Li: Il litio (dal greco lithos, "pietra") nella sua forma pura, è un metallo color argento, che si ossida rapidamente a contatto con l'aria o l'acqua. È il più leggero degli elementi solidi ed è usato principalmente nelle leghe conduttrici di calore, nelle batterie e come componente in alcuni medicinali (farmaci antipsicotici) per la stabilizzazione del tono dell'umore.

Na: Il sodio (dal latino Natrium) è un metallo argenteo reattivo. Appartiene alla categoria dei metalli alcalini; è abbondante nei composti naturali. È altamente reattivo, brucia con una fiamma gialla, si ossida a contatto con l'aria e reagisce violentemente con l'acqua.

K: Il potassio (dal latino scientifico potassium) è un metallo alcalino bianco-argenteo che si trova in natura combinato con altri elementi sia nell'acqua di mare sia in molti minerali. Si ossida rapidamente all'aria ed è molto reattivo, specie con l'acqua.

Trattasi di un elemento facilmente infiammabile e corrosivo.

Rb: Il rubidio è un elemento dal colore bianco-argenteo ed appartiene al gruppo dei metalli alcalini. 

Come gli altri metalli alcalini, il rubidio è molto reattivo e si infiamma spontaneamente quando viene esposto all'aria.

 

Cs: Il cesio È un metallo alcalino di colore argenteo-dorato che fonde poco al di sopra della temperatura ambiente. L'uso più importante del cesio è negli orologi atomici. È anche l'elemento più elettropositivo di tutti e quello con il più basso potenziale di ionizzazione; inoltre è uno tra i meno comuni di tutti metalli alcalini.

Fr: Il francio È un metallo alcalino che può trovarsi nei minerali dell'uranio e del torio. Si stima che il suo punto di fusione sia lievemente superiore alla temperatura ambiente.

È il più pesante dei metalli alcalini ed è il meno stabile di tutti gli elementi naturali.

Be: Il berillio è un metallo alcalino di colore grigio acciaio. È rigido, leggero ma fragile. È usato principalmente come agente rafforzante nelle leghe

e ha uno dei punti di fusione più alti tra i metalli leggeri. Possiede una buona conducibilità termica.

Mg: Il magnesio è un metallo leggero, di colore bianco argento che assume un aspetto opaco, per ossidazione superficiale, se esposto all'aria.

In natura, per la sua elevata reattività, non esiste allo stato libero, ma si trova combinato con altri elementi.

 

Ca: Il calcio Il nome deriva dal latino calx, "calce", che significa ottenuto dal riscaldamento del calcare.

È un metallo alcalino di colore grigio. Il più comune composto del calcio che si trova sulla Terra è il carbonato di calcio, riscontrabile nel calcare e nei fossili risalenti all'ancestrale vita marina.

St: Lo stronzio prende il nome da Strontian, un villaggio della Scozia nei pressi del quale il minerale è stato scoperto nel 1790 da Adair Crawford e William Cruickshank.

si presenta come un metallo di colore argenteo, bianco o leggermente giallo; quando esposto all'aria forma uno strato di ossido scuro.

Ba: Il bario È un elemento metallico di colore argenteo molto tossico; fa parte del gruppo dei metalli alcalini e fonde a temperatura molto elevata. Il bario non si trova mai puro in natura a causa della sua forte reattività con l'acqua e con l'ossigeno dell'aria. Composti di bario si usano in piccole quantità nelle vernici, nella produzione del vetro e nella produzione di fuochi artificiali.

  

Ra: Il radio di colore bianco, annerisce per esposizione all'aria. È un metallo alcalino presente in tracce nei minerali dell'uranio

È il più pesante di tutti i metalli alcalini.

Usato in passato nelle vernici luminescenti e per quadranti e lancette di orologi, sveglie e strumentazione varia. 

Alluminio: (Al) è un metallo duttile (in grado di deformarti prima della rottura) color argento. Si estrae principalmente dai minerali di bauxite (roccia sedimentaria) ed è notevole la sua morbidezza, leggerezza e resistenza all’ossidazione (sottrazione di elettroni), dovuta alla formazione di un sottilissimo strato di ossido che impedisce all’ossigeno di corrodere il metallo sottostante.

Gallio: (Ga) è un metallo raro, tenero e di colore argenteo. Il gallio è molto fragile a temperatura ambiente, può fondere col calore delle mani di una persona. Si trova in tracce nella bauxite e in minerali di zinco. 

Indio: (In) è un metallo raro, malleabile e basso-fondente. L'indio si usa principalmente per rivestire altri materiali con un film sottile che ha funzione lubrificante (durante la seconda guerra mondiale fu ampiamente usato per rivestire le bronzine degli aerei ad alte prestazioni).

Tallio: (Tl) è un metallo del blocco p grigio e malleabile; somiglia allo stagno, ma scurisce per ossidazione quando è esposto all'aria. Il tallio venne scoperto indipendentemente nel 1861 dai chimici William Crookes e Claude-Auguste Lamy in residui della produzione di acido solforico.

Carbonio: (C) è un elemento non metallico, insolubile nei solventi, inodore e insapore. I composti di carbonio formano le basi di tutta la vita sulla Terra e il ciclo del carbonio-azoto fornisce parte dell'energia prodotta dalle stelle.

Il carbonio si trova in tutte le forme di vita organica, ed è la base della chimica organica. Tale non metallo ha l'interessante caratteristica di essere in grado di legarsi con sé stesso e con una vasta gamma di elementi. Unito all'ossigeno forma il biossido di carbonio, che è assolutamente vitale per la crescita delle piante. Unito all'idrogeno forma vari composti chiamati "idrocarburi", che sono essenziali per l'industria in forma di combustibili fossili.

