Psicologia: fondamenti di biologia e chimica per universitari

Introduzione al Corso

e CAMPUS UNIVERSITÀ Corso di Laurea: Insegnamento: Numero lezione: Titolo: Psicologia Benvenuti al corso di Fondamenti di Biologia e Chimica per la laurea in Scienze delle attività motorie e sportive della facoltà di psicologia. Il docente di riferimento è Neri Mercatelli che potete contattare a questo indirizzo mail o alla messaggistica ecampus. Il programma di studio copre 9 crediti formativi universitari per un totale di 72 lezioni. Il programma è ripartito secondo questa modalità: Il primo cfu sarà di introduzione alla Chimica inorganica e poi organica con lo studio in particolare delle biomolecole. Nei successivi 2 crediti saranno trattati gli argomenti relativi alla Biologia della cellula, con particolare riferimento alla sua organizzazione strutturale. Nel quarto focalizzeremo l'attenzione sulla divisione della cellula ed introdurremo i meccanismi che sono alla base del concetto di ereditarietà. Dopo di che verranno sviluppate le tematiche relative al DNA e alle modalità mediante il quale questa molecola è in grado sia di essere trasmessa alle generazioni successive, sia di poter trasportare l'informazione genica. Argomenti che in un certo senso apriranno il campo per il CFU successivo, il sesto in cui il DNA sarà inserito nel contesto della Genetica. I CFU 7 8 e parte del 9 saranno dedicati invece allo studio della Biochimica.

Ogni CFU sarà composto da 8 lezioni, ciascuna delle quali composta generalmente da videolezioni con il relativo testo, oppure da FAQ di approfondimento, oppure da link a video che possono essere utili nella comprensione di determinati argomenti o da una parte esercitativa come ad esempio quiz a risposta multipla e mappe concettuali sulle tematiche trattate all'interno del CFU.

La Chimica e la Materia

Come abbiamo detto in precedenza cominceremo il nostro percorso proprio dalla Chimica. La chimica è la scienza che studia la struttura della materia e le sue trasformazioni. Ma che cosa è la materia e quali sono le sue principali caratteristiche? Dobbiamo considerare materia tutto ciò che possiede una determinata massa ed occupa un determinato spazio e cioè volume. La massa, definita anche come quantità di materia, viene rappresentata da una m minuscola, è una grandezza fisica fondamentale e nel sistema internazionale, la sua unità di misura è il kilogrammo. Il Volume invece, che simboleggiamo con una V 1 C 2007 - 2016 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co)-C.F. 9002752130 - Tel: 031.79421 - Fax: 031.7942501 - Mail: info@uniecampus.ite CAMPUS UNIVERSITÀ Corso di Laurea: Insegnamento: Numero lezione: Titolo: Psicologia maiuscola è una grandezza derivata dalla lunghezza che ha come unità di misura il metro cubo indicato con una emme elevata alla terza. Il rapporto tra la massa ed il volume definisce la densità, la cui unità di misura è il kilogrammo su metro cubo. Ma da che cosa è formata la materia? la materia è formata da molecole le quali a loro volta sono formate da atomi.

Struttura dell'Atomo

L'atomo è la più piccola parte di un elemento che preserva tutte le proprietà chimiche di quello stesso elemento. Come possiamo vedere dall'immagine, l'atomo è formato da particelle ancora più piccole, dette particelle subatomiche quali l'elettrone, il protone ed il neutrone. I protoni ed i neutroni sono contenuti all'interno del nucleo atomico, mentre gli elettroni sono in movimento nello spazio esterno al nucleo. I protoni hanno carica positiva, i neutroni sono privi di carica e gli elettroni sono di carica negativa. I protoni ed i neutroni hanno una massa molto simile fra loro, mentre la massa degli elettroni è trascurabile e dunque non contribuisce in nessun modo alla massa finale dell'atomo.

