Poetica Scienza
Programmazione di Scienze Classe 3C
a.s. 2022/23
Intermezzo Filosofico
Intermezzo da definire
- ?????????
Il DNA e la sintesi proteica
- .....................................
Geni sui cromosomi sessuali
Fu Morgan a scoprirlo,
ma non il pirata
incrociando moscerini
dalla forma alata
capitò sovente che
di Mendel il risultato
dai geni non venne
per nulla rispettato
accade ad esempio
che il colore degli occhi
non confermasse
le ipotesi a blocchi
e fu solo nei maschi
sparsi sul banco
che il colore degli occhi
risultò bianco
I cromosomi a coppie
non sempre sono uguali
in molte specie
un paio sono speciali
e molti dei geni
sul cromosoma femminile
non trovano omologhi
su quello maschile.
Ode alla legge di H-W (Hardy-Weinberg)
Non si è mai visto in TV
un programma sulla legge di H-W
di polizieschi ne fanno un bel po'
per non parlare dei reality-show
Giochi a premi, balli e canzoni
gente famosa coi mutandoni
appaion sovente sul piccolo schermo
lasciando dello spettator l'ecg fermo
Non volendo pagar ulterior dazio
e non potendone più far senza
vogliamo che sia dato alla scienza
il giusto, illuminante, spazio.
La Filogenesi
Può sembrare
persino patetico
il cambiamento
nel processo filetico
per le lumache
é fonte di gioia
ma questo modello
di fatto é una noia
Un tempo creduto
molto importante
ora si sa,
é spesso fuorviante
dalla scimmia
non arrivammo contenti
ma casualmente
e con mille esperimenti
Dei tanti cugini
scomparsi nel nulla
vediam di non scordarci,
siamo ancora nella culla!
La Cladogenesi
Non sorprende che sian poco fotogenici
sovente i frutti della Cladogenesi
troppe le cause e assai sorprendenti
guidan le storie degli esseri viventi
Così che partendo da un timido ramo
magari nel mezzo dell'Ordoviciano
si evolvon migliaia di nuove creature
mentre si estinguono specie mature
Su ogni ramo v'è una promessa
che fa del futuro una scommessa
son molte le regole da ricordare
ma una su tutte è bene imparare:
per non soccombere all'estinzione
bisogna mutar in continuazione.
La speciazione allopatrica
La speciazione detta allopatrica
non a tutti risulta simpatica
ad esempio conosco un maori
che voleva restarne fuori
così provò di tanto in tanto
a raggiungere l'isola accanto
ma il suo coraggio mai fu premiato
e nella solita alcova finiva spiaggiato
si consolò alla lunga riflettendoci
che non fosse poi male aver figli quasi identici.
La speciazione simpatrica
Compare dal nulla, senza alcuna pratica
la speciazione detta simpatrica
in una tempesta di enzimi e ormoni
cambia il numero di cromosomi
può sembrare un evento banale
ma per quegli individui è un giorno speciale
da quel momento e per tutta la storia
sol tra di loro conserveranno memoria.
L' evoluzione dell' uomo
Colpi di scena
drammi e fortune
sono il nostro passato
un andirivieni sulle dune.
Su e giù
per il crinale degli eventi
abbiamo attraversato
difficili momenti.
In giro per mondo
vagavano molti cugini
noi in Africa stanziati
circondati dai babbuini.
Vorrei esser più preciso,
ma nessun avrebbe giurato
credetemi,
che proprio noi alfine
avremmo trionfato.
Se così si può dire,
visti gli effetti
che sull'intero pianeta
hanno i nostri progetti.
Antropocene
é un suono sinistro
per la maggior parte dei viventi
e non insisto
con i cattivi pensieri
che l'età richiama
ma dipende da noi,
comunque,
il resto della trama.
Intermezzo filosofico
Dipende
Dal battito d'ali
di una farfalla
al montaggio degli atomi
dentro una stella
(Dipende)
dall'antico teorema
del triangolo retto
al suono ritmato
che abbiamo nel petto
(Dipende)
ogni cosa dipende
ed è in relazione
ad una sola parola:
interconnessione.
Da cosa allora
dipende
in verità
il caos ordinato
della realtà?
