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Le membrane biologiche sono costituite da lipidi, proteine e carboidrati. I componenti principali sono i fosfolipidi, che formano un doppio strato.
Il doppio strato forma un lago in cui ci sono varie proteine, questa struttura viene della modello a mosaico fluido.
Eventuali piccoli fori nel doppio strato si chiudono spontaneamente.

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Entrambi servono alla cellula per spostarsi.

Le ciglia sono più corte dei flagelli e sono presenti in gran numero.
I flagelli si trovano da soli o in coppia.

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1. Servono alla respirazione cellulare. Producono ATP.

La demolizione delle molecole di nutrienti inizia nel citoplasma.
I composti ottenuti entrano nei mitocondri e vengono definitivamente demoliti. L’energia che contenevano viene utilizzata per produrre molecole di ATP. Questo processo viene detto respirazione cellulare.
I mitocondri derivano dai mitocondri presenti, cioè si dividono come fanno i batteri.

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1. Sono la sede della fotosintesi.

I cloroplasti possiedono varie membrane che hanno l’aspetto di una pila di sacchetti, i quali contengono clorofilla.
Le molecole formate dalla fotosintesi, come il glucosio, sono il nutrimento dell’organismo.

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I perossisomi
1. Demoliscono i prodotti tossici di alcune reazioni chimiche cellulari.

I vacuoli
1. Accumulano i prodotti di scarto che vengono prodotti dalle cellule vegetali.
2. Servono come sostegno della cellula vegetale, poiché sono il 90% del volume della cellula stessa.
3. Contengono i pigmenti dei petali che attirano gli animali, favorendo l’impollinazione.

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1.  Nei lisosomi le macromolecole (proteine, polisaccaridi, acidi nuclei, lipidi) vengono idrolizzato e nei rispettivi monomeri.
2. Distrugge i batteri nocivi.

La formazione dei lisosomi avviene nell’apparato di Golgi.
Se la cellula non avesse lisosomi, non potrebbe contenere enzimi attivi senza correre il rischio di digerire sé stessa, poiché essi racchiudono enzimi digestivi che vengono isolati dal resto del citoplasma.

I materiali su cui i lisosomi agiscono possono provenire dall’ambiente esterno, sono entrate grazie alla fagocitosi. Durante questo processo nella membrana citoplasmatica si forma un introflessione che circonda le sostanze nutritive che si trovano all’esterno. Poi la vescicola si stacca e si sposta nel citoplasma fino a raggiungere un lisosoma, dove avviene la digestione.
I materiali possono essere anche interni alla cellula. Ha luogo l‘autofagia, processo di riciclaggio degli organuli vecchi: l’organulo viene inglobato da un lisosoma e digerito, rendendo disponibili le sue molecole per la costruzione di nuovi organuli.

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Appare come un insieme di sacchetti impilati gli uni sugli altri che non sono in comunicazione tra loro.

1. Riceve le proteine dal reticolo endoplasmatico ruvido e le elabora ulteriormente.
2. Confeziona le proteine prima che vengano inviate alle loro destinazioni finali, dentro o fuori la cellula.
3.  Nelle cellule vegetali sintetizza i polisaccaridi.

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È una rete di membrane interconnesse che formano tubuli e sacchetti appiattiti. Lo spazio interno del RE si chiama lume.

Ruvido:  alcune regioni del RE sono costellate di ribosomi e, per l’aspetto che assumono al microscopio, questa parte viene detta reticolo endoplasmatico ruvido.
1. Sintetizza membrane e proteine, che possono anche subire cambiamenti chimici modificando la loro funzione.

Liscio: è privo di ribosomi.
1. È la sede della sintesi dei lipidi.
2. Trasforma le sostanze tossiche.
3. Nelle cellule animali produce glucosio.
4. Immagazzina ioni calcio.

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1. Sintetizzano le proteine in base alle informazioni del DNA. Questo processo è chiamato traduzione.

Sono composti da un tipo speciale di RNA, al quale sono legati oltre 50 molecole proteiche diverse.

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1. È il luogo dove avviene la duplicazione del DNA.
2. Contiene il nucleolo, dove ha inizio il montaggio dei ribosomi a partire dall’RNA.

È circondato da una doppia membrana con dei pori che permettono il passaggio di varie molecole.

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Le cellule procariotiche sono di tutti gli altri organismi presenti sulla Terra.
Sono delimitate dalla membrana citoplasmatica, contengono citoplasma, ribosomi, DNA nel nucleo, organuli.

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I flagelli ruotano come delle eliche e consentono alla cellula di spostarsi.
I pili servono a far aderire un batterio ad un altro durante lo scambio di materiale genetico.

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La parete cellulare è situata esternamente alla membrana plasmatica. Attorno ad essa alcuni batteri presentano un ulteriore rivestimento, la capsula.

