Materia

La materia viene definita sia in Chimica che in Fisica, come qualsiasi sostanza (composta da vari tipi di particelle) che ha massa, inerzia e occupa spazio fisico (avendo volume). La materia si può classificare secondo gli stati di aggregazione, oppure suddividere in organica e inorganica e può appartenere a uno dei tre regni della natura (minerale, vegetale, animale).

Tutte queste classificazioni cessano però di essere rigorose quando la materia viene studiata nei suoi costituenti elementari (atomi, molecole, particelle). La materia risulta allora avere un’origine unica ma le proprietà solitamente a essa attribuite (impenetrabilità, divisibilità, compressibilità ecc.) non si possono più considerare valide.

L’esempio più semplice di particelle di materia sono gli atomi, che sono la più piccola unità di materia composta da elettroni, protoni e neutroni (conservando tutte le proprietà chimiche di un elemento). Le particelle prive di massa come i fotoni, i fenomeni energetici o le onde come la luce o il suono, non sono incluse in questa definizione.

Un’altra suddivisione della materia possibile è tra: sostanze pure e miscele. Una sostanza chimica può essere costituita da atomi dello stesso elemento (elementi chimici) oppure da atomi di elementi differenti (composti chimici).

Stati di aggregazione della materia

Gli stati di aggregazione della materia dipendono sia dalla natura della materia che dalla temperatura e dalla pressione dell’ambiente in cui essa si trova; in base alle variazioni di questi due parametri ambientali avvengono delle trasformazioni fisiche dette anche passaggi di stato. La materia può dunque esistere in diversi stati, chiamati anche fasi; i quattro stati fondamentali sono:

Passaggi di stato della materia

In particolare si hanno i seguenti passaggi di stato:

  • fusione è il passaggio dallo stato solido a quello liquido;
  • evaporazione è il passaggio dallo stato liquido a quello aeriforme;
  • ebollizione è il passaggio tumultuoso dallo stato liquido a quello aeriforme;
  • condensazione è il passaggio dallo stato aeriforme (vapore) allo stato liquido;
  • liquefazione è il passaggio dallo stato aeriforme (gas) allo stato liquido;
  • solidificazione è il passaggio dallo stato liquido allo stato solido;
  • sublimazione è il passaggio dallo stato solido allo stato aeriforme;
  • brinamento è il passaggio dallo stato aeriforme allo stato solido.

Quantità di materia (mole)

La mole è la quantità di materia che contiene un numero di Avogadro di entità elementari. Ad esempio molecole, atomi, elettroni. La mole rappresenta l’unità di misura della quantità di sostanza nel sistema internazionale (SI).

È utile pensare alla mole come un numero ben determinato di particelle il tipo di particelle (che possono essere atomi, molecole, ioni, elettroni, altre entità o gruppi determinati di tali particelle) e non ad un peso definito. Un numero di Avogadro di particelle è contenuto infatti in pesi che differiscono da sostanza a sostanza. Dalla definizione si ricava che il peso di una mole di sostanza è uguale al suo peso atomico, o molecolare, o formale, espresso in grammi. Quindi il numero di moli relativo ad un dato peso in grammi si ottiene dividendo i grammi per il peso in grammi di una mole:

\[\textrm{numero di moli}=\dfrac{\textrm{peso in grammi}}{\textrm{peso in grammi di una mole}}\]

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