Silicio: (Si) è un semimetallo e un semiconduttore. È meno reattivo del suo analogo chimico, il carbonio. È il secondo elemento per abbondanza nella crosta terrestre dopo l'ossigeno. Si trova in argilla, feldspato, granito e quarzo, principalmente in forma di biossido di silicio, silicati e alluminosilicati (composti contenenti silicio, ossigeno e metalli). Il silicio è il componente principale di vetro, cemento, ceramica e silicone.

Germanio: (Ge) è un semimetallo lucido, duro, bianco-argenteo dal comportamento chimico simile a quello dello stagno; come esso, forma un gran numero di composti organometallici. Venne largamente usato per la fabbricazione di transistor nel passato, grazie alle sue proprietà di semiconduttore.

Stagno: (Sn) è un metallo di post-transizione argenteo e malleabile, che non si ossida facilmente all'aria e resiste alla corrosione, si usa in molte leghe e per ricoprire altri metalli più vulnerabili alla corrosione. Lo stagno si ottiene soprattutto dalla cassiterite, un minerale in cui è presente sotto forma di ossido, e dalla stannite.

Piombo: (Pb) è un metallo tenero, denso, duttile e malleabile. Di colore bianco azzurrognolo appena tagliato, esposto all'aria si colora di grigio scuro. Il piombo viene usato nell'edilizia, nella produzione di batterie per autotrazione e di proiettili per armi da fuoco e, allo stato liquido, come refrigerante nei reattori nucleari, a volte in lega eutettica con il bismuto. Il piombo è un componente del peltro e di leghe metalliche usate per la saldatura.

Sia il piombo sia i suoi composti sono neurotossine che si accumulano negli organismi, in particolare nelle ossa e nel sangue, causando danni irreparabili al cervello e al sistema nervoso centrale nel caso di esposizioni eccessive. Esso possiede anche una relativamente bassa conducibilità elettrica. Questa lega è stata a lungo usata per gli inchiostri da stampa.

È molto resistente alla corrosione, ha l'importante proprietà di assorbire le radiazioni.

Il piombo è presente naturalmente nell'ambiente in quantità esigue, tuttavia la maggior parte del piombo che si trova disperso in natura è prodotto da attività umana.

Esperimento scientifico 

La massa è la misura dell’inerzia di un corpo, cioè la misura della resistenza che il corpo oppone alla variazione del suo stato di quiete o di moto.

Le grandezze fisiche sono le proprietà che possono essere misurate (massa, densità).
Da tutte quelle che sono le grandezze fondamentali, si possono ricavare tutte le altre, chiamate grandezze derivate.

Estensive sono le proprietà che dipendono dalla dimensione del campione (massa, peso, lunghezza, volume ed energia).

Intensive sono le proprietà che non dipendono dalla dimensione del campione (densità, temperatura). 

La sensibilità è uguale alla minima variazione registrabile dallo strumento.

Il peso è una forza, ha il Newton (N) come unità di misura, e si misura con il dinamometro.

La forza peso è data dal prodotto della massa per l’accelerazione di gravità.

P= m•g (accelerazione di gravità)
Il peso specifico esprime il rapporto tra il peso di un corpo e il suo volume. È una proprietà intensiva, la sua unità di misura è il Newton/metro cubo (N/m alla 3)
Ps= P/V= m•g/V= d•g

È il rapporto tra la massa è il volume (proprietà estensive)

d= m/V

All’aumentare della massa, aumenta anche il suo volume, ma la densità rimane invariata, invece, all’aumentare della temperatura, la densità diminuisce perché aumenta il volume. 

Si misura con il termometro.

Il calore è una modalità di trasferire energia da un corpo di una temperatura più elevata ad una più bassa. Il trasferimento cessa quando i due corpi raggiungono la stessa temperatura.

Per convertire in Kelvin, una temperatura espressa in Celsius si applica:

K= t (°c) + 273,15

Un sistema omogeneo è costituito da una sola fase.

Un sistema eterogeneo è costituito da 2 o più fasi.

Un sistema è puro solo se è formato da una singola sostanza che possiede proprietà caratteristiche e ha una composizione costante.
Metodi di separazione: filtrazione e distillazione 

Es. L’acqua distillata è una sostanza pura e scioglie tutte le sostanze che sono simili ad essa. Infatti: Il simile scioglie il simile 

Il solvente è il componente più abbondante del miscuglio.

Il soluto è il componente meno abbondante del miscuglio.

La solubilità è la quantità massima di soluto che si può sciogliere in una determinata quantità di solvente a una certa temperatura.

Allora Archimede prese due corpi dello stesso peso della corona, uno tutto d’oro e l’altro d’argento.

Riempi d’acqua un contenitore, immerse l’oggetto d’oro e raccolse l’acqua traboccata: l’acqua raccolta era pari al volume dell’oggetto d’oro. Fece lo stesso con l’oggetto d’argento: la quantità d’acqua traboccata era maggiore di quella traboccata prima. 

Rifece lo stesso procedimento con la corona: la quantità d’acqua traboccata era maggiore di quella traboccata dopo aver immerso l’oggetto d’oro e minore di quella traboccata dopo aver immerso l’oggetto d’argento: la corona quindi conteneva sia oro che argento.

Questa teoria fu confutata nel XVII secolo grazie ad alcuni esperimenti di Francesco Redi e di Lazzaro Spallanzari. Francesco Redi pose della carne avariata in una serie di recipienti, alcuni chiusi, altri aperti, e dimostrò che le larve nascevano solo dove le mosche avevano potuto depositare le uova. 

METODO DEDUTTIVO: metodo che muove definizioni generali per ricavare dimostrazioni e spiegare i fenomeni.