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Gli archei e i batteri sono costituiti da cellule procariotiche.
Sono delimitate da una membrana plasmatica, all’interno della quale si trova il citoplasma in cui avvengono tutte le reazioni cellulari.
Nel citoplasma c’è il nucleoide contenente il DNA e i ribosomi, dove ha luogo la sintesi proteica.

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La struttura del DNA e dell’RNA e consiste in una catena di nucleotidi uniti da legami covalenti tra lo zucchero di un nucleotide è il fosfato di quello successivo.
Le basi azotate sono attaccate allo zucchero e sporgono rispetto alla catena.

Il DNA è formato da due filamenti che corrono in direzioni opposte; esso contiene le informazioni per costruire tutte le catene polipeptidiche da cui derivano le proteine di un organismo: le informazioni sono codificate dalle basi azotate dei suoi filamenti.
Le molecole di DNA sono associate a proteine con cui formano un complesso fibroso, detto cromatina, che poi si addensa in strutture chiamate cromosomi.

L’RNA È formato da un filamento; esso interviene nella traduzione delle informazioni contenute nel DNA, cioè permette la costruzione delle proteine.

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Gli acidi nucleci (DNA e RNA) sono polimeri di monomeri detti nucleotidi. Un nucleotide è composto da uno zucchero pentoso, una base azotata e un gruppo fosfato.

Esistono quattro nucleotidi che differiscono per la base azotata e quelli del DNA sono diversi da quelli dell’RNA:
- nel DNA lo zucchero è il desossiribosio, mentre nell’RNA è il ribosio (ha un atomo di ossigeno in più).
- nel DNA le quattro basi azotate sono adenina, citosina, guanina e timina, nell’RNA al posto della timina c’è l’uracile.

Oltre che costruire gli acidi nucleci, i nucleotidi svolgono altre funzioni: l’ATP agisce da trasportatore di energia in molte reazioni chimiche.

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La struttura della proteina dipende da deboli legami.
Riscaldando una proteina, il calore spezza i deboli legami responsabili della struttura secondaria e terziaria, modificando forma e funzione della molecola. Avviene così la denaturazione, un processo irreversibile (talvolta reversibile in laboratorio).

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Ogni proteina svolge un compito preciso.
La specificità di azione dipende da due fattori:
- la forma: le proteine interagiscono con altre molecole mediante un meccanismo “a incastro”; una proteina si lega a una molecola solo se c’è una corrispondenza fra le loro rispettive forme.

- le proprietà chimiche: i gruppi funzionali sulla superficie di una proteina favoriscono interazioni con altre sostanze. Questi gruppi sono le catene laterali degli amminoacidi rivolti all’esterno.

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Molte proteine sono costituite da due o più catene polipeptidiche, chiamate subunità.
La struttura quaternaria di una proteina è il risultato di come le subunità si legano e interagiscono tra loro.

Esempio: emoglobina (4 subunità uguali a due a due).

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La catena polipeptidica  si piega in vari punti su sé stessa e la forma che ne risulta è detta struttura terziaria.

I responsabili della struttura terziaria di una proteina sono le catene laterali degli amminoacidi che la compongono:
- fra le catene laterali delle molecole di cisteina si formano dei ponti disolfuro, che essendo molto forti tengono in posizione i ripiegamenti delle catene polipeptidiche.
- le catene laterali idrofobiche tendono a posizionarsi all’interno della proteina, lontano dall’acqua formando ripiegamenti.
- tra le catene laterali elettricamente cariche possono formarsi legami ionici.

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La struttura secondaria è dovuta a ripiegamenti regolari della catena polipeptidica.
Ce ne sono di due tipi
- struttura ad α elica: la catena polipeptidica forma una spirale, con le catene laterali che sporgono. L’avvolgimento è dovuto al legame tra l’atomo di ossigeno del gruppo carbossilico di un amminoacido e quello di idrogeno del gruppo amminico di un altro amminoacido.
Questo schema, se ripetuto più volte, stabilizza la spirale. Al contrario, la formazione dell’elica può essere impedita dalla presenza di amminoacidi con gruppi laterali di grosse dimensioni.
- foglietto β pieghettato:  è il risultato di catene polipeptidiche che si affiancano parallelamente le une alle altre. Il foglietto è tenuto insieme da legami tra i gruppi amminici di una catena e quelli carbossilici dell’altra.

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I gruppi amminico e carbossilico di due o più amminoacidi reagiscono e formano un legame peptidico. Viene persa una molecola d’acqua (condensazione) alla formazione di ogni legame.
La struttura primaria è la sequenza degli amminoacidi nella catena polipeptidica.

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Gli amminoacidi hanno due gruppi funzionali, uno amminico (NH ₃+) e uno  carbossilico (COO-), un atomo di idrogeno, una catena laterale (detta gruppo radicale) contenente un gruppo funzionale, e tutti questi elementi sono legati ad un atomo di carbonio (carbonio α).

