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materia

Il concetto “culturale” di materia

Articolo 2/15.
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 Villani

Il primo capitolo del libro La chiave del mondo è intitolato “La materia per i filosofi: la sostanza” e in questo articolo intendiamo riferirci proprio a come il mondo filosofico ha trattato questo concetto e come esso si è da sempre collegato al mondo scientifico.  L’importanza di questo argomento è che, come si dice nel libro:
“Il concetto di sostanza è stato fondamentale praticamente per tutti i filosofi. Infatti, tale concetto non soltanto ha costituito, dai filosofi greci ai giorni nostri, il fulcro di ogni metafisica, ma spesso ha costituito anche il collegamento delle metafisiche dei filosofi con la loro idea del mondo materiale.  Tramite questa strada, questo concetto ha rappresentato, in tutti e due i versi, il luogo di scambio tra il mondo filosofico e quello scientifico.”
Non sono, invece, parte integrante di questo articolo discorsi filosofici più generali, come il “materialismo” contrapposto allo “spiritualismo”, e tutte le considerazioni connesse a queste “ideologie”.

materialiIl termine “materia” è spesso soppiantato da quello di “sostanza” in ambito filosofico.   Continua...

dal micro al macro: le ragioni molecolari delle proprietà dei materiali

spazio

Le proprietà degli oggetti con i quali abbiamo a che fare nella nostra vita quotidiana, o meglio le caratteristiche dei materiali dei quali sono costituiti e che stanno alla base della loro funzione, deriva dalle proprietà delle molecole che compongono questi stessi materiali.
Sembrerebbe a prima vista una tautologia, e come tale infatti questa affermazione si può tranquillamente capovolgere: le caratteristiche e le proprietà delle molecole si riflettono, amplificate, nelle proprietà macroscopiche,disegnare immagini ingrandite con il pantografo queste sì percepibili con i nostri sensi, degli oggetti che si compongono di queste molecole.
Dal micro al macro, una sorta di pantografo ideale trasmette, amplificandone, le proprietà di molecole, la cui scala si misura solitamente in angstrom, sul mondo degli oggetti in scala umana, quelli che si possono vedere e toccare con mano, grandi centimetri o anche molti metri.

Uno dei principi fondamentali della chimica, che abbiamo già avuto modo di descrivere ampiamente già in altri interventi, riguarda la relazione struttura-proprietà delle molecole.   Si tratta di una relazione deterministica di tipo (mono)univoco, ovvero ad una struttura molecolare – in pratica data una specie chimica – corrispondono proprietà fisiche, chimiche e, seppur indirettamente, biologiche ed eventualmente farmacologiche o organolettiche, che dipendono unicamente dalla struttura molecolare stessa.   Questa realtà è ben espressa dal ricorso ai cosiddetti “descrittori molecolari” per i quali si rimanda all’apposito intervento già pubblicato nel 2009 (“come la struttura diventa proprietà: il mondo dei descrittori molecolari”).   Continua...

quando la materia si organizza in modo più complesso: l’evoluzione del concetto di sostanza

INTRODUZIONE

E’ sul limitare superiore dell’ambito di competenza della chimica, quello per intenderci che segna il confine labile ed incerto con quelle scienze maggiormente speculative, basate sulla costituzione e l’organizzazione chimica di microstrutture organizzata, la biologia molecolare, la geologia e la scienza dei materiali in primo luogo, che il concetto di “sostanza”, così almeno come lo intendono gli stessi chimici, tende via via a sfumare, lasciando il campo ad ambiguità ed interpretazioni sempre più specifiche e di settore. O forse, più semplicemente, scrutando sul confine superiore della nostra disciplina, laddove gli oggetti della sua trattazione arrivano a raggiungere livelli di complessità organizzativa superiore, riesce più chiaro intendere ed intravedere la relatività della definizione stessa di sostanza, anche qualora volessimo ulteriormente spingerci a definirla “chimica”.

Gli esempi che potrebbero essere chiamati in causa sono davvero moltissimi, appartenenti a un po’ tutti gli ambiti scientifici e tecnologici, accomunati dal fatto di trattare entità costituite da materia organizzata in modo complesso, pur conservando per esse un sufficiente livello di definizione e di coerenza chimica. Non è soltanto una questione di dimensioni molecolari: un omopolimero plastico può risultare estremamente semplice nella sua costituzione e non dare adito a particolari ambiguità strutturali o di definizione, per quanto il suo peso molecolare possa superare di ordini di grandezza quello di altri casi “critici” che andremo in seguito ad esaminare, caratterizzati solitamente da una maggiore complessità di tipo strutturale. Continua...