Elementi e Tavola Periodica

Nella definizione di atomo, abbiamo precedentemente introdotto il termine elemento ma non ne abbiamo ancora dato definizione. Gli elementi sono dunque sostanze che si trovano in natura che non possono essere scomposte in altre sostanze mediante una reazione chimica. Come si osserva dalla figura, gli elementi sono catalogati nella Tavola periodica, la quale fornisce indicazioni sulla composizione, struttura e proprietà chimiche di ciascun elemento e dunque, anche dell'atomo dell'elemento stesso. Ciascun elemento è contraddistinto da un simbolo che spesso corrisponde alla prima lettera del suo nome. Ad esempio, il Carbonio è simboleggiato dalla ci maiuscola del suo stesso nome. L'ossigeno dalla O. L'idrogeno dalla H relativa al suo nome inglese. Non sempre questa correlazione è valida. Ad esempio, il simbolo del mercurio è H maiuscola G minuscola che deriva dal suo nome latino, come anche il potassio che è rappresentato dalla lettera K di Kalium.

Fra gli elementi più importanti per la vita troviamo il carbonio, l'ossigeno, l'idrogeno e l'azoto, indicato con N. Tutti questi, insieme rappresentano circa il novantacinque novantasei percento della massa di un organismo. Altri elementi sono presenti solamente 2 C 2007 - 2016 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 9002752130 - Tel: 031.79421 - Fax: 031.7942501 - Mail: info@uniecampus.ite CAMPUS UNIVERSITÀ Corso di Laurea: Insegnamento: Numero lezione: Titolo: Psicologia in quantità minori o addirittura in tracce, ma possono avere importanza vitale per gli organismi. Ad esempio, il potassio è fondamentale per la trasmissione dell'impulso nervoso o per la contrazione muscolare.

Numero Atomico

Osservando la tavola periodica possiamo notare che nella casella relativa a ciascun elemento si trova un numero specifico. Questo numero è chiamato numero atomico, viene indicato con Zeta ed indica il numero di protoni che si trovano nel nucleo dell'atomo di un dato elemento. Solitamente questo numero si scrive in basso a sinistra del simbolo dell'elemento. Ad esempio, il numero atomico dell'idrogeno è uguale ad uno, quello dell'azoto invece a sette. Nella tavola periodica gli elementi sono inseriti secondo il loro numero atomico crescente con direzione principale, sinistra verso destra e poi, dall'alto in basso. Partendo dall'idrogeno con numero atomico uguale a 1 procediamo verso destra ed incontriamo l'elio con numero atomico uguale a due, scendendo e tornando di nuovo a sinistra troviamo il litio con tre e successivamente il Beriglio con quattro. Via via, si avranno tutti gli altri elementi con numero atomico crescente di un'unità. Nella tavola periodica abbiamo le colonne verticali dette gruppi e quelle orizzontali dette periodi. La tavola si definisce appunto periodica perché gli elementi inseriti all'interno dello stesso gruppo e/o nello stesso periodo, presentano determinate caratteristiche che sono ridondanti. Ne vedremo più avanti alcune in dettaglio.

Numero di Massa

Oltre al numero atomico, abbiamo un altro numero fondamentale che caratterizza l'atomo ed è il numero di massa. Il numero di massa simboleggiato con la lettera a grande è uguale al numero di protoni e neutroni che si trovano nel nucleo di un atomo di ogni elemento. Generalmente questo numero viene indicato in alto a sinistra rispetto al simbolo dell'elemento, sopra il numero atomico. Conoscendo il numero di massa ed il numero atomico di un atomo di un elemento possiamo risalire al numero di neutroni specifici di quell'atomo. Basterà sottrarre il numero atomico al numero di massa. Se prendiamo come esempio l'ossigeno, un suo atomo possiede numero atomico uguale a otto e numero di 3 C 2007 - 2016 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 9002752130 - Tel: 031.79421 - Fax: 031.7942501 - Mail: info@uniecampus.ite CAMPUS UNIVERSITÀ Corso di Laurea: Insegnamento: Numero lezione: Titolo: Psicologia massa uguale a sedici. Dunque, l'atomo di ossigeno conterrà otto neutroni, dato dalla sottrazione sedici meno otto.

