La materia, le sostanze e la loro trasformazione

     Per facilitare lo studio e il recupero dei concetti essenziali su uno dei temi iniziali del percorso di chimica, propongo due semplici rappresentazioni schematiche che consentono una visione d’insieme su “materia e sostanze”. Segue lo schema sulle “Trasformazioni fisiche e chimiche” della materia.

     Ricordo che “materia” è tutto ciò che ci circonda e noi stessi siamo fatti di materia. L’intero Universo conosciuto è costituito da materia, senza dimenticare però che nell’ultimo secolo la fisica quantistica ha dimostrato l’esistenza di una fondamentale simmetria tra le particelle elementari: per ciascuna di esse ne esiste un’altra della stessa massa, ma di carica elettrica opposta, definita “antimateria”.

     Comunque la materia che conosciamo a questo livello scolastico, in qualunque stato si trovi, possiede una massa, un volume ed energia. Agli stati di aggregazione classici della materia, solido, liquido ed aeriforme, bisogna aggiungere lo stato di plasma, il più diffuso nell’Universo, lo stato della materia (prevalentemente idrogeno ed elio) che si trova nelle stelle. Gli schemi in basso permettono di richiamare i concetti fondamentali sull’argomento.

Video: La materia e le sue trasformazioni. Gli stati della materia. Miscugli e composti (1). Miscugli e composti (2).  

CERN: CONTINUA LA CACCIA ALLE PARTICELLE ELEMENTARI

STORIA DELLA SCIENZA: AVOGADRO

 Amedeo Carlo Avogadro Conte di Quaregna e Cerreto (Torino, 1776 – Torino, 1856) è stato un fisico e chimico italiano. Nato in un’antica famiglia nobile piemontese, Amedeo Avogadro fu un brillante studente, si laureò molto giovane in diritto ecclesiastico e iniziò a praticare. Comunque, poco dopo si dedicò allo studio della fisica e della matematica, le sue scienze preferite, e nel 1809 cominciò a insegnarle al liceo di Vercelli (dove la sua famiglia aveva dei possedimenti). Durante la sua permanenza a Vercelli scrisse una memoria nella quale formulò un’ipotesi che viene oggi chiamata Legge di Avogadro: "Volumi uguali di gas, nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, contengono lo stesso numero di molecole".

Avogadro sviluppò questa ipotesi dopo che Joseph Louis Gay-Lussac pubblicò la sua legge sui volumi (e i gas combinati) nel 1808. La principale difficoltà che Avogadro dovette risolvere fu la grande confusione che regnava al tempo su atomi e molecole – uno dei più importanti contributi del lavoro di Avogadro fu quello di distinguere gli uni dalle altre, ammettendo che anche particelle semplici potevano essere composte da molecole, e che queste ultime sono composte da atomi. John Dalton, ad esempio, non considerava questa possibilità. Avogadro in realtà non usò la parola "atomo" in quanto i termini "atomo" e "molecola" erano usati in maniera quasi indistinta. Egli considerava l’esistenza di tre tipi di "molecole", comprese le "molecole elementari" (i nostri "atomi"). Oltre a ciò, diede una particolare attenzione alla definizione di massa, come distinta dal peso. Solamente con gli studi di Gerhardt, Laurent e Williamson sulla chimica organica, fu possibile dimostrare che la Legge di Avogadro era indispensabile a spiegare perché la stessa quantità di molecole, portate allo stato di vapore, avessero lo stesso volume.