IL FILM PIU' PICCOLO DEL MONDO

Ricercatori di IBM hanno creato nel 2013 un film i cui protagonisti sono degli atomi. Intitolato "A Boy and His Atom" questa piccolissima opera di animazione costituisce un nuovo record assoluto, ed è costituito da circa 250 immagini che si susseguono con una tecnica grossomodo assimilabile a quella dell'animazione a passo uno, o stop motion.

               

"Controllare, posizionare e formare gli atomi per creare un video a livello atomico è una disciplina precisa e del tutto nuova", ha commentato Andreas Heinrich (IBM Research). Per rendere possibile questa curiosa e strabiliante opera è stato usato un microscopio a effetto tunnel ( STM, scanning tunneling microscope) realizzato dalla stessa IBM, che permette appunto di "vedere" gli atomi, ingranditi di circa 100 milioni di volte. Esso possiede una punta che scorre sulla superficie da esaminare e la sua posizione posizione viene registrata in ogni momento. Questo permette di avere una posizione in rilievo della superficie ( andate qui per vedere alcune immagini).

Per ogni "scena" creata è stato poi realizzato uno dei fotogrammi che avrebbe costituito il video finale.

Anche se il filmato ha un intento divulgativo nasce da un risultato importante dell'IBM, che grazie all'abilità di muovere gli atomi ha realizzato nel 2012 la più piccola memoria magnetica del mondo fatta di soli 12 atomi e che costituisce le fondamenta per la realizzazione del computer quantistico. I computer quantistici saranno in grado un giorno di occuparsi in un lampo di operazioni che oggi richiedono anni.

http://www.tomshw.it/cont/news/ibm-gira-il-primo-film-atomico-della-storia-effetti-da-oscar/45329/1.html

GLI ATOMI SI VEDONO?

Questa foto somiglia a un nido d'ape visto con una lente di ingrandimento. In realtà in questo caso la lente, o meglio l'occhio, è la punta nanoscopica di un microscopio a forza atomica, e il nido d'ape è una molecola di  nanografene. In questo modo gli scienziati guidati da Leo Gross dell' Ibm Research – Zurich, sono riusciti a vedere l'invisibile: i singoli legami chimici che tengono insieme gli atomi, apprezzandone le differenze di forza e lunghezza. Un traguardo, come spiegano i riceratori su Science del 14 settembre 2012.

Ecco altre immagini di atomi trovate in rete, ottenute  con il microscopio effetto tunnel.

atomi di silicone, organizzati in cristalli

blu nichel

atomi di cobalto azzurri su superficie di rame 

superficie della grafite, coni chiari sono atomi di carbonio 

LEGAMI AD IDROGENO E CARATTERISTICHE DELL'ACQUA

L’acqua ha proprietà fisiche e chimiche molto particolari che ne fanno il liquido  il liquido "biologico" per eccellenza. E allora, esaminiamo alcune di queste "stranezze", dovuta alla presenza di legami di idrogeno tra le molecole 

L’acqua è liquida nell’intervallo di temperatura in cui avvengono tutti i più importanti processi biologici.

 A differenza della maggior parte delle altre sostanze, l’acqua liquida ha densità maggiore dell’acqua solida, il ghiaccio. Tutto ciò ha profonde implicazioni ecologiche.

L'acqua sotto lo strato superficiale di ghiaccio rimane perciò abbastanza calda da permettere la vita delle piante e degli animali acquatici.

L’acqua è un ottimo solvente per soluti polari e ionici. Forma legami idrogeno con altre molecole di acqua e con altre molecole polari, e quindi può sciogliere sostanze attraverso tali interazioni.

Molecole di acqua circondano lo ione sodio

Anche il glucosio è una molecola che presenta delle regioni polari e quindi è solubile in acqua ( il simile scioglie il suo simile)

modellino di molecola di glucosio

La presenza di legami idrogeno porta ad un’elevata temperatura di ebollizione.

L’acqua ha una capacità termica alta rispetto a quella della terra e dell’atmosfera. Questo significa che è necessario molto più calore per aumentare di 1 grado la temperatura di una determinata massa di acqua rispetto alla stessa massa di terra. Tale comportamento è dovuto alla rete di legami idrogeno esistenti tra le sue molecole.

Dal punto di vista ambientale, la capacità dell’acqua di assorbire molto calore senza un forte aumento della temperatura influenza fortemente il clima sulla Terra. Le grandi masse di acqua (laghi, fiumi, oceani) assorbono o cedono grandi quantità di calore con piccole variazioni di temperatura, e questo rende il clima delle regioni circostanti più temperato e la temperatura più stabile rispetto alle zone più interne.

L'acqua possiede una elevata "tensione superficiale", determinata proprio  dalle forti interazioni intermolecolari dovute ai legami idrogeno. La tensione superficiale di un liquido è dovuta alla diversa attrazione che una molecola subisce da parte di altre molecole vicine a seconda che si trovi nella massa di un liquido o sulla sua superficie, come è schematizzato nella figura.
Il fatto che la tensione superficiale dell'acqua sia molto elevata, favorisce la sua capacità di muoversi in capillari sottili e in materiali porosi (capillarità). E cosa sono le minuscole vene che giungono fino alle pieghe più riposte del nostro corpo se non capillari  sottili (li chiamiamo infatti capillari sanguigni)? E cosa sono le membrane cellulari se non setti porosi in grado di far passare certe sostanze e non altre?

