MODULO 1 - LA MATERIA E GLI ATOMI
UNITA' DIDATTICA 1 - STATI DI AGGREGAZIONE

LA MATERIA E GLI STATI DI AGGREGAZIONE

La chimica è una scienza che studia le proprietà, la composizione e le trasformazioni della materia; per questo inizieremo questo corso proprio con la seguente definizione:

 La materia è tutto ciò che ci circonda e che è caratterizzato da una massa e da un volume.

La massa, indicata con m è una proprietà fondamentale di un corpo e misura la quantità di materia che lo costituisce. La sua unità di misura nel Sistema Internazionale (S.I.) che dal 1971 ha stabilito le unità di misura di sette grandezze fondamentali, è il chilogrammo (Kg). La massa di un corpo non varia al variare delle condizioni (la massa del nostro corpo è uguale sulla Terra e sulla Luna) mentre il peso (cioè la forza con la quale una massa è attirata verso il centro della Terra) varia a seconda delle condizioni (per es. con l'altitudine). Quando si misura la massa di un corpo si misura la quantità di materia che lo costituisce.

Il volume, indicato con v, è la porzione di spazio occupata da un corpo e varia con la temperatura e la pressione (soprattutto nel caso dei gas). Nel S.I. l'unità di misura del volume è il metro cubo (m3). Molto spesso in chimica si utilizzano unità di misura più piccole e quindi più adeguate alle quantità da misurare quali il litro (l) = dm3 o il millilitro (ml) = cm3.

E' necessario definire ora il rapporto tra queste due grandezze perchè ci sarà utile a proposito dei differenti stati di aggregazione della materia. Il rapporto tra massa e volume è definito densità.

Un corpo con elevata densità è un corpo che è costituito da un'elevata massa presente in un piccolo volume. Un corpo a bassa densità presenta al contrario una piccola massa in un grande volume; presenta cioè una maggior quantità di vuoto.

Proviamo a calcolare la densità del corpo A che presenta massa pari a 45 g e volume pari a 60 ml. La sua densità sarà data dal rapporto 45 / 60 = 0,75 g / ml.

QUESITO: Un corpo chiamato B che presenta massa pari a 45 g e volume pari a 90 ml ha densità pari a .... La stessa massa (45 g) distribuita in un volume maggire (90 ml) genera un corpo, B, con densità minore del corpo A.

Un'altra definizione utile è quella di sistema.

 La porzione di materia che di volta in volta lo scienziato ha sotto osservazione viene definita sistema, mentre tutto il resto viene definito ambiente.

E' possibile fare una prima classificazione della materia che ci circonda in base allo stato in aggregazione in cui la possiamo osservare; gli stati di aggregazione a noi tutti noti sono i seguenti: stato solido, stato liquido e stato aeriforme. Come dice la parola stessa "aggregazione", la differenza tra solidi, liquidi e aeriformi dipende dal modo in cui le particelle che costituiscono i corpi sono aggregate, cioè unite. Possiamo infatti immaginare che la materia sia costituita a livello microscopico (ad un livello di cui non possiamo avere esperienza diretta) da generiche particelle (molecole, atomi, ioni, questo lo potrete capire proseguendo lo studio) tenute insieme da forze di attrazione dette forze di coesione. In base all'intensità di queste forze le particelle possono trovarsi più o meno vicine tra di loro dando quindi origine, a livello macroscopico (cioè ad un livello di cui possiamo avere esperienza diretta), ai differenti stati di aggregazione. La materia ha quindi una natura discontinua, in quanto è costituita da piccole porzione di materia alternate a spazi vuoti.