La materia è tutto ciò che occupa uno spazio, quindi ha un volume; la quantità di materia di un corpo è detta massa.
La materia che compone gli esseri viventi è detta organica, mentre quella che si trova nei non viventi si chiama inorganica.
Tutte le sostanze sono formate da elementi piccolissimi.
Gli elementi più piccoli che costituiscono la materia sono gli atomi.
I diversi atomi si uniscono con dei legami chimici per formare le diverse molecole, le quali sono alla base di ogni sostanza. Ad esempio l’ ossigeno è un atomo, mentre l’ acqua è una molecola formata da ossigeno ed idrogeno. Però non è che alla base di ogni materia c’ è acqua… o che tutte le sostanze sono formate da ossigeno!!! Gli atomi sono moltissimi, e le molecole che derivano dal loro diverso modo di unirsi sono… ancora di più!
La molecola è la parte più piccola di una sostanza.
Più atomi dello stesso tipo formano sostanze semplici, se invece i legami avvengono tra atomi diversi si formano sostanza composte.
Le sostanze costituiscono i materiali che ci circondano. Essi possono essere di origine naturale, come la lana o il legno, o di origine artificiale, come il vetro o la plastica. Ogni materiale ha caratteristiche specifiche, esistono materiali duri, fragili, resistenti, trasparenti, impermeabili, elastici… Un oggetto può essere costruito con più materiali e, quindi, acquisire tutte le caratteristiche contemporaneamente.
Gli atomi sono moltissimi e vengono chiamati anche elementi; sono rappresentati con delle sigle in una tabella in base alle loro caratteristiche:
Dunque più atomi formano le molecole e tante molecole formano la materia, che è tutto quello che ci circonda e che possiamo percepire grazie a vista, udito, tatto, olfatto e gusto, ossia tutto ciò che si percepisce grazie ai nostri sensi.
La materia può apparire in 3 diversi stati: lo stato solido, lo stato liquido e quello gassoso o aeriforme; ognuno di questi stati della materia possiede proprietà specifiche.
I solidi hanno una loro forma ed occupano uno spazio definito. Le molecole sono molto unite e strette tra loro e non possono muoversi, il che conferisce all’oggetto solido le tipiche proprietà. Stringendo forte un solido, la forma resta invariata. Se si sposta un solido, esso conserverà sempre la sua forma e occuperà sempre lo stesso volume di spazio. I solidi si possono frantumare, si ottengono granelli che possono essere anche finissimi, ma saranno sempre solidi, con una loro forma e uno spazio da occupare e con le caratteristiche tipiche dei solidi: hanno forma propria, occupano uno spazio.
I liquidi non hanno una forma propria, ma assumono la forma dell’oggetto che li contiene, o si spandono, scorrono. Le molecole sono legate, ma non in maniera così rigida come nei solidi. Un liquido può essere attraversato da un dito e può spostarsi in tutte le direzioni, anche verso l’alto se, ad esempio, su di esso si poggia il bordo di una carta assorbente o di una stoffa: è la caratteristica detta “capillarità”.
Gli aeriformi non hanno una loro forma. Le molecole possono muoversi liberamente e si distribuiscono nello spazio a disposizione. Se un gas viene inserito in un contenitore, le molecole si avvicineranno sempre di più fino a raggiungere un punto in cui si saranno talmente vicine e strette che non sarà più possibile inserire altro gas. Se, ad esempio, si gonfia un palloncino, all’inizio le molecole d’aria si troveranno ad avere molto spazio a disposizione, continuando a gonfiarlo, le molecole cominceranno ad avvicinarsi, infatti il palloncino sarà anche più consistente al tatto, oltre un certo limite non si può più inserire aria, se si prova a farlo, poiché non c’è più spazio per ospitare altre molecole, la spinta dall’interno fa si che il palloncino scoppi, e le molecole si disperdono nello spazio libero circostante.
Le molecole nei gas si comportano un po’ come le persone negli autobus: se c’è poca gente sono tutti a distanza, se le persone aumentano finiscono con lo stare stretti stretti, se le persone stanno troppo stette, non riesce a entrare più nessuno. Le persone, però, le puoi vedere, invece le molecole non le vedi, anche se ci sono. Un bicchiere vuoto non è vuoto, perché dentro c’è aria, quindi c’è materia allo stato gassoso, anche se non la vedi. L’aria è ovunque, e riempie tutti gli spazi che ti sembrano vuoti. C’è aria anche sopra le nostre teste, una colonna d’aria invisibile che sale verso l’alto e che “pesa” sopra le nostre teste e sopra tutte le cose.
Curiosità: se andiamo in alta montagna questa invisibile colonna d’aria diminuisce, quindi in montagna il peso dell’aria sulla tua testa è minore di quello che c’è quando sei a mare.
Gli aeriformi quindi non hanno una forma, occupano tutto lo spazio disponibile e hanno un peso.
Cambiamenti di stato della materia
La materia può variare il suo stato, può cioè trasformarsi da solida in liquida e da liquida in gassosa.
La trasformazione può avvenire anche in senso contrario, quindi un gas può diventare liquido, e un liquido può diventare solido.
Queste trasformazioni avvengono grazie ai cambiamenti di temperatura:
| caldo | più caldo | |||
| fusione | evaporazione | |||
| Solido | Liquido | Aeriforme | ||
| solidificazione | condensazione | |||
| più freddo | freddo |
Un solido con il calore fonde e diventa liquido; un liquido con più calore evapora e diventa gas;
un gas con il freddo condensa e diventa liquido; un liquido con più freddo solidifica e diventa solido.
La materia, quindi, può trasformarsi.
Quella che avviene con i passaggi di stato è una trasformazione “fisica”, cioè cambia la forma, ma non la sostanza: cambia il tipo di legame, ma non la materia. Un esempio può essere il succo di limone, che con il freddo solidifica, ma resta sempre limone.
Esistono anche le trasformazioni “chimiche”, che avvengono quando diverse sostanze, venendo a contatto tra loro, ne formano altre. Un esempio è il legno che brucia: il legno con il calore si trasforma in cenere, anidride carbonica e acqua. Nella trasformazione chimica le sostanza iniziali si chiamano reagenti, quelle finali sono i prodotti.
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