono formare legami covalenti con due o piщ atomi. Le proprietа di una molecola complessa dipendono dall'organizzazione degli atomi nella molecola. Analogalmente, le proprietа di una cellula dipendono dal'organizzazione delle molecole nella cellula, e l eproprietа di un organismo pluricellulare, dipendono dall'organizzazione delle cellule nel suo corpo. L'ultimo livello di organizzazione biologica, la biosfera, и la sintesi delle interazioni delle piante, degli animali e dei microrganismi della Terra tra loro con i fattori fisici dell'ambiente.