Una sola torcia
poco può fare
e solo una parte
può illuminare
La trama del mondo
reale o apparente
sembra ormai chiaro
da ogni cosa
dipende
Son le singole note
di una sinfonia celata
ritmata dal tempo
nel divenire creata.
La mole (Numero di Avogadro)
Dovrebbe stare
come un quadro sospeso
il Numero di Avogadro
in ogni aula appeso
Sei e qualcosa
per dieci alla ventitre
prova a rifletterci
per un attimo da te
E' un numero importante
comunque lo si prenda
per i chimici l'essenza
diciamo pure una leggenda
La sostanza delle cose
con la mole si misura
se le quantità vuoi usare
devi averne giusta cura
Ti permette di sapere
non potendo farne a meno
le masse da utilizzare
e quelle che otterremo
Bilanciando le reazioni
senza fare errori
con le formule e le moli
sono tutte rose e fiori
Come disse Paracelso
per un chimico si sà
ciò che conta alfine
sono solo le quantità.
L'atomo di Dalton
Nel suo laboratorio Dalton
era solito schematizzare
ciò che l'analisi dei dati
sembrava mostrare
così si convinse
che quei numeri banali
celassero i segni
di un ordine sostanziale
Per lui l'intero Universo
ridotto a brandelli
era in fondo formato
da materia in granelli
ovvero sferette
uguali nella forma
ma non per la massa
e per chimica norma
mentre quelle
di uno stesso elemento
eran del tutto identiche
e di ciò non mi lamento
visto quel che poi
scoprirà la scienza
meglio aver principiato
con la giusta prudenza.
L'atomo di Thomson
Non fu facile accettare
quella carica in Coulomb
che per l'atomo comportava
la fine del suo aplomb
di particella indivisibile
sferica, persin erotica
che spiegava facilmente
la tavola periodica
rimaneva soltanto
un'ipotesi sbagliata
dai nuovi esperimenti
inesorabilmente confutata
Quei raggi luminosi
del catodo fari
si mostrarono essere
cariche elementari
ben duemila volte
meno corpulenti
dell'atomo più leggero
di tutti gli elementi
ma negli atomi neutri
dovevano ben stare
nascosti come uvetta
nei dolci di Natale.
L'esperimento di Rutherford
Per qualche anno almeno
ma non era da solo
ha sparato cannonate
contro una lamina d'oro
Data la natura
dei raggi alfa usati
nessuno si aspettava
simili risultati
Quasi tutti passavano
praticamente indisturbati
alcuni più o meno deviati
pochissimi rimbalzati
Ma questo avveniva,
anche se molto di rado,
registrato sullo schermo
che circondava l'apparato
E i calcoli basati
sui risultati noti
mostrarono a sorpresa
che gli atomi eran vuoti
Di tutto lo spazio
che l'atomo occupava
nel minuscolo nucleo
quasi tutta la materia stava
Immagininando di ingrandirlo
alle dimensioni di uno stadio
il nucleo apparirebbe
come il LED di una radio
Le cariche col segno più
nel nucleo ben stipate
dagli orbitanti elettroni
quelle negative portate
Il modello fu chiamato
planetario a quanto pare
ma non c'entra un fico secco
con il sistema solare.
L'atomo di Bohr
Col salto quantico
a nozze andava
con l'effetto fotoelettrico
di fichi secchi si cibava
Allo scienziato danese
non mancava certo l'arguzia
e al contraddittorio
rispondeva con facezia
Famosa é la volta
a cui ad Einstein ha risposto
citando Dio e i dadi
e il caos negli atomi nascosto
Sembrava funzionare
apparentemente il suo modello
ma già con l'atomo di Elio
naufragava sul più bello
Di orbite quantizzate
con l'energia che frulla
lo studente medio
capisce poco o nulla
Così che a scuola
si liquida in fretta e furia
questa idea di atomo
invero un poco spuria
Ma feconda di idee
poco dopo sviluppate
che portarono a scoperte
mai da umano immaginate.