«Fin dal primo giorno questo tacchino osservò che, nell'allevamento in cui era stato portato, gli veniva dato il cibo alle 9 del mattino. E da buon induttivista non fu precipitoso nel trarre conclusioni dalle sue osservazioni e ne eseguì altre in una vasta gamma di circostanze: di mercoledì e di giovedì, nei giorni caldi e nei giorni freddi, sia che piovesse sia che splendesse il sole. Così arricchiva ogni giorno il suo elenco di una proposizione osservativa in condizioni più disparate. Finché la sua coscienza induttivista non fu soddisfatta ed elaborò un'inferenza induttiva come questa: "Mi danno il cibo alle 9 del mattino". Questa concezione si rivelò incontestabilmente falsa alla vigilia di Natale quando, invece di venir nutrito, fu sgozzato.»

Si ottiene una reazione chimica 

Reazione chimica: si modifica la struttura delle molecole e non si può tornare indietro.

Trasformazione fisica: la mescolanza non modifica le molecole (si crea luce, fumo.)
Strumenti e materiali:
-Striscia di magnesio 
-Pinze di legno
-Vetrino a fondo d’orologio

Prendiamo un nastro sottile di magnesio con la pinza di legno, riscaldiamo con un accendino il nastro di magnesio e vediamo che per qualche secondo si accende una fiamma luminosa; in fine il nastro di magnesio si trasforma in polvere bianca che raccogliamo su un vetrino d'orologio.

Possiamo osservare che è avvenuta una reazione chimica e si è generata la luce.

Sono trasformazioni fisiche quelle che un materiale subisce nella sua forma, senza che venga alterata la sua natura chimica. Mentre le trasformazioni chimiche, o reazioni chimiche, sono quelle per cui un materiale è trasformato in un nuovo tipo di materiale, con proprietà chimiche diverse. La combustione del carbone o di un pezzo di legno, l'arrugginimento del ferro all'aria o la digestione degli alimenti sono esempi di trasformazione chimiche.

Strumenti: spatole, acqua con una spruzzetta 

Procedimento: 
mettere l’acqua nei rispettivi backer  

con una spatola mettere una piccola quantità di materiali nei rispettivi backer 

Osservazioni: 

Diluire o aumentare la temperatura per la solubilità del miscuglio

Osservando il fenomeno nel primo backer dove abbiamo inserito il bicarbonato possiamo notare che si è creato un miscuglio eterogeneo perché è rimasto del contenuto infondo al backer. Se si vuole favorire la solubilizzazione bisogna riscaldare il solito con il solvente, noteremo che il bicarbonato si è sciolto del tutto diventando un composto omogeneo.

Osservando il secondo backer dove abbiamo inserito la farina,si dividono in 2 fasi,possiamo notare che il materie non si è  sciolto e che si è formato un miscuglio eterogeneo, la farina è solubile con l’acqua, anche se riscaldiamo il miscuglio.

Osservando il terzo backer dove abbiamo inserito terriccio,che il è diviso in 3 fasi,notiamo che una parte galleggia chiamiamo sopranatante, una parte solida insolubile, e da una parte di sali minerali solubili. Creando un composto eterogeneo .

Osservando il quarto backer dove abbiamo inserito caffè, che si divide il 3 fasi, notiamo che c’è un parte solubile,insolubile/precipitato e sopranatante. Creando un miscuglio eterogeneo.

Osservando il quinto backer dove abbiamo inserito della sabbia,che si divide in tre fasi, la parte solvente, solubile e precipitato. Creando un composto eterogeno.

Osservando l’ultimo miscuglio dove avevamo inserito l’aceto, possiamo notare che c’è solo una fase, si è formato un composto omogeneo

 | 1. Miscugli omogenei ed eterogenei  | H2O + bicarbonato/ H2O + farina/ H2O + aceto/ H2O + terriccio/ H2O + sabbia/ H2O + caffè in polvere
 | 2. Sostanze solubili e insolubili  | H2O + bicarbonato/ H2O + farina/ H2O + aceto/ H2O + terriccio/ H2O + sabbia/ H2O + caffè in polvere
 | 3. Metodi di separazione  | Filtrazione/ distillazione

Conclusione: 
Ci sono delle sostanze che si sciolgono nell’acqua dette solubili e sostanze che si dividono e si formano prodotti insolubili . Da questo possiamo che l’acqua scioglie tutti gli elementi simili ad essa. In oltre grazie a codesto esperimento poss io a distinguere due tipi di miscugli quelli omogenei (per esempio acqua e bicarbonato)ed i miscuglio eterogenei (per esempio acqua e terriccio).

Abbiamo posizionato le chiavi sulla bilancia che ci ha calcolato una massa di 38,9g=0,0389kg . Poi abbiamo posizionato nel dinamometro le chiavi per vedere il peso, il dinamometro segnava 0,36 N. 

Infine siamo andati a verificare con la formula del peso, è abbiamo osservato che il peso corrispondeva a quello che segnava il dinamometro 

p=m x g= 0,0389kg x 9,8 m/s=0,38 N

Siamo arrivati alla conclusione che per trovare il peso dobbiamo eseguire la seguente formula oppure usare il dinamometro p=m x g mentre per trovare la massa dobbiamo posizionare il campione in una bilancia.

Si procede massando il materiale incognito prendendo il Baker e versando dentro il materiale per poi pesarlo sulla bilancia. 
Con questo procedimento abbiamo ottenuto il valore dell m=11,8g. Successivamente abbiamo riempito un cilindro di acqua ed abbiamo segnato il volume iniziale corrispondente a

 V1=30ml, inserendo il materiale incognito dentro il cilindro possiamo notare che il livello dell’acqua si è alzato V2=31ml. Infine abbiamo sottratto il V1 con il V2 ed abbiamo ottenuto il Vf=1ml. Successivamente abbiamo eseguito la seguente formula per trovare la densità.

D=m/V x kg/m al quadrato =g/cm al cubo 

D=11,/8g/1ml=11,8g/cm al cubo

Possiamo giungere alla conclusione che il materiale esaminato è piombo, consultando la tabella (pag.10 del libro).