Negli organismi sono presenti 20 amminoacidi:
- 5 con catena laterale elettricamente carica, attraggono l’acqua e gli ioni di carica opposta.
- 5 con catena laterale polare si legano con l’acqua tramite legami a idrogeno.
- 7 con catena laterale apolare si raggruppano all’interno della proteina, lontano dall’acqua.
- la glicina ha un solo atomo di idrogeno come catena laterale, quindi è talmente piccola da incastrarsi negli spazi liberi di una proteina.
- la cisteina forma un legame covalente con due atomi di zolfo, detto ponte disolfuro, che determina il modo in cui si piega la proteina.
- la prolina si legna con un atomo di carbonio, generando una struttura ad anello. Ciò limita le possibilità di rotazione, quindi si trova spesso nei gomiti di una proteina.

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Le proteine sono polimeri formati da monomeri chiamati amminoacidi, uniti a formare lunghe catene polipeptidiche.

Le funzioni dipendono dalla sequenza degli amminoacidi nella catena.
- gli enzimi accelerano le reazioni cellulari.
- le proteine strutturali conferiscono stabilità.
- le proteine di difesa eliminano sostanze estranee all’organismo.
- le proteine recettore ricevono e trasmettono segnali cellulari.
- le proteine di segnalazione controllano i processi cellulari.
- le proteine di trasporto trasportano sostanze all’interno dell’organismo.
- i trasportatori di membrana regolano il passaggio di sostanze attraverso membrane cellulari.

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I CAROTENOIDI sono pigmenti presenti nelle piante e negli animali capaci di assorbire la luce.

Gli STEROIDI sono composti organici contraddistinti da una serie di anelli che hanno in comune alcuni atomi di carbonio (es. lo steroide colesterolo è un costituente delle membrane animali, è prodotto nel fegato ed serve per la sintesi del testosterone e di altri ormoni).

Le VITAMINE sono piccole molecole che il corpo umano non è capace di sintetizzare e che quindi devono essere assunte con gli alimenti.

Le CERE sono molecole molto lunghe, contenenti da 40 a 60 atomi di carbonio.
Questa struttura fortemente apolare spiega perché la cera è impermeabile all’acqua (es. negli essere umani, alcune ghiandole cutanee secernono un rivestimento ceroso che mantiene la morbidezza dei capelli).

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Anche i fosfolipidi contengono acidi grassi legati al glicerolo, ma uno degli acidi grassi è sostituito da un composto contenente un gruppo fosfato, che ha una carica elettrica negativa.
Si creano così una “testa” (parte negativa) e una “coda” (gli acidi grassi): la testa è la parte idrofila della molecola, la coda quella idrofobica e si allontana dall’acqua.
Nell’acqua, i fosfolipidi si allineano in modo tale che le code stanno vicine, mentre le teste si spingono verso l’esterno: si forma così una lamina dello spessore di due molecole è nello spazio interno resta esclusa l’acqua. Questo si chiama doppio strato fosfolipidico.

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I trigliceridi se a temperatura ambiente sono solidi sono chiamati grassi, se sono liquidi oli.
Un trigliceride è formato da 1 molecola di glicerolo (un alcol) e 3 di acidi grassi (lunghe catene apolari di atomi di carbonio e idrogeno).

- Negli acidi grassi saturi, tutti legami fra gli atomi di carbonio della catena sono semplici: non compaiono doppi legami quindi la catena è dritta e le molecole si avvicinano strettamente. Si formano così ingrassi come il burro, solidi e temperatura ambiente.
- Negli acidi grassi insaturi, le catene contengono uno o più doppi legami che producono curvature o “gomiti” nella catena, che impediscono alle molecole di aggregarsi in modo compatto. Si formano così oli, liquidi a temperatura ambiente.

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I lipidi sono molecole apolari e insolubili in acqua.
Essi sono:
- oli e grassi (riserve di energia)
- fosfolipidi (formano le membrane cellulari)
- le carotenoidi e le clorofilla (servono alle piante per catturare l’energia luminosa)
- gli steroidi e gli acidi grassi (svolgono ruoli di regolazione)
- il grasso corporeo degli animali (isolante termico)
- oli o cere sulla superficie della pelle, della pelliccia dei mammiferi, delle penne degli uccelli e delle foglie (impediscono la disidratazione).

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I polisaccaridi sono costituiti da centinaia di monosaccaridi.
I più diffusi sono l’amido, il glicogeno e la cellulosa:
- l’amido comprende molecole che si accumulano sotto forma di granuli nelle cellule e sono utilizzati dalle piante come riserva energetica.
- il glicogeno funge da deposito di energia nel fegato e nei muscoli degli animali.
- la cellulosa costituisce la sostanza organica più abbondante sulla terra, che conferisce sostegno alle piante: è infatti una eccellente materiale da costruzione. Le molecole di cellulosa formano fibre lunghe, sottili e molto rigide.