il chimico impertinente

ONORI E DOLORI DELLA PANCHIMIA
Non è facile essere chimici a questo mondo.   Soprattutto, non è facile essere un chimico che si occupa di divulgazione, e starsene spesso zitti per il quieto vivere sociale, in un mondo fatto di persone che tirano in ballo la tua materia ad ogni frase, pur senza rendersene conto, e quando provi ad intervenire ti fanno sentire come se avessi detto qualcosa di non pertinente, praticamente fuori luogo.

il chimico“Cosa ne vuoi sapere tu? Stiamo parlando delle pulci del gatto: sei un chimico, mica un veterinario!” o anche “Tu non sai niente di cucina: non sai neanche per quanto tempo deve cuocere un arrosto e vorresti raccontarmi cosa ci devo mettere nel sugo? Ma va…” o addirittura: “Questi sono prodotti erboristici, roba naturale: non stiamo parlando di sostanze chimiche!”
La situazione è pressappoco questa, tanto che in taluni casi, forse in troppi, getto la spugna prima ancora di iniziare, e faccio finta di niente.  Il rischio di fondo è quello di risultare saccenti, di spacciarsi per tuttologi, di quelli che vogliono insegnare ai gatti ad arrampicarsi: in conclusione di riuscire veramente, ma dico veramente antipatici.

Da qui il titolo di questo intervento “Il chimico impertinente”, che mutua il frontespizio da uno dei siti di divulgazione scientifica amatoriali più dinamici sull’argomento. Continua...

sul concetto di elemento chimico: l’evoluzione di un punto di vista

Il concetto di elemento chimico trova oggi un riscontro concreto nell’atomo di quello stesso elemento, che differisce dagli atomi degli altri elementi chimici sulla base del numero dei protoni contenuti nel nucleo, grandezza questa descritta dal valore del Numero Atomico.

berillio, magnesio, calcio, stronzio e bario in forma elementareDa un certo punto di vista si è arrivati ad un’identificazione concettuale biunivoca fra atomo ed elemento chimico corrispondente.

Per quanto questa descrizione, per taluni praticamente una tautologia, rappresenti il punto di arrivo di una ricerca filosofica e scientifica vecchia quasi quanto la stessa civiltà umana e trovi oggi finalmente riscontro in molteplici evidenze oggettive largamente comprovate ed accettate dalla comunità scientifica internazionale, sono convinto che gli Antichi non sarebbero stati poi così soddisfatti dal risultato raggiunto.   Mi pare di sentire Paracelso borbottare fra sé e sé qualcosa del tipo:  “Sì, va bene, gli atomi esistono e sono probabilmente proprio come dite voi.  Ma parlando di elementi io intendevo parlare di tutta un’altra cosa!”.

In effetti l’idea di elemento, chimico ma non soltanto, ha raccolto su di sé ed intorno a sé così tanti significati e connotazioni nella storia dell’uomo, e ancora ne conserva tutt’ora nella nostra cultura, che la pura descrizione atomista di un concetto così complesso rischia di venire tacciata di riduzionismo scientifico. Continua...

i confini della chimica

Che cos’è precisamente la chimica? Riformulo la domanda: dove inizia e dove finisce esattamente questa disciplina?
Sembra paradossale ma sono convinto che non siano pochi gli stessi colleghi chimici a non essersi mai posti una domanda del genere, talmente presi come siamo a risolvere problemi specifici ed a rispondere ad altre e ben più pressanti domande. Forse forse il quesito se lo porranno di più i non addetti al settore, ma ecco che a questo punto la formazione di base, scolastica, potrebbe giocare non proprio a loro favore, dal momento che i calcoli stechiometrici che tanti di noi hanno imparato a fare ai tempi della scuola di sicuro non ci aiutano ad approcciare l’essenza fondamentale della disciplina.

Proviamo ad avvicinarci per gradi.
In prima battuta potremmo dire che la chimica è la disciplina che studia la materia. Ma a ben pensarci sono numerose le discipline, scientifiche e non, che si occupano di materia in senso lato. pane Immaginando un oggetto qualsiasi, ad esempio un pezzo di pane, ci sono coloro che pensano a realizzarlo (i panettieri), coloro che lo vendono e quindi lo considerano, insieme alle sue materie prime, alla stregua delle leggi dell’economia, coloro che lo gestiscono a loro volta come una voce di spesa (i ristoratori), coloro che lo studiano dal punto di vista nutrizionale, coloro che mettono a punto le attrezzature per realizzarlo (le impastatrici, i forni), coloro che lo assaggiano di professione, oppure ne misurano la consistenza, e così via. Continua...

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