2. Esperimento sulla densità
Strumenti e materiali:
-Cilindro graduato
-Baker
-materiali incogniti 

Si procede massando il materiale incognito prendendo il Baker e versando dentro il materiale per poi pesarlo sulla bilancia. Con questo procedimento abbiamo ottenuto il valore dell m=9,7g. Successivamente abbiamo riempito un cilindro di acqua ed abbiamo segnato il volume iniziale corrispondente a

 V1= 26ml , inserendo il materiale incognito dentro il cilindro possiamo notare che il livello dell’acqua si è alzato V2=30ml. Infine abbiamo sottratto il V1 con il V2 ed abbiamo ottenuto il Vf=4ml. Successivamente abbiamo eseguito la seguente formula per trovare la densità.

D=m/V x kg/m al quadrato =g/cm al cubo 

D=9,7/4 =2,425 g/cm al cubo

Possiamo giungere alla conclusione che il materiale esaminato è vetro, consultando la tabella (pag. 10 del libro).

-Composto omogeneo di acqua ed alcol
-Composto eterogeneo di acqua e sabbia

Procedimento:
• Come primo metodo di separazione dei composti c’è l’evaporazione della parte liquida. Abbiamo posizionato il backer con il composto omogeneo di acqua e bicarbonato nel piatto riscaldante. Un altro esperimento sempre per dividere un composto omogeneo, ma questa volta di acqua ed alcol. Abbiamo inserito il composto nella beuta storta, poi nel turbinino  storto della beuta è stata messa la carta umidificata. Poi l’insieme è stato posizionato piatto riscaldante.
• Abbiamo piegato il filtro in tre parti, successivamente l’abbiamo inserito nell’imbuto ed abbiamo versato il contenuto del terzo backer (cioè acqua e sabbia).

In conclusione abbiamo appreso che ci sono due metodi per dividere un miscuglio, l’evaporazione e la filtrazione.

1° esperimento 🧫 : Decantazione 

Materiali: Imbuto separatore 

Sostanze: l’esano idrocarburo;

i sali (solfato di rame; formula= CuSO4);

iodio in scaglie 

Procedimento: 

Osservazioni:
Se si mette l’acqua + solfato su una piastra riscaldante si ottiene l’evaporazione dell’acqua assistendo ad una reazione fisica 

Conclusione: con questo esperimento capiamo come avviene la separazione di più fasi attraverso la decantazione, la separazione tramite l’imbuto separatore è utile per separare miscugli eterogenei, per riportare il solfato allo stato originale, bisognerà fare evaporare l’acqua

Materiali: filtro di carta, backer, coloranti alimentari, acqua distillata, alcol 

Procedimento: 

Osservazioni:

Conclusione: 
Arriviamo ad una conclusione che con questo metodo metodo di separazione riusciamo a separare i componenti del miscuglio in base alla loro massa, nel caso del colorante verde, visto la sua massa minore, sale per capillarità verso l’alto 

Verifica sperimentale della legge di Lavoisier 

Materiali: Backer e spatole, ioduro di potassio, nitrato di piombo, bilancia
Procedimento:

1. Procedere con la bilancia ⚖️ 

2. Preparare due soluzioni distinte una di nitrato di piombo e un’altra con ioduro di potassio 

3. Prima operazione: prepariamo una soluzione di nitrato di piombo, attenzionando il peso dei due backer, dopo aver pesato otteniamo : 13,8 g, 

1,6 g ioduro di potassio (KI)
10,8 peso della soluzione aggiungendo l’acqua 

Osservazioni:

È avvenuta una reazione chimica? Si, ha cambiato colore 

Una reazione chimica produce 13,8 + 10,8= 24,2 g 

Conclusione:

La massa dei prodotti corrisponde alla massa dei reagenti 

Riprendiamo l’esperimento in fase solida 

Pp2 mitrato di piombo 0,2, fase solida, ioduro di potassio: 0,3 g 

Mescoliamo i due reagenti 

Abbiamo messo i due reagenti e li poniamo sul vetrino d’orologio per facilitare l’operazione

Conclusione: la legge è avvenuta il dato non è perfettamente compatibile a causa di errori sperimentali 

2° esperimento 🧫 : Il dentifricio di elefante 

Materiali: Acqua ossigenata 💦, detersivo🧴, ioduro di potassio 

Strumenti: cilindro graduato 

• Aggiungo lo ioduro di potassio e sta avvenendo una reazione chimica 🧪 

Conclusione: H₂O₂, KI: funge da catalizzatore inorganico e facilita la reazione chimica (ioduro di potassio)

tre tipi di sistemi:

Conclusione: la pressione atmosferica ha gonfiato il palloncino all’interno della beuta

abbiamo dimostrato con la 3 esperienza che la pressione atmosferica va dall’alto verso il basso 

In una prima fase del processo si forma un composto intermedio molto instabile (complesso di Amadori), il quale poi va incontro a ulteriori cambiamenti, producendo centinaia di sottoprodotti diversi. Questi a loro volta sono responsabili sia della colorazione e pigmentazione bruna/marrone, tipica della crosta del pane o di una bistecca cotta, sia di aromi tipici e gradevoli dovuti a peptidi ed altri composti.

La reazione è favorita dalle alte temperature, pertanto maggiore è la temperatura, maggiore è il grado di brunitura.

• L’acqua passando dallo stato liquido al solido si congela 

• Abbiamo notato che se l’acqua è posta in un contenitore elastico raggiunto il punto di congelamento a 0° si assiste ad un aumento dell’acqua stessa

• All’aumento di pressione c’è un abbassamento della temperatura di congelamento e quindi l’acqua resta liquida

• L’energia cinetica facilita il processo dell’esperimento

L’aria🌬è un miscuglio di sostanze aeriformi (gas e vapori) che costituisce l’atmosfera terrestre.

