cinetica chimica

Le trasformazioni chimiche: le reazioni

Articolo 10/15.
Questo articolo si colloca nell’ambito della rassegna “I Lunedì della Cultura Chimica“,
iniziativa curata dal chimico ed epistemologo Giovanni Villani, con il sostegno tecnico-scientifico dell’Associazione Culturale Chimicare 

Giovanni VillaniTutti i tipi di strutture sono dinamici e nel lavoro precedente abbiamo accennato alle differenze tra le strutture indipendenti dall’ambinete e quelle che sopravvivono solo in presenza di scambi con esso.  Entriamo adesso nel dettaglio degli aspetti dinamici della struttura molecolare.  Essi introducono in chimica il tempo in due modi: uno periodico e l’altro irreversibile, ambedue importanti in questo mondo microscopico.  Il tempo molecolare periodico è legato alla flessibilità della struttura, per esempio all’oscillare simultaneo degli atomi intorno alla loro posizione di equilibrio (modi normali di vibrazione).  A tale tempo sono correlate una serie di proprietà macroscopiche evidenziabili con apposite interazione tra la molecola e diversi tipi di radiazione (spettroscopie).

L’altro tempo presente nel mondo molecolare è quello di “nascita-morte” delle molecole, cioè il tempo legato alle reazioni a livello molecolare, ed è irreversibile nel senso che distrugge una struttura per formarne un’altra.  In questo caso si dice che è avvenuta una reazione chimica e dall’originale molecola (reagente) si è formata una nuova molecola (prodotto), con una diversa struttura molecolare. Continua...

i tempi della chimica: la velocità dei processi di trasformazione della materia confrontati alla scala dell’uomo

 
il tempo dell'uomoI tempi della chimica, rapportati a quelli dell’uomo, si possono considerare più o più veloci?

Per quanto affascinante questa domanda merita ovviamente una doverosa premessa, anzi due, relative proprio a cosa possiamo intendere con tempi della chimica e dell’uomo.
Iniziamo dall’uomo.   Dalla scala massima dell’ordine delle decine di anni entro i quali l’uomo può apprezzare – non con i sensi ma con il ricordo e la ragione – un cambiamento importante (es. com’erano le cose in gioventù e come lo sono nella vecchiaia), si passa ad una scala di minuti, talvolta anche di sencondi, per poter apprezzare una trasformazione in modo sensoriale.   La percezione di un cambiamento di colore, di stato fisico, di profumazione, ecc, escludendo la partecipazione razionale con il confronto del prima con il dopo, avviene su di una scala temporale non superiore ai minuti, piuttosto qualcosa in meno.   Da questo punto di vista possiamo fissare un riferimento soggettivo-percettivo umano per valutare la rapidità o la lentezza di una trasformazione – nel nostro caso della materia o delle sue proprietà – sull’ordine delle decine di secondi.

Rispetto a questo riferimento umano, ben inteso del tutto arbitrario, la chimica offre un ventaglio di tipologie di trasformazioni così diverse fra loro per natura e meccanismi da poter coprire tranquillamente decine di ordine di grandezza temporali, ovvero dai femtosecondi ai milioni di anni. Continua...

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