L'atomo quantistico
La grande guerra
é messa da parte
dadaisti e surrealisti
ridisegnano l'arte
Ma sull'atomo, é ovvio
qualcosa si sbaglia
e in men che non si dica
la faccenda si ingarbuglia
Il giovane Heisenberg
in un caos di dati
per trovare una via d'uscita
scopre limiti mai immaginati
Schrodinger senza il suo gatto
qualcosa riesce a quagliare
forse più di qualcosa
se un'onda vede germogliare
Onde o particelle
concetti che sviano
dove pensi di trovarle
non è detto che stiano
Ma sono sincero
e adesso vi dichiaro
che ancor oggi il modello
è tutt'altro che chiaro
Almeno agli occhi
dell'uomo propenso
a non volersi disfare
del comune buon senso.
I 4 numeri quantici
Quattro come
dell'apocalisse i cavalieri
i numeri quantici
della loro essenza sono fieri
Come i cani per strada
di un amato cantautore
i quattro n,l,m, ms
stanno al chimico nel cuore
Il livello energetico
misura il primo in evidenza
allontanandosi dal nucleo
aumenta di conseguenza
Con numeri interi
dal primo partendo
aumentando di una unità
fino al settimo giungendo
Il secondo assume
i valori da zero a n meno uno
e questo è bene che
non lo dimentichi nessuno
Quindi ad ogni livello
si aggiunge un tipo di orbitale
esse, pi, di, e infine effe
ricordarlo non fa male
Il terzo è legato
al secondo con la pelle
assumendo tutti i valori
da meno elle a più elle
Zero compreso
occorre ribadire
così che nemmeno uno
possa sfuggire
Ed infine lo spin
che permette, meno male
di avere due elettroni
nello stesso orbitale
Sommandoli tutti
dell'energia si ottien la somma
sembra un gioco di parole
ma dell'atomo è la summa.
Ma quanto? ... dialogo poetico, chimico-filosofico
Intermezzo Numerico
Quanto sono piccoli gli atomi?
Molto
Molto quanto?
Di più
Ovvero?
Molto di più!
Non capisco!
Infatti, molto di più di quanto si possa capire!
Ma non ha a che fare con la mole?
Si proprio quella, hai provato a pensarci?
Si, adesso ci sto pensando, sei e qualcosa per dieci alla ventritre, giusto?
No! Non ci stai realmente pensando, ricordi delle cifre, intendevo rifletterci!
Uhm, cosa dovrei fare?
Pensa a un cubetto d'oro di un centimetro di lato
Fatto!
Ora conoscendo la densità dell'oro, calcola la sua massa
Devo proprio farlo?
Certo!
Dunque l'oro ha una densità di 19300 Kg al metro cubo, quindi 19,3 kg al decimetro cubo. Un centimetro cubo sono 19,3 grammi!
Perfetto, quanto atomi d'oro ci saranno?
Ora fai il difficile!
Se sai cos'è una mole è un gioco da ragazzi, una mole di atomi d'oro ha una massa pari a 196,97 grammi, quindi grosso modo in un centimetro cubo d'oro ci sarà un decimo di mole di atomi.
Ci penso un istante.
Meglio!
Si, in effetti è vero, ci sono zero virgola uno moli, più o meno...
Non sottilizziamo ora, ricordi il Numero di Avogadro, ovvero il numero di particelle presenti in una mole?
Si, ho controllato, sei virgola zero ventidue per dieci alla ventritreesima
Benissimo, di conseguenza nel centrimetro cubo d'oro ci saranno circa sei per dieci alla ventidue atomi
Non riesco a capire dove vuoi arrivare?
Prova a immaginare di metterli in fila come perline in una collana
Per quale ragione?
La curiosità di sapere quanto lunga sarà la collana di atomi d'oro ottenuta da un cubetto di un centimetro.
Ci sono! Basta moltiplicare il diametro di un atomo per il numero di atomi che abbiamo appena trovato
Bravo, bastano pochi istanti nel web per trovare il diametro di un atomo d'oro. Quindi sei per dieci alla ventidueesima per centoquarantanove picometri, fa esattamente ottocentonovantaquattro per dieci alla ventidue picometri...
Picometri?
Si, millimiliardesi di metro
Mi sa che conviene scriverli questi numeri!
Vero, 894x10^22 picometri sono esattamente 894x10^10 metri, ovvero 8,94x10^9 kilometri.
Tradotto?