La terra🌍 è un miscuglio eterogeneo con composizione indefinita. In esso coesistono tutti e tre i principali stati di aggregazione della materia: solido, liquido e gassoso.

Il fuoco🔥 è l’effetto di una combustione, in cui si ha la manifestazione di un bagliore brillante (fiamma), con il rilascio di una grande quantità di calore e di gas. 

Idrosfera: l’insieme delle acque presenti nel pianeta: mari, oceani, laghi, fiumi

Atmosfera: aria che circonda il nostro pianeta 

il nostro pianeta ha la giusta massa poiché:

Biosfera: parte formata da esseri viventi che abitano terra, acqua e aria 

Es. la torta è un sistema di ingredienti che costituiscono gli elementi oppure l’acqua a livello chimico 

L’interno della terra 

Il motore interno del sistema terra 

Il ciclo delle rocce 

La terra ha 4,5 miliardi di anni 

Gli esseri umani hanno bisogno delle risorse della terra 

Eventi naturali minacciano gli esseri umani: 

       attivi nel nostro pianeta 

Il sistema Gaia comprende:

Un fattore inquinante dell'intera Gaia sono certamente le attività e l'ambiente costruito dall'uomo, che anche se non facente parte del sistema, interagisce fortemente con esso modificando i fattori limitanti (temperatura, composti chimici ecc.).

La vita extraterrestre rappresenta un buco enorme nella nostra conoscenza della natura. Con strumenti come il telescopio Hubble gli scienziati hanno scoperto una quantità incommensurabile di pianeti extrasolari, ma per ora sono a conoscenza di un solo 

mondo abitato. Ci sono le supposizioni, le ipotesi. L'astronomo del profondo Carl Sagan ha stimato che ci siano un milione di civiltà tecnologiche solo nella nostra galassia. Il suo collega un po' più conservatore Frank Drake calcola che ce ne siano 10000.

Marte è nel bel mezzo di una vera e propria invasione da parte della terra, dai Polar Lander ai rover che percorrono il pianete alla ricerca di fossili. Un cestino di rocce provenienti da Marte è stato rispedito sulla Terra nel 2008 ed è atterrato nel deserto dello Utah per essere studiato dagli scienziati in un laboratorio accuratamente celato. Negli anni a venire molte sonde partiranno, una delle quali verso la luna di Giove, Europa. Questo mondo ghiacciato mostra numerosi segni che indicano la presenza di un oceano sotterraneo, e potrebbe ospitare una fredda, oscura biosfera.

Possiamo suddividere la struttura del sole in una serie di involucri concentrici;

dall’interno verso l’esterno distinguiamo:

-il nucleo 

-la zona radiativa 

-la zona convettiva 

-la fotosfera, superficie del sole 

L’atmosfera è distinta in due strati:

-la cromosfera 

-la corona 

1) Il nucleo è la sede delle 

reazioni termonucleari che 

convertono idrogeno in elio 

e producono energia.

2) Nella zona radiativa 

l’energia prodotta nel 

nucleo viene assorbita 

dagli atomi di gas, che la 

emettono verso l’esterno.

3) La zona convettiva è 

attraversata da flussi di 

materia calda che salgono 

dalla zona radiativa verso la 

superfcie solare e 

risprofondano dopo essersi 

raffreddati.

4) La cromosfera è un involucro 

trasparente di gas incandescenti, che 

avvolge la fotosfera. È possibile vedere la cromosfera durante le eclissi totali di Sole, cioè quando la Luna viene a trovarsi tra la Terra e il Sole, nascondendo completamente la fotosfera.

6) La corona è un 

involucro di gas 

ionizzati (cioè gas i 

cui atomi possiedono 

una carica elettrica) 

che si estende per 

migliaia di kilometri, 

divenendo via via più 

rarefatta.

È il luogo primigenio degli esseri umani ed, essendo l'unico corpo planetario del sistema solare adatto a sostenere la vita come da noi concepita e conosciuta, è anche l’unico luogo nel quale vivono tutte le specie viventi conosciute.

Si ritiene che il sistema solare abbia iniziato a formarsi per il collasso di una grande nebulosa di gas e polveri circa 4,6 miliardi di anni fa.

La nube assunse la forma di un disco con al centro un grosso nucleo.

All’interno del disco, ripetute collisioni tra granuli di ghiaccio e polveri portarono all’aggregazione dei futuri pianeti.

Ad un certo punto nel nucleo del futuro sole si avviarono le reazioni nucleari che trasformarono l’idrogeno in elio con emissione di energia e nacque il sole.

Al momento dell’accensione nella nuova stella  avvenne una gigantesca esplosione che investì l’intero sistema disperdendo gas e polveri.

Con il materiale residuo si completò l’aggregazione dei pianeti e gli altri corpi del sistema. 

I pianeti più interni (mercurio, venere, terra e marte) hanno dimensioni ridotte e sono costituiti di materiale roccioso e metalli.

Mentre i pianeti più esterni (giove, saturno, urano e nettuno) hanno dimensioni maggiori e causa della loro lontananza dal sole hanno trattenuto grandi quantità di ghiaccio e gas.

I pianeti del Sistema solare si muovono attorno al sole percorrendo orbite ellittiche con una velocità variabile.

Al suo interno si possono trovare il nucleo, suddiviso il due porzioni: il nucleo interno, solido, e il nucleo esterno, liquido.

Poi vi è il mantello, meno denso del nucleo, solido e una sottile crosta, ancora meno densa e solida.

La crosta e la parte superiore del mantello formano la litosfera.

La crosta si divide in crosta continentale, che forma i continenti e i loro margini, e crosta oceanica che costituisce i fondali degli oceani.

Intorno al globo terracqueo si trova un involucro aeriforme, l’atmosfera composta da azoto e ossigeno. Si è formato con il surriscaldamento del pianeta dai materiali che si liberarono dal nucleo.