Isotopi e Radioattività

In natura possono esistere degli atomi appartenenti allo stesso elemento che hanno un numero di massa fra loro differente. Questi atomi vengono detti isotopi. Ad esempio, l'idrogeno è presente in natura con tre isotopi. Il prozio che ha un protone, il deuterio che ha un protone ed un neutrone ed il trizio che possiede un protone e due neutroni. Come possiamo osservare il numero di massa di questi tre isotopi sarà differente. Nel caso del prozio sarà pari a uno, nel deuterio a due e nel trizio a tre. Anche il carbonio presenta tre isotopi. Il Carbonio 12 possiede sei protoni e sei neutroni, mentre il Carbonio 13 ed il 14 hanno rispettivamente uno e due neutroni in più. Negli isotopi, il numero atomico non cambia perché il numero di protoni non varia, mentre è il numero di neutroni che cambia, facendo variare il numero di massa. Considerato ciò possiamo dunque riformulare la definizione di isotopo. L'isotopo di un elemento è un atomo di quello stesso elemento con un numero di neutroni differente. Hanno dunque stesso numero atomico ma diverso numero di massa e sono alla base del concetto di radioattività. Molti isotopi infatti sono instabili e possono emettere radiazioni.

Carica Neutra e Elettroni

Il numero atomico ci fornisce anche un'altra informazione riguardante la struttura dell'atomo. Infatti, un atomo nel suo stato fondamentale deve avere una carica finale neutra. Perché questo sia possibile, il numero delle cariche positive e cioè dei protoni deve eguagliare quello delle cariche negative e cioè degli elettroni. Considerando ciò, il numero atomico di un elemento ci indica anche il numero degli elettroni dell'atomo di quello stesso elemento. Come si vede dalle immagini, il Carbonio presenta all'esterno del suo nucleo un numero di elettroni esattamente pari a quello dei protoni e cioè sei.

Disposizione degli Elettroni

Quale è la disposizione degli elettroni all'esterno del nucleo atomico? Gli elettroni si trovano in continuo movimento lungo regioni definite di spazio intorno al nucleo che vengono chiamati orbitali od orbitali atomici. Poiché non possiamo determinare la posizione precisa dell'elettrone in un dato momento, si preferisce rappresentare gli orbitali con delle nubi elettroniche dove l'intensità del colore, nel nostro caso azzurro, è proporzionale alla probabilità di trovare l'elettrone. Ogni orbitale è associato ad un determinato livello di energia che dipende dalla distanza dal nucleo. Anche ogni elettrone è associato ad una quantità di energia che dipende dall'orbitale in cui si trova. Gli orbitali sono dunque raggruppati in livelli energetici. Per la precisione, ogni livello energetico contiene uno o più orbitali con elettroni che hanno la stessa energia. Gli elettroni disposti nei livelli energetici su orbitali più vicini al nucleo hanno minore energia di quelli che sono più lontani. Il primo livello energetico, il più vicino al nucleo, contiene un orbitale di tipo sferico che può contenere al massimo due elettroni, il secondo livello contiene quattro orbitali, tra cui uno di tipo sferico simboleggiato con una S piccola e tre bilobati orientati verso i tre assi X, Y e Z, simboleggiati con una p minuscola. Poiché ogni orbitale può albergare al massimo due elettroni, ne consegue che nel primo livello energetico che contiene un solo orbitale possono essere contenuti al massimo due elettroni, mentre il secondo livello con quattro orbitali può contenerne otto. La struttura elettronica dell'atomo può essere rappresentata con il nucleo centrale ed i livelli esterni simboleggiati da circonferenze concentriche che man mano a seconda del loro livello di energia, si allontanano dal nucleo.

Per disporre gli elettroni sui livelli, detti anche gusci, di un atomo dobbiamo procedere come evidenziato nell'esempio del Neon. Il numero atomico del Neon è dieci. Dieci è dunque il numero di protoni ma ovviamente anche di elettroni. Disponiamo al centro il nucleo e poi nel primo livello inseriamo due elettroni simboleggiati dai pallini azzurri e completiamo il secondo livello inserendo gli altri otto restanti. 1 C 2007 - 2016 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 9002752130 - Tel: 031.79421 - Fax: 031.7942501 - Mail: info@uniecampus.it