Quasi nove miliardi di di km, la collanina farebbe il percoso Terra-Luna più o meno ventitremilacinquecento volte! Oppure, se preferisci, il giro della Terra duecentoventitremilacinquecento volte, il che vuol dire che un aereo di linea senza fermarsi mai a mille km orari impiegherebbe cinquemilasettecentotrenta anni per percorrerla tutta!
Non ci credo!
Infatti!!!!
La regola dell' ottetto
Qui lo dico
non lo nego
è una sorta
di ripiego
La faccenda
dell'ottetto
da al pensiero
un taglio netto
Ci sarà pure
un perché
una legge
ancor non è
Una regola
hai presente?
vale spesso
ma non sempre
Dalle formule
partire
gli elettroni
poi inserire
E non sempre
a contare
fino ad otto
devi arrivare.
Limerick (doppio) sull' orbitale
Ci ho pensato per un anno
perché solo alcuni sanno
che il concetto di orbitale
é uno spazio potenziale
in cui non più di due elettroni stanno?
Due al massimo questo sia chiaro
se ci provi sei un somaro
due spaiati si uniranno
quelli pieni coi vuoti vanno
ma sempre due, pure a Catanzaro.
Il legame chimico
Quando a Feynman si chiese
di concentrare in una frase
il maggior numero di parole
che di scienza son pervase
Lui degli atomi parlò
che mai fermi stanno
ma se abbastanza vicini
fatalmente si attrarranno
Ammesso e non concesso
di non avvicinarli troppo
in quel caso li vedresti
allontanarsi al galoppo.
Il legame chimico... ancora
Se da soli trovan pace
sono atomi sereni
di elettroni in esse e pi
han gli spazi esterni pieni
Nell'ottavo gruppo stanno
questi gas a tutto tondo
conosciuti come nobili
son famosi in tutto il mondo
Solo l'elio si accontenta
se così possiamo dire
di averne solo due
di elettroni da esibire
Nello spazio esterno gli altri
sempre otto ne terranno
risultando loro, a posto,
gli altri atomi in affanno
Gli altri atomi dicevo
provan sempre per benino
a cercar di somigliare
al gas nobile più vicino
Aver quindi otto elettroni
non é affatto cosa strana
e deve esser per gli atomi
una sorta di Nirvana
Chi li cede, chi li piglia
gli elettroni a quanto pare
ma a molti piace condividerli
e molecole creare.
Il legame covalente
Non dico niente di strano
se agli occhi del profano
non convince pienamente
il legame covalente
Come possan gli elettroni
condivider le tensioni
e due atomi legare
é un mistero da svelare
Gli elettroni a quanto pare
solo a coppie sanno stare
come molle caricati
se si trovano spaiati
In quel caso si uniranno
come anfibi in uno stagno
fondendo gli orbitali
nei leganti molecolari
Tra due nuclei distribuiti
fatalmente condivisi
sol con gli orbitali pieni
sono gli atomi sereni.
Legami sigma e pi greco
Nel primo fra due atomi
di legame covalente
i due orbitali atomici
si fondono perfettamente
Questo tipo di legame
é un vero paradigma
avrà forma perfetta
e sarà chiamato sigma
Ma il secondo o il terzo
che si andrà a realizzare
non potrà che essere
un po meno banale
Nella sua forma
tutt'altro che perfetto
a più facile rottura
sarà purtroppo soggetto
Per distinguerlo dal primo
piantato come un geco
a tutti é ormai noto
col nome di pi greco.
Il legame dativo
Se un atomo qualunque
di elettroni assetato
con orbitale vuoto
ne incontra un altro a lato
con coppie di elettroni
in bella esposizione
in men che non si dica
ha luogo una fusione
L'atomo accettore
puoi vederlo anche tu
avrà conti alla mano
un elettrone in più
mentre il donatore
in un battibaleno
di fatto disporrà
di un elettrone in meno.
La risonanza
Fu Pauling a proporla
per il nostro bene
e finalmente dare un senso
alle proprietà del benzene
Gli elettroni si sa
anche se sorprende
stanno in piu luoghi
contemporaneamente
Se risulta efficace
i dati lo suggeriscono
su piu atomi vicini
si delocalizzano
Non me ne vogliano
le menti più pigre
portate a fuggirne
manco fosse una tigre
Ma ricordatevi di usare
se a capirla ambite
per rappresentarla
le formule limite.
