Il 23 ottobre tra le 6:02 e le 18:02, i chimici celebrano il giorno della talpa. Il Mole Day non è un giorno per celebrare quelle piccole creature pelose che vivono nel terreno. Piuttosto, è un giorno per celebrare un'idea molto importante nel mondo sub-microscopico.

In chimica, la talpa è un'unità usata per parlare di atomi. È simile ad altre unità che usiamo tutti i giorni. Per esempio, potresti entrare nel negozio di ciambelle locale e ordinare una dozzina di ciambelle. Così facendo, sai che riceverai 12 di questi snack e l'impiegato sa dartene 12. L'unità dozzina è semplicemente per comodità nel discutere una quantità.

Applichiamo la stessa idea per discutere le quantità di atomi. Perché non parliamo semplicemente di dozzine di atomi? Il motivo è perché gli atomi sono così piccoli che non ha senso farlo. Immagina un singolo granello di sale da cucina. Quel minuscolo cristallo contiene più di 1, 000, 000, 000, 000, 000, 000 (un quintilione) di atomi. Piuttosto che discutere di un numero così grande di atomi, possiamo parlare più comodamente attraverso l'unità talpa. Una mole di qualcosa contiene 602, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 o 6.02 x 10²³ di quella cosa.

Quindi, piuttosto che parlare di oltre 1, 000, 000, 000, 000, 000, 000 atomi nel grano di sale, possiamo esprimere la quantità come circa 0.000002 moli di atomi, che è molto più conveniente.

Il numero 6.02 x 10²³ è anche chiamato numero di Avogadro. Amedeo Avogadro è stato un fisico italiano. Nel 1811, ha proposto che volumi uguali di qualsiasi gas alla stessa temperatura e pressione contengano lo stesso numero di atomi (o molecole). Il numero porta il suo nome per onorare il suo lavoro. Perché il 23 ottobre è abbreviato come 23/10, i chimici usano questa data per celebrare il Mole Day.

Quanto spazio occupa una talpa?

Ora quanto fa 6.02 x 10²³? Quanto tempo pensi che impiegheresti a contare fino a una talpa? Un giorno? Una settimana? Un anno? Andare avanti, iniziare a contare. Ci vorrebbero circa 20, 000, 000, 000, 000, 000 anni. Come potete vedere, quantità molto grandi di atomi occupano pochissimo spazio, il che ci dà un'idea di quanto siano piccoli. Ecco un altro esempio:una mole d'acqua con tutte le 6,02 x 10²³ molecole di H₂O occupa poco più di un cucchiaio.

Quindi, come si uniscono quei minuscoli atomi per creare le cose nel mondo che ci circonda? Anche se gli atomi sono così piccoli, c'è molta azione in corso. Ogni atomo è composto da particelle ancora più piccole chiamate elettroni. Il modo in cui questi elettroni si posizionano attorno all'atomo porta a proprietà che possiamo sperimentare e osservare. In un metallo, i minuscoli atomi nuotano in un mare di elettroni che dà loro la capacità di condurre calore ed elettricità.

E l'acqua? Gli elettroni in una molecola d'acqua sono disposti in modo tale che ogni molecola d'acqua sia estremamente attratta da quella accanto. Per questo motivo si dispongono naturalmente a livello atomico in modi che hanno grandi conseguenze nel mondo che ci circonda. Quando l'acqua gela, le molecole si dispongono in modo da creare un reticolo che fa galleggiare il ghiaccio nell'acqua liquida. Perché questo è così importante? Perché il ghiaccio galleggia, uno stagno o un lago si congelerà in alto, ma al di sotto l'intero ecosistema acquatico è in grado di sopravvivere. Questo è uno straordinario fenomeno dell'acqua.

Piccoli atomi con grandi conseguenze

Molte altre sostanze adottano le proprie proprietà uniche a causa della disposizione degli elettroni. Il gas propano che usiamo per alimentare una griglia a gas è un gas a temperatura ambiente perché le molecole sono debolmente attratte l'una dall'altra. A differenza dell'acqua, non vogliono affatto stare uno accanto all'altro. Di conseguenza, lo spazio tra di loro risulta in uno stato gassoso.

Un altro gas importante è l'ossigeno. Abbiamo bisogno di ossigeno per vivere le nostre vite. Chiudi gli occhi e fai un respiro profondo. Mentre lo fai, le molecole ti sfrecciano nel naso, nei polmoni dove vengono assorbite nel sangue circa 0,001 moli di ossigeno. Quelle molecole sono responsabili di aiutare ogni cellula del tuo corpo a produrre energia in modo che i tuoi occhi possano vedere le parole in questa pagina e il tuo cervello possa pensare a cosa significano, il tutto mantenendo il tuo cuore che batte.

Così, se mai ti senti troppo insignificante per fare la differenza, ricorda solo che anche la più piccola delle cose conta nel grande schema delle cose.

Buona giornata della talpa!

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.