La Materia e l’Energia

L’Universo è costituito di materia e di energia.

La biologia moderna

Poichè le cellule viventi fanno parte dell’Universo, sono anch’esse costituite di materia ed energia e sono quindi soggette alle stesse leggi fisiche e chimiche che reggono l’Universo nel suo insieme.

Di conseguenza, le caratteristiche e il comportamento delle cellule e di tutti gli organismi viventi trovano spiegazione nelle proprietà fisiche e chimiche di base della materia.

La comprensione della biologia moderna necessita perciò della conoscenza dei concetti fondamentali di fisica e chimica, che sono:

– La struttura atomica
– I movimenti delle molecole nei fluidi
– I processi di diffusione anche attraverso le membrane
– La pressione osmotica
– Il trasporto passivo e attivo delle sostanza, anche in direzione contraria al gradiente di concentrazione
– Le caratteristiche fondamentali dei sistemi dispersi
– Il pH.

La struttura della materia

Tutto l’Universo, noi stessi e ciò che ci circonda, è costituito di materia. Materia è tutto ciò che ha massa, cioè tutto ciò che occupa uno spazio.

Massa: quantità di materia che un corpo possiede.

Spazio: lo spazio euclideo, ovvero ciò che ci circonda

Cosa è la sostanza

La sostanza è ciò che è ed è per sempre. La sostanza è il fondamento di tutto o la realtà perfettamente determinata, che non può essere cambiata e non può cambiare.

Composizione della materia

Dal punto di vista della composizione la materia è costituita da sostanze semplici (o elementi) e da sostanze composte (o composti).

– Un elemento è una sostanza elementare che non può essere scomposta in sostanze più semplici.

– Un composto è una sostanza complessa che può essere scissa in sostanze più semplici.

Cosa è la chimica

La Chimica è la scienza che identifica le sostanze, sia naturali che artificiali, e ne studia le proprietà e la composizione.

La materia dal punto di vista chimico

Dal punto di vista chimico le sostanze si suddividono in: sostanze organiche e sostanze inorganiche.

Sostanze organiche

Le sostanze organiche sono i composti del carbonio dove si trovano combinati con esso, in maniera variabile a seconda della sostanza presa in esame, altri elementi, come l’ossigeno o l’idrogeno.

Organico

“Organico” è ciò che può essere usato come “strumento”.

In biochimica, il carbonio, è lo strumento per la generazione della vita.

Il termine “organico” è nato per designare le sostanze che vengono prodotte naturalmente dai metabolismi vegetali o animali.

Attualmente queste sostanze si possono ottenere anche come prodotti di sintesi in laboratorio.

Sostenze inorganiche

Le sostanze inorganiche sono invece composte da tutti gli altri elementi che non sono prodotti dal metabolismo degli organismi viventi, anche se da essi sono utilizzati nei processi vitali o come fonte di energia.

La materia dal punto di vista fisico

Dal punto di vista fisico la materia può presentarsi allo stato solido, liquido o aeriforme, ma, a certe condizioni di temperatura e di pressione, la materia può passare da uno stato all’altro e viceversa.

Passaggio di stato e reazione chimica

Quando la materia cambia lo stato fisico e non si trasforma perché non cambia la sua composizione chimica, si parla di passaggio di stato.
Quando la materia cambia lo stato fisico e si trasforma da una sostanza in un’altra, si parla di reazione chimica.