Il legame ionico
Quando la differenza
di elettronegativitá
supera l'uno e sette
di fissata quantità
La maggior parte
degli atomi in questione
sarà diventata
di fatto uno ione
Catturan gli elettroni
gli anioni negativi
che han perso i cationi
per questo positivi
La reciproca attrazione
fra cariche opposte
crea un mirabile edificio
di celle sovrapposte
Son tutti cristallini
gli ionici composti
solidi perfetti
con legami molto tosti.
Il legame metallico
Di fatto formati
da cationi ordinati
in un fluido di elettroni
immersi a milioni
ovviamente milioni
usato poco prima
ha come unico scopo
il cercare la rima
ribadisco dunque
per correggere il verso
un reticolo di cationi
in un fluido sommerso
di elettroni si intende
non abbiate timori
per questo i metalli
sono buoni conduttori
l'elettricita e il calore
chi più e chi meno
tutti i metalli
trasmettono appieno.
La forma delle molecole
Il mondo non è
scritto sui fogli
sia esso a Luino
Torino o Camogli
Di una molecola
della sua natura
non basta conoscere
la formula di struttura
Occorre poterla
rappresentare
nello spazio corretto
che è tridimensionale
Di nuvole elettroniche
circondata di fatto
solo allora, forse,
ne sarò soddisfatto
E in grado sovente
e con relativa facilità
di poterne prevedere
le chimiche proprietà.
L' interazione dipolo-dipolo
Se tra atomi diversi
il legame covalente
si va a formare
impara questi versi
per poterti orientare
La forma della molecola
per prima cosa
dovrai disegnare
e la distribuzione di carica
di norma rappresentare
Così che si vedano
le interazioni
più o meno toste
venute a crearsi
tra polarità opposte
Forze di coesione
le possiamo chiamare
e a seconda di temperatura
e massa molare
in qualsiasi giorno dell'anno
come liquidi o solidi
appariranno.
In fin dei conti è solo un dipolo
ma per la vita vale come l'oro
fra le molecole in cui é presente
si crea un legame quasi covalente
nel senso di forza capace di unire
strutture distinte e non é sol per dire
Della chimica vita é fondamento
del fatto che esista non mi lamento
visto che abbonda nel DNA
proteine, zuccheri ed RNA
ossigeno o azoto all'idrogeno legato
é il solo vincolo per esser realizzato
Sembra banale, ma non lo é affatto
se ti tuffi di pancia e senti l'impatto
é il legame a idrogeno il responsabile
come pure dell'effetto su ciò che é lavabile
Per non dover per forza disquisire
della brezza che al mare ami sentire
dell'acqua che risale nel capillare
o del ghiaccio galleggiante al circolo polare
E che alla fine risulti ben chiaro
pensaci bene, non esser somaro
che di queste e altre cose nel mondo
il legame a idrogeno é la causa di fondo.
Le forze di London
Fra molecole apolari
o atomi di nobili gas
giusto per intenderci
qualche interazione
deve pur esserci
Molto debole
per carità
ma non proprio
nulla
e questo si sá
In prossimità
dello zero assoluto
ogni sostanza é solida
e ciò é risaputo.
Le forze in questione
come lievi borbotti
son dipoli istantanei
dalla vicinanza indotti
Ma basta un sussulto
di caloria
e in men che non si dica
vedremo le particelle
volar tutte via.
La scoperta del DNA
Nel milleottocentosessantanove
ci piace pensare di prima mattina
strizzando bende impregnate di pus
il medico Miescher trovò la nucleina.
Sostanza biancastra debolmente acida
stava nel nucleo e non in altri lidi
col tempo si scoprì esser costituita
da lunghe catene di nucleitidi
Prese il nome di acido deossiribonucleico
meglio conosciuto come DNA
intrecciato con delle proteine
forma i cromosomi, e questo si sá
Gli scienziati ad inizio novecento
cercando le molecole responsabili
scommetevano sulle proteine, sbagliando
come portatrici dei caratteri ereditabili
Da allora in poi molte cose successero
ma per il momento mi limito a ricordare
che adesso, con poche centinaia di euro,
il vostro DNA potete far sequenziare.