I processi che mantengono la Terra in evoluzione sono attivati da due motori, uno interno e uno esterno. 

Il motore interno è alimentato dall’energia termica  che si trova all’interno del pianeta.

Il motore esterno dipende dall’energia che la terra riceve dal sole sotto forma di radiazioni.

Questa deformazione deriva dalla rotazione che la Terra compie su ste stessa e dal fatto che il nostro pianeta non è costituito di materiale omogeneo.

Il raggio terrestre è più lungo all’equatore che ai poli.

possiamo dire che ha la forma del geoide, ossia un solido la cui superficie è perpendicolare in ogni suo punto alla direzione del filo a piombo.

Eratostene eseguì il calcolo della circonferenza terrestre.

Per poter localizzare un l’unto sulla superficie della Terra è necessario fissare un sistema di riferimento anche chiamato reticolato geografico, ovvero una specie di rete immaginaria che avvolge l’intera superficie terrestre. Le linee che formano il reticolati geografico si chiamano paralleli e meridiani, costruite immaginando di tagliare la Terra con dei piani.

Ogni meridiano ha il proprio antimeridiano.

Tra tutti meridiani è stato preso come meridiano di riferimento quello che passa per l’osservatorio astronomico di greenwich, presso Londra. 

• il Sole, centro del sistema;

• 8 pianeti;

• almeno 59 satelliti principali e molti altri minori, che ruotano intorno ai pianeti;

• migliaia di asteroidi, sia piccole masse concentrate 

• moltissimi meteoroidi, frammenti di varia origine e 

natura, troppo piccoli per essere considerati asteroidi;

• innumerevoli masse ghiacciate che si muovono all’estrema periferia del Sistema solare, e che occasionalmente originano le comete.

Nello spazio tra i vari corpi celesti si trova inoltre, la cosiddetta «materia interplanetaria», formata da pulviscolo, gas e particelle atomiche libere.

Nel Sistema solare si trovano pianeti molto diversi tra 

loro, ma con caratteristiche comuni:

• hanno una forma che è approssimabile a una sfera; 

• orbitano attorno al Sole in senso antiorario (o diretto), anche se con tempi diversi; e questo moto è detto di rivoluzione;

• ruotano attorno a un proprio asse, anche se non tutti nello stesso senso;

• hanno l’asse di rotazione inclinato rispetto al piano 

dell’orbita, anche se con inclinazioni molto variabili.

Un pianeta si trova quindi a distanze diverse dal Sole durante il proprio moto di rivoluzione.
Il punto in cui la distanza è minima è detto perielio; quello in cui è massima è detto afelio.

2° legge dice che: il segmento che congiunge un pianeta con il Sole percorre aree uguali in tempi uguali.

Il segmento che congiunge il Sole con un pianeta è chiamato raggio vettore; via via che il pianeta si muove sull’orbita, il raggio vettore «spazza» nello stesso intervallo di tempo superfci che hanno la stessa area. Aree uguali corrispondono a tratti dell’orbita diversi: più corti quando il pianeta si trova in un punto dell’orbita lontano dal Sole e più lunghi quando il pianeta si trova in un punto dell’orbita vicino al Sole. 

Perché questi tratti dell’orbita diversi siano 

percorsi nello stesso intervallo di tempo bisogna dunque che il pianeta si muova a una velocità minore quando è distante dal Sole 

e a una velocità maggiore quando si trova più vicino.

3° legge dice che: i quadrati dei tempi impiegati dai pianeti a compiere le loro orbite sono proporzionali ai cubi dei semiassi maggiori delle orbite.

La legge mette cioè in relazione il tempo 

impiegato da un pianeta a percorrere l’orbita intorno al Sole con la sua distanza da esso. Maggiore è la distanza media di un 

pianeta dal Sole, più lungo sarà il suo pe riodo di rivoluzione e minore la sua velocità media.

La Terra impiega 23 ore, 56 minuti e 4 secondi a compiere una rotazione completa. La rotazione terrestre 

ha diverse conseguenze importanti.

1. In ogni luogo della Terra si alternano un periodo di illuminazione, il dì, e un periodo di oscurità, la notte. L’insieme del dì e della notte costituisce il giorno, cioè il tempo dell’intera rotazione. 

2. I pe­riodi di luce e di buio sono separati da intervalli nei quali il cielo è 

parzialmente illuminato, anche se il Sole non è più visibile all’orizzonte. Si tratta dei crepuscoli, dovuti alla presenza 

dell’atmosfera terrestre.

3. Un oggetto che si muova liberamente sulla superficie terrestre (come una mongolfiera o una massa d’aria) se osservato da Ter­ra appare deviato dalla sua direzione iniziale perché l’oggetto ten­de a conservare la propria velocità lineare di rotazione, che è quel­la del punto di partenza, mentre le zone da esso attraversate han­no velocità lineare di rotazione diversa, decrescente verso i poli. 

Tale deviazione avviene verso destra o verso sinistra a seconda che 

l’oggetto si muova, rispettivamente, nell’emisfero settentrionale o 

in quello meridionale della Terra. 

Per descrivere il moto non ret­tilineo dell’oggetto visto da Terra si considera che agisca su di esso una forza, detta forza di Coriolis, che è una forza solo «apparente», introdotta per giustificare gli effetti dovuti alla rotazione terrestre.

2. Tutti i pianeti mo­strano un evidente moto rotatorio assiale e 

non abbiamo motivo per ritenere che solo il nostro pianeta debba esserne privo.