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I monosaccaridi, o zuccheri semplici, sono prodotti dagli organismi autotrofi attraverso la fotosintesi:
- hanno una catena carboniosa che contiene da 3 a 7 atomi di carbonio
- un atomo di carbonio porta il gruppo carbonilico (C=O) e tutti gli altri  un gruppo ossidrilico (-OH).

Gli esosi hanno sei atomi di carbonio e tutti la stessa formula (C6H12O6) (es glucosio, fruttosio).
I pentosi hanno cinque atomi di carbonio. Due di essi, il ribosio e il desossiribosio, sono componenti fondamentali il primo dell’RNA e il secondo del DNA.

I monosaccaridi si uniscono attraverso legami covalenti detti legami glicosidici e formano disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi.

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Le categorie dei carboidrati sono quattro:
1. I monosaccaridi: sono molecole di piccole dimensioni che contengono da 3 a 7 atomi di carbonio (es glucosio);
2. I disaccaridi: sono formati da due monosaccaridi (es saccarosio);
3. Gli oligosaccaridi: contengono da 3 a 20 monosaccaridi;
4. I polisaccaridi: sono formati da centinaia o migliaia di monosaccaridi (es amido/cellulosa).

I carboidrati svolgono quattro compiti principali:
1. Sono la fonte principale di energia delle cellule;
2. Servono ad accumulare energia di riserva;
3. Forniscono scheletri carbonio sì che possono essere riorganizzati in nuove molecole;
4. Servono al sostegno e al rivestimento delle cellule.

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Le macromolecole biologiche sono polimeri fatti dall’assemblaggio tramite legami covalenti di molecole più piccole dette monomeri.

Sono polimeri:
- i polisaccaridi, zuccheri complessi formati da catene di monosaccaridi;
- le proteine, formate da catene di amminoacidi;
- gli acidi nucleici, formati da catene di nucleotidi.

I polimeri di formano dai monomeri attraverso reazioni di condensazione, che hanno come risultato un legame covalente fra due monomeri e la perdita di una molecola d’acqua.

L’inverso della reazione di condensazione è l’idrolisi. Essa scinde i polimeri e producono monomeri.

Tutte le biomolecole hanno due caratteristiche:
1. hanno una precisa struttura tridimensionale in relazione alla funzione che svolgono;
2. hanno proprietà chimiche specifiche che ne determinano la funzione e la forma.

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Certi piccoli raggruppamenti di atomi, i gruppi funzionali, hanno proprietà chimiche specifiche e, se fa parte di una molecola più grande, le conferisce tali proprietà.
Molte molecole possiedono un unico gruppo funzionale, ma altre due o più.

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Gli isomeri sono molecole composte dagli stessi atomi di carbonio legati in modo diverso.
Gli isomeri di struttura sono le molecole che hanno la stessa formula chimica, ma differiscono nel modo in cui gli atomi sono uniti insieme.

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Negli esseri viventi ci sono quattro tipi di molecole caratteristiche: proteine, carboidrati, lipidi e acidi nucleici. Esse sono chiamate biomolecole e sono composti organici (cioè del carbonio) costituiti da catene di atomi di carbonio di lunghezza forma variabili.

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Le specie attualmente viventi sono raggruppate in tre domini:

Gli archèi e i batteri sono costituiti da cellule piccole e semplici, tale tipo di cellula è chiamata procariota. I procarioti sono per lo più organismi unicellulari microscopici.

Gli eucarioti sono formati da cellule che differiscono da quelle dei procarioti per tre motivi:
- il DNA è contenuto in un nucleo
- nel citoplasma ci sono diversi organuli che svolgono specifiche funzioni
- le cellule eucariotiche sono molto più grandi delle cellule procariotiche
I regni degli organismi eucariotici sono quattro:
1. Protisti: alcuni sono autotrofi e altri eterotrofi; sono alghe, I protozoi e organismi che non rientrano negli altri regni
2. Piante: sono autotrofi, sfruttano la fotosintesi
3. Funghi: sono eterotrofi, si nutrono per assorbimento, infatti io fungo secerne sostanze che demoliscono il materiale da digerire, poi assorbe il prodotto
4. Animali: sono eterotrofi

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La teoria dell’evoluzione per selezione naturale elaborata da Charles Darwin suggerisce che tutti gli organismi viventi discendono da antenati comuni e quindi siano imparentati tra loro.
Inoltre, in determinate condizioni, gli organismi con certe caratteristiche sopravvivono più a lungo e hanno maggiore possibilità di riprodursi: riescono ad adattarsi all’ambiente in cui si trovano.

L’evoluzione è l’insieme dei cambiamenti che si verificano in una popolazione nel corso del tempo, dovuto all’accumulo rei di caratteristiche ereditabili.

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Io organismi non vivono isolati, infatti alla gerarchia interna del singolo organismo si affianca una gerarchia esterna:
- numerosi organismi della stessa specie formano una popolazione
- popolazioni di specie diverse costituiscono comunità
- comunità che condividono una stessa area geografica formano un ecosistema.

