Chapter 3: Molecules, Compounds, and Chemical Equations

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3.1:

Molecole e composti

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Química

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Molecules and Compounds

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In natura, tutta la materia è composta da unità chimiche di base, chiamate elementi, aventi proprietà fisiche e chimiche specifiche. La tavola periodica elenca un totale di 118 elementi identificati fino ad oggi. L’unità costituente di ogni elemento è l’atomo.Alcuni elementi come l’elio, il neon, l’argento o il platino esistono come unità di singoli atomi indipendenti. Altri elementi come l’idrogeno, l’ossigeno o lo zolfo esistono come unità di due o più atomi identici. Questi atomi sono tenuti insieme da possenti forze elettrostatiche denominate legami chimici, formando unità stabili chiamate molecole.Inoltre, due o più elementi diversi possono anche combinarsi per formare molecole come l’acqua o il fruttosio. Tali molecole, che sono formate dalla combinazione di atomi di due o più elementi uniti chimicamente in una proporzione fissa, sono anche chiamate composti. Dunque, anche le molecole di acqua e fruttosio sono composti.L’acqua è una molecola formata da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. Al contrario, il fruttosio è una molecola che contiene sei atomi di carbonio, dodici atomi di idrogeno e sei atomi di ossigeno. I singoli atomi all’interno di un composto sono tenuti insieme da legami chimici, che determinano il tipo di composto formato, come un composto ionico o molecolare.I composti molecolari covalenti, come l’acqua, si formano quando atomi non metallici si uniscono e condividono i loro elettroni di valenza tramite un legame covalente. Gli elettroni condivisi fra due atomi abbassano l’energia potenziale e creano molecole più stabili rispetto ai singoli atomi. I composti ionici, come il cloruro di sodio, si formano quando atomi metallici e non metallici si uniscono.I metalli perdono facilmente elettroni diventando cationi, mentre i non metalli guadagnano facilmente elettroni diventando anioni. Così gli atomi di metallo trasferiscono gli elettroni ad atomi non metallici e le interazioni elettrostatiche fra gli ioni carichi in modo opposto formano legami ionici. La capacità degli elementi di formare composti contribuisce alla grande diversità della materia che esiste in natura.

3.1:

Molecole e composti

Atomi e molecole

Tutto nell’universo è fatto di materia, e la materia è composta da una combinazione di elementi. Un atomo è l’unità più piccola di un elemento che mantiene tutte le proprietà dell’elemento. Ad esempio, una moneta d’argento è composta da atomi d’argento, e ogni atomo d’argento mantiene le proprietà uniche dell’elemento : l’argento.

Gli elementi sono sostanze pure costituite da atomi identici che non possono essere suddivisi in sostanze più semplici da cambiamenti chimici. Gli elementi atomici contengono singoli atomi come unità di base. Il carbonio è composto da atomi di carbonio e il sodio è composto da atomi di sodio. La maggior parte degli elementi sono elementi atomici. Ci sono, tuttavia, alcuni elementi che esistono come una combinazione di atomi, e non si trovano mai in natura come singoli atomi. Questi sono chiamati elementi molecolari. Gli elementi molecolari esistono come molecole con due o più atomi legati insieme. Possono essere diatomici, come idrogeno (H_2),ossigeno (O₂), o gas cloro (Cl_2),o poliatomico, come zolfo (S₈₎e fosforo (P₄).

Una molecola è costituita da due o più atomi uniti da forze forti chiamate legami chimici. Una molecola può essere costituita da due o più atomi identici, o può consistere di due o più atomi diversi. Quando la molecola è costituita da atomi di due o più elementi diversi che sono combinati in rapporti numerici interi fissi, la molecola è anche un composto. Ad esempio, l’acqua è un composto, e ogni molecola d’acqua (H₂O) è un’unità che contiene due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. La molecola glucosio (C₆H₁₂O₆) è anche un composto che contiene sei atomi di carbonio, dodici atomi di idrogeno e sei atomi di ossigeno.

I composti sono sostanze pure composte da due di più elementi in proporzioni fisse e definite. I composti sono classificati come molecolari o ionici in base ai legami presenti.

Composti

La natura delle forze attrattive che tengono insieme gli atomi all’interno di un composto decide il tipo di legame chimico formato. Il completo trasferimento di elettroni tra un atomo metallico e un atomo non metallico si traduce nella formazione di ioni caricati in modo opposto. L’attrazione elettrostatica tra gli ioni è chiamata legame ionico, e i composti formati attraverso i legami ionici sono composti ionici. Ad esempio, il cloruro di sodio NaCl è un composto ionico.

La condivisione degli elettroni tra due o più atomi non metallici si traduce in legami covalenti, e i composti formati attraverso legami covalenti sono chiamati composti covalenti o molecolari. I legami covalenti sono le forze attrattive tra i nuclei caricati positivamente degli atomi legati e gli elettroni caricati negativamente condivisi tra gli atomi.

Questo testo è adattato da OpenStax Chemistry 2e, Sezione 2.6: Composti molecolari e ionici.