Possiamo dedurre altre prove da alcu­ni esperimenti di Fisica eseguiti sulla Ter­ra stessa. Uno di questi si basa sull’osserva­zione della caduta libera dei corpi: un grave che viene lasciato cadere da un punto ele­vato sulla superficie terrestre (per esempio, dalla sommità di un’alta torre) devia dalla verticale del punto di partenza e giunge sul suolo spostato verso Est. 
Questo fenomeno fu ampiamente dimostrato da  Gugliel­mini che fu il primo ad ese­guire numerose verifiche dalla Torre degli Asinelli, a Bologna. 

Il giorno solare è invece l’intervallo di tem­po che intercorre tra due successive culmi­nazioni del Sole in un certo luogo.

Questi due intervalli di tempo non sono uguali.

Prendiamo come riferimento un punto P sulla superficie terrestre. Mentre compie una rotazione,la Terra si muove anche lungo l’orbita attorno al Sole. Dopo una rotazio­ne completa della Terra, il Sole non si tro­verà dunque sulla verticale di P, ma su quel­la di P': per poter rivedere il Sole di nuovo in culminazione su P occorre quindi che la 

Terra ruoti ancora di un certo angolo (pari a quello compiuto con il moto di rivoluzio­ne). Il giorno solare comprende anche quel piccolo intervallo di tempo in più (pari a 4 minuti) rispetto a una esatta rotazione. Per regolare le nostre attività utilizziamo il giorno solare medio, diviso in 24 ore.

Greenwich, ma a volte ci si può riferire an­che a un meridiano nazionale; in Italia, per esempio, a volte si fa riferimento al meri­diano di Monte Mario (Roma).

La latitudine del punto P è data dall’an­golo (al centro della Terra) corrispondente all’arco di meridiano che congiunge il pun­to P con l’Equatore. Anche la latitudine si misura quindi in gradi e frazioni di grado.

il Sistema solare, di cui hanno conservato la composizione originaria. 

2. Meteore e meteoriti sono corpi rocciosi, in orbita intorno al Sole, troppo piccoli per essere chiamati asteroidi. 
A seconda delle dimensioni del corpo possono verificarsi due casi.

• Se il corpo è molto piccolo, l’attrito con l’atmosfera lo rende incandescente e lo fa evaporare dando origine a una scia luminosa che viene chiamata meteora o stella cadente.

• Se il corpo è abbastanza grande, non viene completamente consumato dall’attrito e quindi arriva al suolo con un impatto violentissimo, venendo chiamato in questo caso meteorite.

3. Le comete sono costituite da gas e vapori congelati, misti a frammenti di rocce e metalli. Esse si muovono lungo orbite allungate.

Quando queste masse di gas e vapori congelati si avvicinano al Sole, 

attorno al nucleo  che può avere un diametro di alcuni kilometri  si forma un alone rarefatto e luminoso, la chioma. Successivamente, in quasi tutte le comete si sviluppa la coda, un velo brillante che si allunga per milioni di kilometri in senso opposto alla direzione del Sole, provocato dal pulviscolo e dai gas ionizzati spinti dalla radiazione solare.

La grande massa dei pianeti gioviani e le basse temperature, dovute alla distanza dal Sole, fanno sì che essi presentino atmosfere dense e spesse. Queste atmosfere, soprattutto su Giove e Saturno, sono agitate da giganteschi movimenti convettivi che trascinano verso l’alto grandi nubi, visibili come larghe fasce chiare e scure parallele 

all’equatore. Grandi macchie di forma ovale interrompono le fasce e corrispondono a perturbazioni cicloniche, vastissimi vortici percorsi da venti di enorme violenza. Hanno numerosi satelliti e anelli di polveri e ghiacci.

Osservandoli dalla Terra, tra i pianeti di tipo gioviano sono visibili a occhio nudo soltanto Giove e Saturno; gli altri due sono 

troppo lontani e perciò non erano noti agli antichi.

Mercurio, che è il più interno, è addirittura privo di atmosfera.

Tra i pianeti terrestri, la Terra ha un satellite, Marte ne ha due, mentre Mercurio e Venere nessuno.

I pianeti di tipo terrestre sono tutti visibili a occhio nudo dalla Terra.

Applicata al Sistema solare, la legge diventa: ciascun pianeta è 

attratto verso il Sole con una forza direttamente proporzionale 

alla massa del Sole e alla massa del pianeta, e inversamente proporzionale al quadrato della sua distanza dal Sole.

L’attrazione impedisce al pianeta di muoversi in linea retta e di perdersi nello spazio, e lo costringe in pratica a «curvare» continuamente la propria orbita verso il Sole, in un «gioco di equilibrio» tra l’attrazione gravitazionale e il moto di rivoluzione, il cui risultato è l’orbita ellittica. 
Se non esistesse la forza attrattiva i pianeti si muoverebbero in linea retta con velocità costante, allontanandosi dal Sole. Viceversa, se non fossero dotati di una velocità per restare in orbita «cadrebbero» sulla stella.

a dilatarsi, creando lo spazio in cui si espandeva. Nel giro di una frazione di secondo, il volume dell’Universo crebbe di miliardi e miliardi di volte, mentre la temperatura scese rapidamente.

Conclusa questa inflazione pressoché istantanea, la «sfera di fuoco» prese a espandersi con ritmo più lento e si innescarono nuovi processi di trasformazione. L’energia si condensò prima in particelle elementari (elettroni), poi in particelle maggiori (protoni, neutroni), dopo i primi 3 minuti, si formarono i primi nuclei atomici (idrogeno, elio).

Finisce così la fase della «sfera di fuoco», dominata dalle radiazioni. Da allora la materia si è separata nettamente dalla nube di radiazioni, per dare inizio alla successiva evoluzione verso corpi come le stelle. 

Scoperte recenti hanno portato a concludere che attualmente l’espansione è in accelerazione.

Gran parte della materia di una stella è formata da idrogeno ed elio.

Per conoscere la composizione chimica delle stelle si utilizza lo spettroscopio. 

