Fondamenti di Chimica: Dagli Elementi alle Macromolecole Biologiche

Classificazione della Materia

• Elementi: sostanze formate da un solo tipo di atomi.
• Composti: sostanze che derivano dal raggruppamento di atomi di elementi diversi.

Bioelementi e Oligoelementi

Gli elementi chimici per la vita, o bioelementi, costituiscono gli esseri viventi. I più abbondanti sono C, H, O, N, Ca, P, Mg, S, Na, K e Cl, che rappresentano oltre il 99% della composizione degli organismi viventi.

Gli oligoelementi sono presenti in bassa percentuale (circa lo 0,1%) ma sono indispensabili per tutti gli esseri viventi, come Zn, Fe, Mn, F, I, Cu e Co.

Il CDR (Consumo Dietetico Raccomandato) rappresenta la quantità di sostanze nutritive che una persona sana dovrebbe assumere mediamente al giorno per mantenere una buona salute.

Atomi Isolati e Gas Nobili

Gli elementi del gruppo 18, i gas nobili, si presentano a temperatura ambiente come gas le cui particelle sono atomi isolati. La loro formula coincide con il simbolo chimico di ciascun gas: He, Ne, Ar, Kr, Xe e Rn.

Molecole e Proprietà

Una molecola è un gruppo di atomi che possono appartenere allo stesso elemento o a elementi diversi. È la più piccola parte di una sostanza che conserva le sue proprietà chimiche. Una sostanza molecolare è l'insieme di molecole.

In base al punto di fusione, la sostanza si presenta in diversi stati:

• Debole: la sostanza sarà un gas.
• Forte: la sostanza sarà solida.
• Intermedio: la sostanza sarà liquida.

Struttura dei Cristalli

I cristalli sono una forma di materia le cui particelle sono perfettamente ordinate in una struttura interna che si estende nelle tre direzioni dello spazio. Si distinguono in:

• Cristallo ionico: formato da ioni positivi (cationi) e negativi (anioni).
• Cristallo covalente: formato da atomi.
• Cristallo metallico: cationi metallici circondati da una nube di elettroni.

Composti Chimici Comuni

• Composti organici: il carbonio forma la maggior parte dei composti presenti negli esseri viventi.
• Composti inorganici: si trovano principalmente nel mondo inanimato, sebbene alcuni siano presenti negli organismi viventi (es. acqua, cloruro di sodio).

Macromolecole

La chimica organica studia i composti formati principalmente da carbonio e idrogeno. Questi possono essere piccole molecole o strutture molto grandi chiamate macromolecole, tra cui:

• Proteine
• Grassi
• Acidi nucleici
• Carboidrati

La funzione di queste molecole dipende non solo dal numero di atomi, ma anche dai loro legami e dalla disposizione spaziale. Se sintetizzati in laboratorio, questi composti vengono definiti artificiali o sintetici.