Per abbassare l’alta tensione superficiale dell’acqua, che inibirebbe alcune funzioni, gli organismi viventi producono opportuni composti, detti tensioattivi, simili ai detergenti. Nei polmoni, per ridurre il lavoro necessario ad aprire gli spazi alveolari e permettere una buona respirazione, le cellule alveolari secernono un tipo particolare di tensioattivo, un fosfolipide.

GLI STATI DELLA MATERIA

Un brevissimo filmato che fa capire bene la differenza tra stato solido, liquido e  gassoso

                   

SLIDES RIASSUNTIVE SU ATOMI, MOLECOLE, LEGAMI CHIMICI

                                 

Molecole 1 from Vittoria Patti

                                 

IONI E LEGAME IONICO

Se ad un atomo neutro viene strappato un elettrone. esso possiederà una carica positiva in eccesso.

Si dice che si è formato uno ione positivo o catione.

Se un atomo neutro acquista un elettrone, esso viene ad avere una carica negativa in eccesso: si dice che si è formato uno ione negativo o anione. Dunque, gli ioni sono atomi elettricamente carichi.

Gli elettroni perduti o acquistati possono essere anche due o raramente tre. In questo caso l'atomo possiede rispettivamente due o tre cariche positive o negative.

Se uno ione positivo e uno ione negativo si trovano in presenza uno dell'altro, ad una distanza sufficientemente piccola, si attraggono e tra di loro si forma un legame detto legame ionico.

Per esempio, se il cloro gassoso si trova in presenza del metallo sodio , gli atomi di cloro ( Cl ) strappano un elettrone agli atomi di sodio ( Na ) e così si formano anioni cloruro e cationi sodio. I due tipi di ioni si attraggono e formano il cloruro di sodio ( NaCl ), che è il sale da cucina.

In questo modo, sia il catione che l'anione hanno 8 elettroni nel guscio più esterno, il che li rende particolarmente stabili.

In generale il legame che si stabilisce tra gli ioni a causa della forza di attrazione elettrostatica si chiama legame ionico.

Esso si può stabilire anche tra più di due atomi.

Es: l'atomo di calcio ( Ca ) ha 8 elettroni nel penultimo strato e 2 elettroni in quello più esterno; ognuno di questi due elettroni può essere acquistato da un atomo di cloro per formante una molecola di cloruro di calcio ( CaCl2 ) 

Quando sono presenti moltissimi ioni di segno opposto , essi si aggregano a formare dei cristalli.

I cristalli di cloruro di sodio sono formati dagli ioni sodio positivi e dagli ioni cloro negativi.

Si può pensare ad un ione come una sferetta, ogni sferetta di un certo segno si circonda di sferette di segno contrario, che tiene unite a sè grazie alla forza di attrazione elettrostatica.

Le sferette si dispongono in modo ordinato e formano il cristallo del cloruro di sodio.

Il legame ionico si forma tra gli elementi dei primi gruppi della tavola periodica e quelli degli ultimi gruppi, perché per formare il catione o l'anione basta togliere o aggiungere uno o due elettroni soltanto.

LABORATORIO: TEORIA MOLECOLARE

COME SI DIFFONDE UN COLORANTE  NELL'ACQUA?

A cura di Francesco Flores a.s. 2011/2012 II B
Foto: Malina Palamariu II B

 Materiali
 Due provette, una con acqua a temperatura ambiente, l’altra con acqua molto calda (vicina al punto di ebollizione), pipetta Pasteur, colorante (permanganato di potassio).
 Procedimento
Versiamo contemporaneamente due gocce di colorante in ciascuna provetta
Osservazioni
Nell’acqua fredda il colorante si espande più lentamente. Il colorante tende ad andare verso il basso, a causa della caduta per gravità del permanganato di potassio e questo si nota di più nella provetta contenente acqua più fredda. Nell’acqua più calda, in pochissimi secondi, il colorante si espande in tutta la provetta e non si riesce a distinguere la sua discesa verso il fondo . Dopo 20 minuti le due provette sono colorate in modo uguale ed omogeneo in tutta la provetta.
Conclusioni
Il calore fa aumentare l’energia cinetica delle molecole di acqua, che incontrando con maggiore frequenza le molecole di colorante, lo diffondono di conseguenza  più velocemente all’interno del liquido.

GIOCHIAMO CON IL GAS SENZA PERICOLO!

Pressione, volume, temperatura......cose mica tanto semplici!!!!

Ecco qui una applet  assai carina sui gas che vi chiarirà senz'altro un po' le idee e soprattutto vi farà capire che cos'è la pressione

LEGAMI CHIMICI

Un film chiaro e semplice per gli appassionati di chimica della II B

STRUTTURA DELL'ATOMO

Per gli alunni di seconda:

Un lavoro in pps molto chiaro, con belle animazioni, per comprendere meglio la struttura dell'atomo.
Dopo essere andati al link, cliccare su " atomi e molecole" per scaricare il pps.