Quando all’interno delle nebulose si innescano dei moti turbolenti, le particelle della nube si avvicinano e si aggregano: si formano così zone di maggiore densità chiamate nuclei. È probabile che questo avvenga nei globuli di Bok, veri addensamenti di grandi quantità di polveri e gas che appaiono come nuclei oscuri e nettamente circoscritti all’interno della diffusa luminosità delle nebulose.

2. Se all’interno dei globuli la contrazione prosegue, l’energia e la temperatura aumentano ed essa si trasforma in una protostella.
A causa della forza di gravità, la contrazione prosegue e il nucleo della protostella si riscalda sempre più.
3. Se la massa iniziale è scarsa, non si innescano le reazioni termonucleari e non si forma una stella, bensì una nana bruna, o «stella mancata». 

Se invece la massa è sufficiente, nel cuore delle stelle la temperatura è così alta (fno a 15 milioni di gradi) da innescare le reazioni 

termonucleari che trasformano l’idrogeno in elio e avviano l’emissione di una grande quantità di energia sotto forma di calore.

4. Queste emissioni di energia fanno espandere i gas verso l’esterno, fino a compensare la forza di gravità: l’astro raggiunge così una fase di stabilità, che può durare da milioni a miliardi di anni, a seconda delle dimensioni della stella.
Il Sole, che si trova in questa fase, ha circa 5 miliardi di anni.

Quando quasi tutto l’idrogeno è consumato e l’elio si è accumulato nel nucleo della stella, le reazioni termonucleari rallentano. La forza di gravità non è più bilanciata dall’energia emessa dalla stella e il nucleo si contrae su se stesso. La contrazione provoca un aumento della temperatura sufficiente a innescare nuove reazioni termonucleari che trasformano l’elio in carbonio, liberando una quantità di energia maggiore di quella prodotta precedentemente. 
A causa dell’elevata temperatura, la superfcie della stella si dilata e allontanandosi dal centro dell’astro – si raffredda, fnché la forza 

di gravità ferma l’espansione e si raggiunge un nuovo equilibrio. La stella è entrata così nella fase di gigante rossa.

Dopo la fase di gigante rossa, quando anche l’elio è esaurito, l’evoluzione stellare segue vie diverse, che dipendono dalla massa 

di partenza della stella.

1. Stelle con una massa iniziale di poco inferiore a quella del Sole, verso il termine della loro vita, collassano trasformandosi in 

nane bianche, sfere molto dense, caldissime e bianche, delle dimensioni della Terra, destinate a raffreddarsi lentamente.

2. Se la massa iniziale è come quella del Sole o poco superiore, prima di diventare nane bianche le stelle possono espellere i loro 

strati più esterni, dando origine a nubi sferiche di gas in espansione che vengono dette nebulose planetarie, oppure, in alcuni 

casi, possono esplodere in una nova.

3. Una stella con massa iniziale una decina 

di volte quella del Sole, collassando esplode in modo violentissimo: gran parte della stella, definita supernova, si disintegra 

ed è lanciata nello spazio. Dopo l’esplosione della supernova, il materiale che non si è distaccato assume densità elevatissima: la 

stella si trasforma in una stella di neutroni.

4. Dopo la fase di supernova continuano a collassare e possono originare i buchi neri. 

formata da un grandissimo numero di stelle, che solca la Sfera celeste.

La nostra Galassia ha la forma di un disco con un nucleo allungato, da cui partono lunghi bracci a spirale, comprende oltre 

100 miliardi di stelle. 

Al di fuori della nostra sono stati scoperti miliardi di galassie, distanti tra loro milioni di anni luce. Ciascuna di esse è formata da 

centinaia di miliardi di stelle.

Le galassie di distinguono per la forma e per le dimensioni. In base alla forma, che dipende dai movimenti interni alla galassia, 

se ne distinguono quattro tipi:

• galassie a spirale,

• galassie a spirale barrata, come quella in 

cui ci troviamo,

• galassie ellittiche,

• galassie irregolari.

Le galassie tendono a riunirsi in ammassi. 

Nel raggio di 3 milioni di anni luce da noi si trovano una ventina di galassie, che formano il Gruppo Locale. Ma si conoscono moltissimi ammassi di galassie, ciascuno formato da centinaia o addirittura migliaia di galassie, e circondato da ampi spazi «vuoti».

I meridiani sono le linee che invece dividono il globo in senso verticale delle semicirconferenze che partono da un polo e terminano nell'altro. Il meridiano principale è quello di Greenwich (o meridiano zero). Greenwich è importante anche perché viene utilizzato come parametro per stabilire le differenze di fuso orario tra i vari Paesi.

perché la notte non cala all’improvviso?

a causa del moto di rotazione terrestre sulla terra si alternano il dì e la notte, ovvero il periodo di illuminazione e quello di oscurità, che insieme costituiscono il giorno.

Il circolo di illuminazione segna il confine tra la porzione illuminata e quella oscura, poiché la rotazione terrestre avviene da ovest ad est (cioè in senso inverso al movimento del Sole) abbiamo l’impressione che il circolo di illuminazione ruoti in senso opposto cioè da est ad ovest.

Per questo motivo se rivolgiamo gli occhi verso vediamo il sole sorgere sempre ad est e tramontare ad ovest.

Perché la terra è illuminata sia all’alba che al tramonto?

Quando un fascio di luce colpisce un oggetto sferico, come accade con la luce del sole e la terra, alle spalle del circolo di illuminazione dovrebbe formarsi una zona completamente oscura, ma la terra non è un oggetto qualunque, è circondata da atmosfere con densità diverse perciò i raggi so,ari vengono deviati e sembrano provenire da un’altra direzione. I raggi solari dunque raggiungono una parte della superficie terrestre che altrimenti si troverebbe al buio, questa è la zona del crepuscolo, ovvero quella zona dove arriva la luce del sole, anche se il sole non è ancora sorto o è già tramontato.