CARNEVALE DELLA CHIMICA: IL CONCETTO DI SOSTANZA...

La seconda edizione del carnevale della chimica si avvicina, il 23 febbraio è ormai prossimo e invito chiunque leggerà questo post ad andare sul blog Scientificando che ospiterà questa tornata del carnevale. Inoltre è stato da poco inaugurato il sito http://www.carnevaledellachimica.it/!

Le sostanze chimiche pure possono essere suddivise per: 

a) la natura degli atomi che li costituiscono (CO2; NH3 ecc...).

b)rapporto diverso degli atomi, se gli atomi sono gli stessi (H2O2; H2O)

c) per la diversa diposizione nello spazio, se sono costituiti dallo stesso tipo di atomi e nello stesso rapporto.

Le sostanze possono essere definite elementari, cioè quelle costituite da atomi della stessa specie (e stesso numero atomico) mentre i composti derivano dalla combinazione in detereminati rapporti atomici di almeno due elementi differenti. Le sostanze elementari possono essere formate da singoli atomi come i gas nobili, elio (He) incolore e inodore; ha il più basso punto di ebollizione fra tutti gli elementi e può solidificare solo se sottoposto ad altissime pressioni; ha varie applicazioni, tra le quali l'essere utilizzato dai sommozzatori per diluire l'ossigeno contenuto nelle bombole, Ne (neon), ecc... da aggregati discreti di atomi, cioè unità distinte e separati gli uni dagli altri, ciascuna delle quali è formata da due o più atomi legati tra loro; un esempio? l'ossigeno uno tra gli elementi chimici più comuni della crosta terrestre. Ha l'elevata capacità di legarsi alla quasi totalità degli elementi, da ciò deriva il termine ossidazione, è coinvoto nella formazione di una grande quantità ci composti, crea infatti ossidi, perossidi, superossidi o idrossidi. Partecipa alla formazione del biossido di carbonio (CO2), gli alcoli (R-OH), le aldeidi (R-CHO), e gli acidi carbossilici (R-COOH).

Radicali ossigenati - quali i clorati (ClO3-), i perclorati (ClO4-), i cromati (CrO42-), i dicromati (Cr2O72-), i permanganati (MnO4-), e i nitrati (NO3-) - tutti agenti ossidanti. Molti metalli come il ferro si legano ad atomi di ossigeno, generando vari composti come l'ossido di ferro(3+) (Fe2O3), comunemente chiamato ruggine.

Oltre alla molecola O2, l'ossigeno si può trovare nell'atmosfera sottoforma di ozono (O3). Atri esempi sono, lo iodio, il fosforo, lo zolfo; questi ultimi due appartengono al gruppo dei macronutrienti e sono componenti di fondamentali importanza nella sintesi di molecole organiche. Le sostanze possono anche essere costituite da un insieme continuo di atomi legati tra di loro da legami covalenti, come il carbonio nella grafite o nel diamante o da legami di tipi metallico sodio, zinco, rame ecc...
Le unità distinte costituiscono le sostanze siano esse monoatomiche, poliatomiche si dicono molecole. Le sostanze elementari possono essere classificate come molecolari, polimere, metalliche.
I composti possono essere formati da molecole come il biossido di carbonio, l'ossigeno, il metano, l'acqua, ammoniaca, ecc... da concatenazione di atomi ( biossido di silicio, per esempio..) oppure da ioni (atomi o gruppi di atomi che hanno ceduto elettroni, quelli positivi come Na, Ca, NH4, o ne hanno acquistati quelli negativi come il Cl, CO3-,NO- tenuti insieme dalle forze elettrostatiche fra le cariche di segno opposto ( ad esempio il cloruro di calcio, il carbonato di sodio, il nitrato di ammonio).
Un esempio di composti con ampio utilizzo sono i fenoli, composti che contengono un gruppo ossidrilico legato ad un anello benzenico

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Sono ampiamente distribuiti in natura, Il timolo e la vanillina sono importanti costituenti della vaniglia e dei semi di timo rispettivamente.

Fenoli come antiossidanti.

Una reazione di fondamentale importanza che avviene in ogni sistema vivente, nei cibi e in tanti altri tipi di materiali che contengono doppi legame C=C è l'autossidazione (processo che richiede ossigeno e nessun altro reattivo).

L'autossidazione è un processo radicalico a catena che converte un gruppo R-H in un gruppo R-O-O-H chiamato idroperossido. Il processo inizia con la rimozione di un atomo di idrogeno, con un elettrone, da un carbonio allilico. Perdendo il protone con l'elettrone il carbonio ha solo sette elettroni nel suo guscio di valenza, uno dei quali è spaiato.Un atomo o una molecoa con tali caratteristiche è definito radicale. Gli idrperossidi sono composti instabili e in condizioni biologiche si degradano ad aldeidi e acidi carbossiici a cprta catena che a loro volta causano lo sgradevole odore di "rancido".

Per fortuna che in natura esistono varie difese, come la vitamina E, che ha natura fenolica, l'acido ascorbico (vitamina C) il glutatione, contro la formazione dei fastidiosi radicali. Infatti in molti cibi vengono aggiunti fenoli come il BHT per ritardarne il deterioramento a causa dell'autossidazione.