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Nel corso dell’evoluzione, le cellule degli organismi pluricellulari sono diventate via via più specializzate a svolgere compiti specifici e hanno perso gran parte delle funzioni che un organismo unicellulare in grado di svolgere da solo: hanno perso la capacità di condurre una vita autonoma.
- le cellule di uno stesso tipo collaborano fra loro e formano tessuti
- i tessuti si organizzano in organi
- gliorgani che svolgono funzioni interconnesse vengono raggruppati in sistemi o apparati.

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Tutte le reazioni chimiche che avvengono all’interno di un essere vivente costituiscono il suo metabolismo, il quale richiede che lo scambio di materiali tra l’interno all’esterno delle cellule avvenga in modo controllato: tale attività di regolazione, prende il nome di omeostasi.

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Gli organismi autotrofi usano la luce del Sole, anidride carbonica e acqua per produrre energia e nutrimento.

Gli organismi eterotrofi utilizzano nutrienti già presenti nell’ambiente per ricavare energia.

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Nelle cellule ci sono due molecole: il DNA (una sequenza di nucleotidi) e le proteine (una sequenza di amminoacidi).
Il DNA serve a:
- contenere le informazioni per far funzionare correttamente la cellula
- permettere all’organismo di trasmettere le proprie caratteristiche alla discendenza
Tratti specifici del DNA, i geni, contengono l’informazione è utilizzato dalla cellula per fabbricare le proteine, che sono le molecole che guidano tutte le attività cellulari.
Le molecole di DNA all’interno di una cellula costituiscono il suo genoma, composto da migliaia di geni: se si altera la sequenza di un gene è facile che cambi la proteina da esso codificata, così avviene una mutazione che può essere dannosa o benevola.

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La cellula è stata scoperta nel 1600 dall’inglese Robert Hooke, che esaminò alcune fettine di sughero e notò  che erano costituite da piccole cellette separate tra loro: le chiamò “cellule”.

Successivamente i biologi tedeschi Mathias Schleiden e Theodor Schwann formularono la teoria cellulare:
- le cellule sono le unità funzionali di tutti gli organismi viventi
- tutte le cellule hanno origine da altre cellule
- nelle cellule avvengono molte reazioni chimiche
- le cellule sono delimitate dalla membrana plasmatica, un involucro che seleziona le sostanze che entrano ed escono
- L’interno della cellula è costituito da una miscela di acqua e di altre sostanze chiamata citoplasma, dove avvengono moltissime reazioni chimiche
- tutte le cellule hanno informazioni ereditarie necessarie per svilupparsi e riprodursi.

Gli organismi unicellulari sono formati da una sola cellula, mentre quelli pluricellulari da più cellule.

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- I solventi polari (es acqua, alcol, acetone) solubilizzano composti polari (es zucchero).
- I solventi non polari (es benzina) sciolgono sostanze non polari (es olio).
In conclusione, il simile scioglie il simile.

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Le soluzioni in cui sono presenti ioni soluti hanno la proprietà di condurre corrente elettrica, per questo sono dette soluzioni elettrolitiche; invece le sostanze in grado di liberare ioni in soluzione vengono dette elettroliti.

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Quando le molecole d’acqua interagiscono con sostanze polari (es HCl) rompono i legami covalenti tra gli atomi della molecola di soluto e causano la formazione di ioni. Questo fenomeno è chiamato ionizzazione.

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L’azione delle molecole d’acqua sui composti ionici (es NaCl) ne indebolisce i legami e riesce a liberare ioni del reticolo cristallino della molecola. Questo processo viene chiamato dissociazione ionica.

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Alcune sostanze tendono a miscelarsi tra loro. Affinché si formi una soluzione, cioè un miscuglio omogeneo di soluto e solvente, devono rompersi tutti legami tra le particelle di soluto e quelle di solvente.
Al loro posto si formano nuovi legami tra soluto e solvente.
L’acqua è in grado di solubilizzare le sostanze ioniche e polari.

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Quando si immerge un tubo di vetro nell’acqua, essa penetra nel tubo e raggiunge una certa altezza.
Tra le molecole d’acqua c’è una forte coesione (un’attrazione reciproca) dovuta ai legami idrogeno, mentre la polarità delle molecole determina l’adesione (un’affinità chimica) per le molecole del vetro.
Le molecole a contatto col vetro tendono ad aderirvi bagnandolo, le molecole interne invece tendono a resistere alla risalita.
Osservando la superficie dell’acqua, essa non è piana ma prende una forma emisferica, il menisco, dovuto alla tensione superficiale.

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Le gocce dei liquidi sono tendenzialmente sferiche grazie alla tensione superficiale, che è la tendenza delle molecole della superficie a lasciarsi attrarre verso l’interno.
Infatti le molecole di un liquido sono attratte dalle altre molecole in tutte le direzioni, in superficie invece soltanto delle molecole sottostanti e laterali.
La tensione superficiale diminuisce all’aumentare della temperatura.

