Classificazione degli elementi e trasformazioni della materia

Questo capitolo approfondisce la classificazione degli elementi chimici e introduce il concetto di trasformazioni della materia.

Esempio: Il carbonio e lo zolfo sono esempi di non metalli, mentre magnesio, rame e ferro sono metalli.

Viene presentata la distribuzione degli elementi nell'universo e sulla Terra:

Highlight: Nell'universo, il 74% della materia è idrogeno, il 25% elio, e solo l'1% è costituito da tutti gli altri elementi.

Il capitolo introduce poi la distinzione fondamentale tra:

1. Trasformazioni fisiche: cambiano l'aspetto ma non la natura della sostanza
2. Trasformazioni chimiche (reazioni): producono nuove sostanze

Definizione: Una reazione di analisi o decomposizione è quella in cui una sostanza si decompone in sostanze più semplici.

Viene presentata la reazione di decomposizione dell'acqua:

Esempio: acqua → idrogeno + ossigeno (con calore)

Il capitolo introduce anche il concetto di reazione di sintesi:

Definizione: Una reazione di sintesi è quella in cui più sostanze si combinano per formarne una sola.

Esempio: idrogeno + ossigeno → acqua

Infine, vengono presentati alcuni segni osservabili che indicano l'avvenimento di una reazione chimica, come cambiamenti di colore, sapore, odore o sviluppo di gas.

Highlight: La legge di conservazione della massa, enunciata da Lavoisier nel 1789, è un principio fondamentale che governa tutte le reazioni chimiche.

Formule chimiche e reazioni

Questo capitolo si concentra sulle formule chimiche e sulle equazioni che rappresentano le reazioni, fornendo gli strumenti per descrivere quantitativamente le trasformazioni chimiche.

Definizione: Una formula chimica è una rappresentazione simbolica della composizione di una sostanza in termini di atomi.

Il capitolo introduce i concetti di:

• Formula minima: indica il rapporto minimo tra gli atomi in un composto
• Formula molecolare: indica il numero effettivo di atomi in una molecola

Esempio: La formula H2O rappresenta sia la formula minima che molecolare dell'acqua.

Viene poi spiegato come scrivere e bilanciare le equazioni chimiche:

Highlight: In un'equazione chimica bilanciata, il numero di atomi di ciascun elemento deve essere uguale nei reagenti e nei prodotti.

Il capitolo introduce anche il concetto di mole e numero di Avogadro:

Definizione: Una mole è la quantità di sostanza che contiene 6,022 × 10^23 particelle (atomi, molecole o ioni).

Infine, vengono presentati i calcoli stechiometrici, che permettono di determinare le quantità di reagenti e prodotti coinvolti in una reazione:

Esempio: Nella reazione 2H2 + O2 → 2H2O, 2 moli di H2 reagiscono con 1 mole di O2 per produrre 2 moli di H2O.

Il capitolo si conclude sottolineando l'importanza delle formule chimiche e delle equazioni bilanciate per la comprensione quantitativa delle reazioni chimiche.