MODULO 1 - LA MATERIA E GLI ATOMI
UNITA' DIDATTICA 3 - LE SOSTANZE

GLI ELEMENTI CHIMICI

 Gli elementi sono sostanze non scomponibili, attraverso reazioni chimiche, in sostanze più semplici

In base a questa definizione provate ora ad individuare quali tra le sostanze riportate di seguito rappresentano elementi chimici. Osservate i disegni, cercate di identificare quelli che corrispondono alla definizione ed andate poi a leggere la risposta.

 

A 

B 

 C

 

D 

E 

F 

Come avete osservato solo A, B e D rappresentano elementi chimici e questo perchè se anche noi scomponessimo le particelle che costituiscono queste sostanze attraverso reazioni chimiche otterremmo di nuovo un solo tipo di elemento chimico (abbiamo cioè particelle costituite da un unico tipo di pallina).

Gli elementi costituiscono le sostanze basilari con cui è formato tutto ciò che ci circonda. E' stupefacente pensare che tutto ciò che ci circonda, nella sua enorme diversità, è costituito da questo gruppo di sostanze aggregate tra loro nei modi più disparati. Ogni elemento possiede un nome e un simbolo chimico che lo identifica. Attualmente gli elementi chimici conosciuti sono poco più di un centinaio; alcuni di questi sono stati ottenuti artificialmente e non sono quindi presenti in natura. La Tavola periodica raggruppa tutti gli elementi chimici e fornisce su di essi anche molte altre informazioni; vi consiglio di andarla a osservare, troverete molti elementi noti e parecchie notizie interessanti su di essi. Sulla Terra non tutti gli elementi sono presenti nella stessa quantità. Solitamente ci si riferisce a questa quantità in natura col termine abbondanza. L'elemento più abbondante nella crosta terrestre è l'ossigeno, mentre l'elemento più abbondante nell'universo è l'idrogeno.

 

La maggior parte degli elementi sono stati scoperti nel secole scorso. Sono state necessarie notevoli conoscenze per permettere agli scienziati di individuare tutti gli elementi chimici attualmente noti. Nell'immagine accanto potete osservare una raccolta di elementi chimici del 1875 conservata all' ITG Rondani di Parma.

Se immaginiamo di suddividere tantissime volte una qualsiasi quantità di un elemento chimico (un'operazione inizialmente possibile e poi solamente teorica) arriveremo alla fine ad avere la parte più piccola possibile di quell'elemento, cioè un atomo

 La porzione più piccola di un elemento che ne mantiene ancora le caratteristiche è l'atomo.

Ciò significa che la porzione più piccola esistente per esempio dell' elemento ferro è un atomo di ferro e se si "scomponesse" questo atomo si otterrebbero delle particelle, dette subatomiche, uguali per tutti gli elementi chimici ma non si avrebbe più a che fare con l'elemento ferro e le sue peculiarità.
Quando si parla di caratteristiche si intendono ovviamente le caratteristiche chimiche in quanto le caratteristiche fisiche derivano dall'unione di tanti atomi e non possono quindi essere mantenute. Un atomo di ferro non può avere la conducibilità elettrica, la densità o il colore di un pezzo di ferro. Nelle immagini finora utilizzate e in quelle che troverete successivamente gli atomi sono rappresentati da singole sferette. Qui di seguito vengono mostrati i colori con cui convenzionalmente sono indicati gli atomi degli elementi più comuni. Attenzione questa non è che un'utile rappresentazione in quanto gli atomi non hanno in realtà nessun colore.

 

Raramente gli elementi sono presenti in natura sottoforma di atomi isolati, questo succede principalmente per un gruppo di elementi detti gas nobili (elio, neon, argon ecc.). Molto più spesso gli atomi si uniscono e costituiscono degli aggregati stabili chiamati molecole che possono essere costituite da un numero variabile di atomi.

Definiamo molecola un insieme di due o più atomi tenuti insieme da forze dette legami chimici

Nel caso di molecole di elementi questi atomi devono però essere sempre uguali. Tornate a osservare l'immagine ad inizio pagina e osservate sotto che forma si presentano gli elementi rappresentati nei riquadri A, B e D.

Nel riquadro A l'elemento è sotto forma di atomi isolati, nel riquadro B è costituito da molecole formate ciascuna da due atomi uguali, mentre nel riquadro D è sotto forma di molecole triatomiche cioè costituite ciascuna da tre atomi uguali.