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Per passare dallo stato liquido ad aeriforme bisogna che i legami a idrogeno si spezzino in modo da liberare tutte le molecole d’acqua l’una dall’altra.
L’acqua, per raggiungere i 100°, deve assorbire molta energia, sotto forma di calore.
1 kg d’acqua, per aumentare la temperatura di 1°, deve assorbire 1 kilocaloria: questo valore si chiama calore specifico e, nel caso dell’acqua, è molto elevato.

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Quando, per esempio, le molecole dell’acqua sono sufficientemente vicine si origina un legame particolare, detto legame a idrogeno. Tramite questo legame gli atomi di idrogeno di una molecola vengono attratti da quelli di ossigeno di molecole vicine e, viceversa, gli atomi di ossigeno attirano atomi di idrogeno di molecole vicine.

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I legami tra gli atomi di idrogeno per quello di ossigeno sono covalenti polari. Infatti, l’ossigeno attira gli elettroni, assumendo così una polarità negativa. Gli atomi di idrogeno restano impoveriti di elettroni e su di essi si accumula una carica positiva. Ciò determina una distribuzione asimmetrica della carica elettrica, che rende la molecola nel suo insieme una molecola polare: la polarità di una molecola dipende anche dalla sua geometria.

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Il carbonio-14 è un isotopo radioattivo del carbonio, con 8 neutroni e 6 protoni. Esso decade con il decadimento beta.
Il carbonio-14, si forma nell’atmosfera, entra nella struttura di ogni organismo vivente e cessa di essere assimilato appena l’organismo muore. Da quel momento la quantità di carbonio-14 si riduce, dimezzandosi ogni 5730 anni.
Sui resti dell’organismo è possibile misurare la quantità di radiocarbonio residuo. Dalla percentuale di radiocarbonio residuo sul carbonio totale si risale al numero di dimezzamenti subiti, e quindi al tempo trascorso dalla morte dell’organismo.

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L’emissione di elettroni positivi (o positroni) o la cattura di elettroni avviene quando il numero di protoni è troppo elevato rispetto ai neutroni. In tal caso, un protone può trasformarsi in neutrone emettendo una particella equivalente in massa all’elettrone, ma con carica opposta, oppure assorbendo un elettrone orbitante.

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Dopo un’emissione α o β viene liberata energia dal nucleo, in forma di raggi γ. In tale emissione restano invariati sia il numero atomico che di massa.

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Il decadimento β è caratteristico dei nuclei troppo ricchi di neutroni rispetto ai protoni, essi devono aumentare il numero di protoni per stabilizzarsi: decadono emettendo raggi β, cioè elettroni veloci. Poiché il nucleo contiene soltanto neutroni e protoni, come può emettere  elettroni? La spiegazione sta nel fatto che il neutrone, quando è isolato, e instabile e può disintegrarsi spontaneamente originando un protone.

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Nuclei con numero atomico superiore a 83 e numero di massa superiore a 220 decadono emettendo particelle α positive (nuclei di Elio). Così il numero di massa diminuisce di 4 unità e il numero atomico  di 2 unità.

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Isotopi dell’idrogeno:
Prozio (1 protone, 1 elettron)
Deuterio (1 protone, 1 neutrone, 1 elettrone)
Trizio (1 protone, 2 neutroni, 1 elettrone)

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Materiali: un cilindro, acqua, colorate
Procedimento: prendere il cilindro, riempirlo d’acqua ed aggiungere il colorante. Infine inserire un capillare nel cilindro.
Osservazioni: l’acqua si alza ai bordi del cilindro e rimane più bassa sulla superficie.

Conclusione: le molecole dell’acqua oltre a interagire tra di loro (tensione) interagiscono anche con quelle del cilindro (adesione).

Tra le due vince l’adesione, infatti l’acqua risale nel capillare.

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Materiali: amido, acqua, tappi, detersivo, 2 baker, colorante.
Procedimento: “Spalmare” l’amido sull’acqua nel baker, mettere due tappi sulla superficie, che galleggiano.
Mettere qualche goccia di detersivo nell’acqua. Il detersivo è un tensioattivo.
Successivamente riempire il secondo baker di acqua, amico e colorante. Immergere prima una graffetta e poi un dito sporco di detersivo.
Osservazioni: se si inserisce con delicatezza un oggetto come una graffetta nell’acqua, galleggia, ma appena si mette il dito col detersivo si rompe la tensione superficiale e la graffetta va a fondo.

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Strumenti: imbuto separatore, Baker, acqua distillata, 1 bacchetta in vetro e 1 in ebanite, panno di lana.
Procedimento: Versare l’acqua distillata nell’imbuto separatore chiuso, aprire il rubinetto per far cadere solo un filo d’acqua continuo, caricare elettricamente le bacchette di vetro e di ebanite strofinandole sul panno.

