Biochimica
Di cosa parla
- Concetti Atomici Fondamentali: La materia è composta da atomi, definiti dal numero atomico (Z, protoni) e di massa (A, protoni+neutroni). Si distinguono isotopi (stessi protoni, diversi neutroni) e ioni (atomi che hanno guadagnato o perso elettroni), cruciali per la reattività chimica.
- Modelli Atomici: Dal modello del "panettone" di Thomson al nucleo denso di Rutherford. Gli elettroni occupano orbitali descritti da numeri quantici (principale 'n' per energia e distanza, secondario 'l' per forma, magnetico 'm' per orientamento spaziale).
- Configurazione Elettronica e Tavola Periodica: Ogni elemento ha una disposizione specifica degli elettroni. La tavola periodica organizza gli atomi in periodi (numero quantico più esterno crescente) e gruppi (simile configurazione elettronica esterna e reattività). I simboli di Lewis rappresentano gli elettroni di valenza.
- Legami Chimici: Gli atomi reagiscono per raggiungere la stabilità (regola dell'ottetto), formando molecole. I gas nobili sono inerti grazie alla loro configurazione completa.
- Legame Ionico: Si forma tra atomi con grande differenza di elettronegatività (>1.9), con trasferimento di elettroni (cationi e anioni).
- Legame Covalente: Si verifica tra atomi con piccola differenza di elettronegatività (<1.9), con condivisione di elettroni (legami singoli, doppi, tripli). Può essere puro (omopolare) o polarizzato (eteropolare, generando un dipolo).
- Legame Covalente Dativo: Una coppia di elettroni è fornita da un solo atomo.
- Legami Deboli e Interazioni Molecolari: Essenziali in fisiologia per la struttura e funzione delle biomolecole.
- Interazioni di Van der Waals: Forze deboli, a breve raggio, cooperative.
- Interazioni Dipolo-Dipolo: Tra molecole polari con distribuzione di carica non uniforme.
- Legame Idrogeno: Un tipo speciale di interazione dipolo-dipolo, molto forte, fondamentale per le proprietà dell'acqua (elevato punto di ebollizione, solvente polare) e la struttura delle biomolecole.
- Interazioni Ione-Dipolo: Gli ioni sono idratati da molecole d'acqua. La solubilità dipende dalla polarità.
- Osmosi: Diffusione selettiva attraverso membrane semipermeabili, vitale per le cellule (soluzioni isotoniche, ipertoniche, ipotoniche).
- Forze di Dispersione di London (Dipolo istantaneo-dipolo indotto): Forze debolissime tra molecole non polari, generate da dipoli transitori.
- Quantificazione:
- Mole: Unità di quantità di sostanza, contiene il numero di Avogadro (6.02x1023) di unità.
- Molarità: Concentrazione espressa come moli di soluto per litro di solvente, fondamentale in biochimica.