ammoniaca

L’ibridizzazione degli orbitali atomici: le 10 cose che si dovrebbero sapere

una conformazione del cicloesanoOsservando gli atomi chimicamente legati fra loro all’interno delle molecole e forti del ricordo di come avevamo imparato fossero organizzati in un certo modo gli orbitali elettronici dei singoli atomi allo stato isolato non possiamo evitare di soffermarci un momento domandandoci se per caso non ci siamo persi qualche “passaggio intermedio” nel balzo concettualmente di certo non piccolo tra l’atomo e la molecola.
La configurazione elettronica di un atomo, la disposizione e la forma dei suoi orbitali di tipo s, p, d ed f intorno al nucleo e tutte le conoscenze che abbiamo messo insieme nelle giornate di studio precedenti, sembrano aiutarci ben poco a comprendere le ragioni per le quali le molecole siano fatte proprio così – e non in un altro modo – cioè con gli atomi legati in una certa posizione l’uno rispetto all’altro, con certo angoli e certe distanze di legame, fino a condizionare in modo determinante la forma della molecola stessa.

Possiamo tentare di spiegarla in questo modo:
Nell’atto di stabilire legami chimici con altri atomi è particolarmente frequente che gli orbitali facenti parte del guscio elettronico più esterno di un atomo, molto simili fra loro dal punti di vista energetico ma diversi per geometria e per disposizione spaziale, si “combinino” fra loro con un processo noto come ibridizzazione – o ibridazione elettronica – restituendo un pari numero di orbitali atomici, questi detti ibridi, identici fra loro sia dal punto di vista energetico che della forma, molto ben direzionati nello spazio ed orientati a massimizzare la divergenza angolare reciproca all’interno dello spazio bi- o tridimensionale a loro disposizione.   Continua...

la chimica della putrefazione

La decomposizione dei materiali biologici non viventi può seguire due decorsi completamente diversi a seconda che ci si trovi in condizioni di presenza o di assenza di ossigeno.   Solo in quest’ultimo caso di può effettivamente parlare di putrefazione.
Nell’intervento in oggetto si prenderanno in esame più i risultati finali dei processi di decomposizione putrefattiva o non, che non la sequenza di processi microbiologici (detti anche “biotici” perché mediati dall’intervento di un essere vivente) o semplicemente chimici (detti “abiotici”) che, oltre a richiedere spazi e competenze estranee al contesto di questo sito, possono variare nei dettagli a seconda sia della natura dello specifico materiale in decomposizione che delle condizioni ambientali nelle quali esso verrà a trovarsi.

decomposizione aerobica - crescita di un fungo basidiomicete su un letto di foglie cadute In presenza di ossigeno prevalgono nettamente le trasformazioni di tipo ossidativo, ovvero l’esito finale o comunque avanzato del processo vede un incremento nel numero di ossidazione degli atomi che costituivano le molecole in un primo tempo parte costitutiva dei tessuti viventi.    In condizioni aerobiche lavorano la maggior parte degli organismi decompositori (funghi, batteri, lieviti, eventualmente vermi ed insetti) presenti per esempio nel terreno, che è la sede naturale maggiormente preposta allo svolgimento del processo di decomposizione.   Lo stesso fenomeno della combustione, ad esempio a carico di un tronco d’albero ormai secco, in fondo non è altro che una decomposizione abiotica di tipo ossidativo, molto veloce e tale da saltare praticamente tutte le tappe intermedie, arrivando direttamente al carbonio al suo massimo grado di ossidazione, ovvero al biossido di carbonio (l’anidride carbonica) ed all’acqua. Continua...

un indicatore domestico: il vino come il tornasole

macchia rossa da un bicchiere Esistono delle sostanze chimiche la cui molecola risponde all’acidità dell’ambiente nel quale si trovano mediante dei piccoli cambiamenti nella loro struttura. Per la precisione queste molecole hanno la possibilità di presentarsi in due forme diverse, che possono mutare l’una nell’altra anche ripetutamente: una che si presenta quando l’ambiente è più acido, l’altra quando l’ambiente è meno acido (anche se mi rendo conto che non fa parte del linguaggio di tutti i giorni, il contrario di acido nel linguaggio dei chimici sarebbe “basico”, o anche “alcalino”). Quello che chiamiamo ambiente, invece, può semplicemente essere l’acqua che viene a contatto con queste sostanze. Il passaggio da una struttura all’altra è di fatto una piccola reazione chimica, reversibile, guidata esclusivamente dall’acidità circostante.

indicatore universale di pH in rotolo La famose cartine al tornasole, citate come metafora nel linguaggio di tutti i giorni, sono per l’appunto delle striscioline di carta sulle quali sono state fatte asciugare piccole quantità di sostanze di questo genere in soluzione. Il nome generico per questo tipo di sostanze è “indicatori di acidità” o “indicatori di pH”, in quanto il pH è l’unità di misura convenzionalmente utilizzata per misurare l’acidità.
Come fanno queste sostanze ad indicare alcunché? Semplicemente cambiando colore! Tenuto conto che il colore di una sostanza chimica, quando è pura o quando la sciogliamo in acqua, dipende in primo luogo dai particolari della struttura della sua molecola, sarà sufficiente che le due strutture alternative, quella caratteristica dell’ambiente più acido e quella propria dell’ambiente meno acido, siano caratterizzate da due colorazioni diverse per poter godere di un’utilissima indicazione cromatica che ci farà sapere in tempo reale se l’ambiente intorno all’indicatore in quel momento è più o meno acido. Continua...

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