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Portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia
La chimica è quella branca delle scienze naturali che si occupa dello studio, della costituzione e delle proprietà della materia e delle sue trasformazioni. È lo studio delle proprietà e della struttura degli atomi (compresi i loro isotopi stabili e radioattivi), dei composti e delle molecole, nonché delle miscele e soluzioni degli stessi, quali costituenti base della natura e di come essi si combinano per produrre i vari stati della materia che formano noi stessi e tutto ciò che ci circonda.
Allo stato elementare esiste sotto forma di molecola biatomica, H2, che a pressione atmosferica e a temperatura ambiente (298 K) è un gas incolore, inodore, altamente infiammabile. L'idrogeno è l'elemento più leggero e più abbondante di tutto l'universo osservabile. È presente nell'acqua (11,19%) e in tutti i composti organici e organismi viventi. L'idrogeno forma composti con la maggior parte degli elementi, spesso anche per sintesi diretta. Le stelle sono principalmente composte di idrogeno nello stato di plasma di cui rappresenta il carburante delle reazioni termonucleari, mentre sulla Terra è scarsamente presente allo stato libero e molecolare e deve quindi essere prodotto per i suoi vari usi.
È un acido mineraleforte (ovvero si ionizza completamente in soluzione acquosa) monoprotico (cioè ogni sua molecola, dissociandosi, libera un solo ione idrogeno), ed è il principale costituente del succo gastrico, oltre ad essere un reagente comunemente usato nell'industria. L'acido cloridrico è uno dei liquidi più corrosivi esistenti (una sua soluzione al 37% in acqua a 20 °C ha pH inferiore a 1), quindi deve essere maneggiato con attenzione. Si presenta gassoso a temperatura ambiente, incolore, dall'odore e dall'azione irritante. Presenta un TLV-C (ACGIH) pari a 2 p.p.m..
È una reazione che è stata messa a punto da Charles Friedel e James Crafts nel 1877 e ancora oggi riveste un'enorme importanza nella sintesi industriale di numerosi derivati del benzene e di altri composti aromatici.
La sua formazione scientifica cominciò alla Technische Hochschule (politecnico) di Aquisgrana, studiando fisica teorica con Arnold Sommerfeld, che in seguitò dichiarò che Debye era stata la sua più grande scoperta. Al politecnico Debye si diplomò in ingegneria elettrica nel 1905 e lavorò per due anni come assistente, prima di trasferirsi all'Università di Monaco di Baviera, dove conseguì il dottorato in fisica nel 1908, e divenne libero docente nel 1910. Nello stesso anno derivò in maniera più semplice la legge della radiazione del corpo nero già ricavata da Max Planck.
I successivi spostamenti come professore di fisica toccarono in successione Zurigo (1911), Utrecht (1912), Gottinga (1913), nuovamente Zurigo (1920), Lipsia (1927) e infine Berlino (1934), dove diventò direttore del Kaiser-Wilhelm-Institut, che contribuì a trasformare nell'attuale Max-Planck-Institut nel 1938. Nel 1913 sposò Mathilde Alberer, da cui ebbe due figli, uno dei quali divenne fisico e collaborò col padre in alcune delle sue ricerche.
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gli elementi numerati in blu sono liquidi a T = 298 K e p = 100 kPa;
quelli in verde sono gas a T = 298 K e p = 100 kPa;
quelli in nero sono solidi a T = 298 K e p = 100 kPa;
quelli in rosso sono artificiali e non sono naturalmente presenti sulla Terra (sono tutti solidi a T = 298 K e p = 100 kPa). Il tecnezio e il plutonio sono presenti in minime quantità nelle miniere di uranio, nelle giganti rosse e nei resti di supernovae.
«There's even more room at the top» (trad. «C'è ancora più spazio in alto», Jean-Marie Lehn, 1995)
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