La chimica è lo studio scientifico della materia. Come chimico, potresti guardare la quantità di spazio che un oggetto può riempire (densità). Come chimico, potresti misurare l’energia degli atomi (stato della materia). I chimici guardano anche al modo in cui gli acidi possono sciogliere determinati composti (reazioni). La chimica risale sempre allo studio della materia. Nel corso di migliaia di anni, i chimici sono venuti a capire molti modi diversi che la materia cambia e si muove attraverso l’universo.
Se la chimica è lo studio della materia, che cos’è la materia? La materia è la roba intorno a te. La materia è l’aria che respiri, l’acqua che bevi, il terreno su cui cammini, i fiori che odori e il cibo che assaggi. Qualsiasi oggetto che puoi vedere, odorare o toccare è fatto di materia. Ci sono anche piccoli pezzi di materia che non puoi vedere o toccare. I chimici usano attrezzature speciali per studiare quei piccoli ragazzi. Gli scienziati teorizzano tutta la materia che possiamo osservare costituisce circa il 5% dell’universo. Il resto è fatto di materia oscura ed energia oscura.
Ci sono due qualità principali della materia. La materia occupa spazio. Anche le più piccole particelle e pezzi di atomi occupano un po ‘ di spazio. Anche la materia ha una massa. Tecnicamente, la massa è la quantità di materia che hai. Per ora, puoi pensare alla massa in termini di peso. Non hai bisogno della chimica per dirti che un elefante ha molta massa, una farfalla ha meno massa e un atomo ha ancora meno massa. Tenendo un oggetto vi dirà il peso dell’oggetto e vi darà una buona idea della sua massa rispetto ad altri oggetti.
Solo così si sa, massa e peso sono diversi. La massa è una quantità di materia che è la stessa ovunque nell’Universo. Un chilogrammo di ferro (Fe) avrà la stessa massa sulla Terra o sulla Luna. Il peso si basa sulla gravità dell’ambiente. Quel chilogrammo di ferro peserà di più sulla Terra perché la Terra ha una gravità più forte della Luna. Poiché Giove è molto più grande della Terra (forza gravitazionale più forte), il peso di quel ferro su Giove sarà molto più pesante. La massa sarà la stessa.

Atomi in chimica

Gli atomi sono le unità più piccole e basilari della materia che hanno le proprietà di un elemento. Tutti gli atomi hanno le stesse parti di base (elettroni, protoni e neutroni), ma sono disposti in modi diversi. Poiché hanno un numero diverso di parti, gli atomi di ciascun elemento hanno masse diverse. L’idrogeno (H) ha una massa atomica media di 1 mentre il carbonio (C) è di circa 12 e il calcio (Ca) è di circa 40.

Potresti dire: “Perché la chimica non si concentra sugli elettroni? I chimici non dovrebbero lavorare con i più piccoli pezzi di materia?”Sì, gli elettroni sono più piccoli degli atomi e ci sono particelle subatomiche più piccole degli elettroni. Ma quelle minuscole particelle non hanno le proprietà di un elemento. Quando le piccole parti sono combinate in atomi, i chimici possono iniziare a vedere proprietà e modelli nel loro comportamento.

Cosa sono gli Elementi?

Gli elementi sono pezzi di materia in cui tutti gli atomi hanno le stesse proprietà chimiche. Gli elementi sono fatti di atomi simili. Vogliamo dire che gli atomi sono esattamente gli stessi, ma non è del tutto vero. Un elemento è fatto di atomi che hanno lo stesso numero di protoni. Se hai un lotto di atomi e hanno tutti lo stesso numero di protoni, sono tutti un elemento.
Ad esempio, se gli atomi hanno tutti quattro protoni, sono atomi di berillio (Be). Alcuni di questi atomi possono avere quattro elettroni (neutri). Alcuni atomi possono avere tre elettroni, lasciando l’atomo con una carica positiva (ioni). Quegli ioni sono ancora considerati atomi di berillio. I neutroni funzionano allo stesso modo. Potresti avere quattro neutroni, ma potresti anche avere tre o cinque neutroni. Atomi con lo stesso numero di protoni e diversi numeri di neutroni sono chiamati isotopi di un elemento. Isotopi e ioni sono ancora lo stesso elemento, anche se hanno un numero diverso di neutroni ed elettroni.

Quali sono le reazioni chimiche?

– Ora sai che la chimica è lo studio della materia…
– E piccoli pezzi di materia si combinano per formare atomi…
– E atomi di diversi elementi possono combinare per formare composti.
– Reazioni chimiche si verificano quando diversi composti si combinano e creano nuovi composti.
– La chimica studia la formazione e la distruzione dei legami chimici in quei composti.
Ad esempio, un esperimento di chimica potrebbe studiare un tubo arrugginito. Il tubo inizia come ferro (Fe). Nel tempo, il tubo inizia a ossidarsi e si forma l’ossido di ferro (Fe2O3). Le particelle di base della materia sono sempre le stesse. Gli elettroni orbitanti sono ancora elettroni e i protoni nel nucleo sono ancora protoni, ma le loro posizioni e connessioni sono cambiate. Due atomi di ferro sono legati a tre atomi di ossigeno (O) con legami covalenti. Come abbiamo detto, la chimica studia la formazione e la distruzione dei legami chimici tra gli atomi di ferro e ossigeno.

Punti da ricordare