Osservazioni:  l’ebanite devia il filo continuo di acqua, indirizzandolo verso il lato opposto, quindi lo respinge. Inoltre il vetro reagisce di meno.
In conclusione:
1. l’acqua è una molecola polare, con una struttura piegata e grazie a questa caratteristica è possibile la vita.

2. I legami ad idrogeno permettono la manifestazione della sostanza allo stato liquido.

3. Il legame a idrogeno agisce sulle molecole superficiali.

# data[].attributes.body
Se gli atomi sono differenti, con uno dei due che attrae gli elettroni e altro che li respinge, si avrà il trasferimento degli elettroni dall’uno all’altro.
Quindi l’atomo che li perde diventa positivo, quello che li acquista negativo.
Dopodiché gli atomi di carica opposta che si sono formati resteranno uniti mediante una forza, il legame ionico.

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È responsabile della formazione delle molecole con la condivisione di una coppia di elettroni più esterni degli atomi coinvolti.
- se gli atomi appartengono ad uno stesso elemento, gli elettroni sono condivisi in modo equilibrato e si ha un legame covalente puro.
- se gli atomi appartengono ad elementi diversi, gli elettroni si spostano verso l’atomo che li attrae maggiormente e si ha un legame covalente polare.

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I gas nobili hanno una struttura con otto elettroni esterni e tale struttura deve possedere una particolare stabilità. In base a questa osservazione, Gilbert Lewis enuncia la regola dell’ottetto: un atomo è stabile quando ha otto elettroni nello strato di valenza (quello esterno).

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Il legame chimico permette agli atomi di unirsi per formare molecole, o agli ioni di segno opposto di esercitare un’attrazione reciproca.

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Le radiazioni emesse dal nucleo di un elemento radioattivo sono di tre tipi:
1. Raggi alfa, costituiti da nuclei di elio, aventi carica 2+ e numero di massa 4
2. Raggi beta, fasci di elettroni veloci con simbolo β- (cioè hanno una carica elettrica negativa)
3. Raggi gamma p, radiazioni elettromagnetiche

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Nella trasformazione chimica gli atomi di ciascun elemento rimangono inalterati perché sono coinvolti solo gli elettroni.
Nella trasformazione nucleare invece gli atomi cambiano perché viene intaccata la struttura del nucleo.

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È il processo di emissione di radiazioni.
Fu scoperta da Antoine Henri Becquerel.

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Tra le particelle del nucleo c’è la forza nucleare forte che permette allo stesso di non disintegrarsi. Alcuni atomi invece emettono spontaneamente una particella trasformandosi nel nucleo di un altro elemento: decadimento radioattivo.

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La PET si basa sull’emissione di positroni, particelle equivalenti agli elettroni, ma di antimateria.

Come funziona questa tecnica? È piuttosto semplice da capire.

Alla persona sottoposta a PET viene inserito, per via endovenosa, una sostanza molto simile al glucosio ma con un atomo di fluoro radioattivo. Questa sostanza all’interno del corpo va a posizionarsi dove normalmente si mette il glucosio, cioè un po’ dappertutto nell’intorno della zona in cui è stato inserita. Differentemente dal glucosio però questa molecola è instabile ed emette continuamente positroni.

I positroni emessi, essendo antiparticelle, dopo pochi millimetri si incontrano con un elettrone e insieme si annichiliscono (termine usato per indicare la contemporanea trasformazione di materia e antimateria in energia), producendo una coppia di raggi gamma. Questi raggi possono essere rilevati al di fuori del corpo e rendono possibile una mappatura di dove la sostanza si è posizionata e in quali quantità.

Dato che viene assorbita soprattutto dalle cellule del cervello e dalle cellule tumorali (fino a 200 volte più “attive” delle cellule normali), la PET viene usata con ottimi risultati per rilevare tumori e diagnosticare problemi al cervello. Con una scansione PET è inoltre possibile visualizzare il cambio di afflusso sanguigno nelle varie strutture anatomiche.

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La fusione a freddo e' un ipotetica tecnica che permette il verificarsi di una fusione atomica in un luogo la cui temperatura sia vicina a quella ambiente. Per innescare una fusione atomica occorre utilizzare temperature estremamente elevate circa 10 milioni di gradi, difficili da raggiungere, e la fusione fredda sarebbe un ottimo mezzo per ottenere energia a prezzi bassi.

Nel tempo e' stata annunciata piu' volte la notizia della scoperta di un metodo per la fusione fredda, puntualmente smentita, attualmente e' ancora diffusa l'ipotesi di una possibile produzione di calore tramite onde di pressione causate da ultrasuoni, ma in laboratorio non si e' mai riusciti a ripetere in condizioni verificabili l'esperimento.

