Elementi di chimica

La molecola di acqua è polare formazione di legami idrogeno.

Da questi legami derivano le peculiarità dell’acqua (ad es. «solvente

universale»).

L’acqua e il legame idrogeno

Sono trasformazioni delle sostanze riordinamento degli atomi che costituiscono

le molecole.

Le sostanze coinvolte nella reazione si chiamano reagenti, le sostanze ottenute

sono dette prodotti della reazione.

Le reazioni chimiche

Le reazioni chimiche

»Reazioni esoergoniche o esotermiche

Liberano energia

Es.:

CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O + energia (combustione del metano)

»Reazioni endoergoniche o endotermiche

Richiedono energia

Es.:

6 CO2 + 6 H2O + energia C6H12O6 + 6 O2 (fotosintesi clorofilliana)

N.B. Le reazioni esotermiche spontanee sono più comuni di quelle endotermiche spontanee.

Reazioni chimiche ed energia

»Acidi

Hanno sapore acido, colorano di rosso la cartina

al tornasole, in acqua liberano H+

»Basi (o alcali)

Hanno sapore amaro, colorano di blu la cartina

al tornasole, in acqua liberano OH-

»Sali

Si formano per reazione tra un acido e una base (reazione di neutralizzazione):

acido + base sale + acqua

Acidi, basi, sali

Il pH è una grandezza che esprime la concentrazione di H+ presente in

una soluzione.

Il pH

Esistono numerosissimi composti del carbonio sono oggetto di studio della

chimica organica.

Il carbonio tende a formare 4 legami covalenti.

I composti del carbonio

Insieme di atomi da cui derivano le proprietà fisico-chimiche del composto di

appartenenza.

Il gruppo funzionale

»Formula grezza o bruta

Indica il numero di atomi di ciascun elemento presenti nella molecola.

Es.: formula grezza dell’acroleina C3H4O

»Formula di struttura

Oltre alle indicazioni del numero e del tipo di atomi, mette in evidenza i legami

caratteristici della molecola.

Es.: formula di struttura dell’acroleina

»Isomeri

Composti che hanno lo stesso numero di atomi, dello stesso tipo, ma legati in

modo differente.

Formule e isomeria

Gli isomeri di struttura hanno la stessa formula bruta ma diversa formula

di struttura.

N.B. Il gruppo ossidrilico –OH è posto su atomi di carbonio differenti.

Isomeri di struttura

Gli isomeri geometrici si presentano nei composti che hanno doppi legami.

Es.:

Gli isomeri geometrici hanno proprietà fisico-chimiche e biologiche differenti.

Es.:

acido oleico (forma cis) abbassa "colesterolo cattivo" nel sangue

acido elaidinico (forma trans) aumenta "colesterolo cattivo" nel sangue

Isomeri geometrici

»Idrocarburi

Composti organici formati esclusivamente da atomi di carbonio e atomi di

idrogeno. Gli atomi di C, legati tra loro, formano lo scheletro carbonioso.

»Classificazione

Saturi o alcani Insaturi (alcheni e alchini) Aromatici

Gli idrocarburi

»Alcoli

Si caratterizzano per il gruppo funzionale ossidrilico (-OH)

Es.: CH3OH CH3CH2OH

alcol metilico o metanolo alcol etilico o etanolo

»Fenoli

Si caratterizzano per il gruppo funzionale

ossidrilico (-OH) legato a un anello aromatico

Es.:

Alcoli e fenoli

Entrambi si caratterizzano per il gruppo carbonile.

Il carbonile è un gruppo molto reattivo che riveste un ruolo

fondamentale nelle biomolecole.

Nelle aldeidi il gruppo carbonile è terminale.

Es.: metanale (più noto come aldeide formica o formaldeide)

Nei chetoni il gruppo carbonile è situato all’interno della

molecola.

Es.: propanone (più noto come acetone)

Aldeidi e chetoni

Gli acidi organici si caratterizzano per avere il gruppo

carbossilico.

Es.: acido metanoico, acido etanoico

Gli acidi grassi (i costituenti dei lipidi) sono acidi carbossilici con numero di atomi

di carbonio tra 4 e 26.

Es.: acido esanoico o acido capronico

Gli acidi carbossilici

Gli esteri sono composti organici che si caratterizzano per il gruppo estereo.

Derivano dall’unione di un acido e di un alcol.

Gli esteri più piccoli (con catene di atomi di C < 10) hanno odori gradevoli e sono

presenti nei frutti.

Es.: acetato di etile (pera, mela); acetato di pentile (banana)

Gli esteri

Sono composti organici contenenti il gruppo amminico (-NH2).

Es.: metilammina (CH2-NH2)

Hanno carattere basico.

Le ammine più piccole (numero di C ≤ 6) sono solubili in H2O.

Alcune sono tossiche.

Es.: la trimetilammina N(CH3)3 è presente nei pesci avariati.

Per reazione con i nitriti formano le nitrosammine (sostanze cancerogene).

Le ammine

Sono composti organici presenti negli esseri viventi, possono avere:

- piccole dimensioni vitamine, acidi grassi

- grandi dimensioni macromolecole (ad es. DNA, proteine)

Idrolisi e condensazione sono reazioni

opposte che avvengono naturalmente

nelle cellule.

I principi alimentari sono: glucidi,

protidi, lipidi, vitamine, sali minerali,

acqua.

Le biomolecole