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Scopre le particelle alfa (α), nuclei positivi di Elio (He²⁺) 7300 volte più pesanti di un elettrone e le utilizza per bombardare gli atomi di un sottilissimo foglio d’oro, dimostrando che:
1. molte particelle alfa attraversano la lamina senza subire deviazioni
2. alcune particelle alfa sono deviate
3. una piccolissima parte è respinta all’indietro
Quindi Rutherford propone un nuovo modello per l’atomo.
1. L’atomo è composto da un nucleo centrale
2. Gli elettroni occupano lo spazio vuoto intorno al nucleo
3. Il diametro del nucleo deve essere 100mila volte più piccolo del diametro dell’atomo
4. Gli elettroni carichi negativamente ruotano intorno al nucleo e sono in numero tale da bilanciare esattamente la carica positiva del nucleo.

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Propone per l'atomo un modello a panettone: i protoni occupano tutto l’atomo, mentre gli elettroni sono dispersi in ordine regolare.

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La massa è leggermente superiore a quella del protone.

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La massa è pari a 1,673 x 10 alla -27 kg.
La carica elettrica è uguale a quella dell’elettrone, ma di segno opposto.
Il simbolo è p⁺.

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Ha una massa pari a 9,109x10⁻¹⁹kg.
Ha una carica elettrica negativa pari a -1,602x10-19 coulomb.
Il simbolo è e⁻

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Coulomb (C)

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Il trasferimento di cariche da un corpo all’altro è sempre legato ad uno spostamento di elettroni. Il numero delle cariche acquistate deve essere sempre uguale a quello di cariche cedute.

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Scopre il neutrone, privo di carica.

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Scopre i raggi anodici, particelle di carica positiva.
Utilizza un tubo simile a quello di Thomson. Gli atomi e le molecole contenuti nel tubo perdono alcuni elettroni che si frammentano in frammenti positivi: si formano così delle particelle positive con massa molto più grande dell’elettrone, i protoni.

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Riesce a dimostrare che i raggi catodici consistono in particelle caricate negativamente, a cui assegna il nome di elettroni.

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Viene usato un tubo di vetro dove sono fissate due placche di metallo collegate ad un generatore (la placca negativa (catodo) e quella positiva (anodo).)
Diminuendo la pressione del gas si sprigiona una luce colorata. Riducendo la pressione ulteriormente non si ha più l’emissione di luce, ma si osserva una macchia fluorescente (raggi catodici), dovuta ad una radiazione proveniente dal catodo.

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- indica la somma di protoni (Z) e di neutroni (N) presenti nel nucleo.
- è indicato con la lettera A

A= Z+N
N= A-Z

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Nel 1913 Henry Moseley stabilisce ogni numero atomico degli elementi della tavola periodica studiando i raggi X (delle radiazioni elettromagnetiche) emessi da atomi bombardati da elettroni ad alta velocità.

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- Il volume molare (VM) è il volume occupato da una mole di sostanza gassosa.
- Il volume molare dei gas è 22,4 L/mol.

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n= numero di moli
m= massa in grammi
MM= massa molecolare
Mm/ M= massa molare
Na= numero di Avogadro= 6,022 x10 alla 23esima
Np= numero di particelle
Vstp= volumi in condizioni standard

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- È una quantità di sostanza che contiene un numero definito di particelle  pari a 6,022 per 10 alla 23esima.
- È l’unità di misura della quantità di sostanza, che contiene un numero di particelle uguale al numero di atomi presenti in 12g di carbonio 12

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- Indica il numero di protoni e se l’atomo è neutro, anche il numero di elettroni.
- Sulla tavola periodica si trova in alto a sinistra e indica la carta d’identità dell’atomo.
- È indicato con la lettera Z.

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Esistono 3 formule:
1: Numero di moli= massa molecolare/ Massa molare
2: Numero di moli= Numero particelle/ Numero di Avogadro
3: Numero di moli= Volume in condizioni standard/ VM

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È la somma delle masse atomiche relative degli atomi che compongono una molecola.

Rapporto fra massa della molecola e massa relativa

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La massa atomica relativa è definita come l’unità atomica, chiamata dalton, e si esprime con la lettera u.

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Le idee di Avogadro restano nell’ombra, ostacolate dall’autorità scientifica di Dalton.
Soltanto nel 1860 Cannizzaro riesce a far accettare il concetto di Avogadro.

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Avogadro invece ipotizza che i gas non siano formati da atomi, ma da molecole.
Questo lo porta a formulare la sua legge:
volumi uguali di gas diversi, alla stessa pressione e temperatura, contengono lo stesso numero di molecole.
La legge è corretta, inoltre permette di stabilire la formula dei composti (acqua=H2O).

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All’inizio dell’’800 si pensava che volumi uguali di gas diversi contenessero lo stesso numero di particelle, i gas infatti si comportano pressoché allo stesso modo al variare della temperatura e della pressione.
Si pensava anche che atomi uguali non potessero legarsi a formare molecole.

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Esprime il rapporto fra la massa di un atomo di un elemento e la dodicesima parte dell’isotopo di carbonio12, che equivale a 1,661 x 10 alla -24esima (se si parla di g), alla -27 (se si parla di kg).

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Degli atomi con stesso numero atomico e diverso numero di massa.