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Numero di massa e numero atomico:

Numero atomico Z e numero di massa A sono due metodi per quantificare quante particelle subatomiche sono presenti nel nucleo di ogni atomo. Il primo riferito ai protoni, il secondo alla somma dei protoni e dei neutroni. Permettono di identificare con sicurezza gli elementi chimici o i diversi isotopi di uno stesso elemento. 

Questi due concetti sono molto utili anche nella lettura della tavola periodica.

NUMERO ATOMICO Z   zX

 indica il numero di protoni (p+) presenti nel nucleo; atomi di uno stesso elemento hanno lo stesso numero di protoni.

A un determinato numero atomico corrisponde un determinato elemento ed ad ogni elemento corrisponde un determinato numero atomico  tutti gli atomi di azoto hanno numero atomico 7 e il numero atomico 7 è caratteristico dell’atomo di azoto. Nella tavola periodica gli elementi sono ordinati in base all’ordine crescente del numero atomico.

In un atomo neutro il numero di protoni è uguale al numero di elettroni, quindi il numero atomico in questo caso indica anche il numero di elettroni. 

 

NUMERO DI MASSA A  AX 

indica la somma tra neutroni e protoni (nucleoni). Dal numero atomico si può ricavare il numero di massa una volta noto il numero di neutroni. La formula è A = Z + n (neutroni). Partendo dal nome degli isotopi si può ottenere il numero dei neutroni una volta noti A e Z. 

ISOTOPI atomi con stesso numero atomico Z ma diverso numero di massa A , Il nome dell’isotopo indica proprio il numero di massa: il carbonio-12 ha A pari a 12, il carbonio-13 ha A = 13 e così via.

 

In sintesi, se due atomi hanno Z uguale sono dello stesso elemento. Se hanno anche A uguale fanno parte dello stesso isotopo. Se Z è uguale e A diverso, sono parte di isotopi diversi dello stesso elemento, l’idrogeno ha tre isotopi: prozio, deuterio e trizio che tutti hanno un solo protone ma si differenziano per il numero di neutroni che corrisponde a 1 nel prozio, 2 nel deuterio e 3 nel trizio.

 

conoscendo il numero di massa e quello atomico possiamo calcolare il numero di neutroni n°:

n°= A-Z 

 

esercizio

 

un atomo ha numero atomico  Z=17 e numero di massa  A= 37. Calcolare quanti neutroni ha e a quale atomo corrisponde?

svolgimento

 

n°=A-Z= 37-17=20 quindi il numero di neutroni è 20

consulto la tavola periodica , cerco elemento che ha numero di massa 37 e numero atomico 17 e risalgo al cloro, 17Cl.

 

esercizio

 

un atomo è composto da 26 protoni e 30 neutroni. calcola numero atomico e numero di massa. di che atomo si tratta.

 

svolgimento

numero atomico  Z = 26 numero di protoni

numero di massa  A = p+n = 26 + 30 = 56 

consultando la tavola periodica  risalgo al 26Fe

 

Il numero di massa  se espresso sotto forma di unità di massa atomica (u.m.a.) è uguale al peso atomico. La massa delle due particelle è pressoché uguale, 1,672×10−27 kg per i protoni e 1,674×10−27 kg per i neutroni. Quella degli elettroni invece ammonta a 9,109×10−31 kg, 10.000 volte inferiore e dunque anche trascurabile. L’equivalenza è utile anche per il calcolo delle moli nelle reazioni chimiche.

 

Il nucleo rappresenta quasi l’intera massa dell’atomo, poiché il resto dello spazio è composto dagli orbitali degli elettroni. le particelle negative risultano di massa insignificante rispetto a quelle positive o neutre. La corrispondenza fra peso atomico e numero di massa (oltre che numero atomico) però vale essenzialmente per gli atomi allo stato neutro.

Il motivo è che se per convenzione gli elettroni non contano nel calcolo, occorre che la standardizzazione sia uguale per tutti gli atomi. Allo stato neutro elettroni e protoni sono presenti nello stesso numero. Le forme ioniche invece prevedono che venga perso  acquisito un elettrone, quindi seppur lievissima ci sarà una differenza.

Il raggio atomico può variare, ma la sua massa resterà sempre riferita al nucleo compatto al centro. Maggiore sarà il numero atomico, minore sarà il raggio poiché più protoni equivalgono ad una maggiore attrazione verso il nucleo degli elettroni.  Viceversa, minore sarà Z e maggiore sarà il raggio. In questo non interviene il numero di massa, poiché i neutroni non hanno carica.

Più è alto Z, maggiore sarà anche l’elettronegatività dell’atomo, ossia la sua tendenza ad acquisire elettroni di valenza. Questo perché la forte carica positiva attirerà maggiormente le particelle negative. Un numero atomico inferiore invece corrisponderà a una minore elettronegatività. 

Più protoni nel nucleo significa che anche il potenziale di ionizzazione aumenta di pari passo con l’aumento di Z. Si tratta dell’energia necessaria a togliere un elettrone dall’orbitale più esterno di un atomo. Un numero atomico più alto indica che serve maggiore dispendio di energia. Uno più basso indica minore attrazione fra elettroni e nucleo, più debole da spezzare.

 

numero di massa e numero atomico

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TACHIPIRINA, LA SUA STORIA


Molti sanno che Tachipirina è il nome commerciale del PARACETAMOLO,  però sanno che il paracetamolo, chiamato meno comunemente anche acetaminofene, è il prodotto del metabolismo umano di una sostanza piuttosto tossica: l’acetanilide, derivata dall’anilina. 

acetanilide

 

 

 


L’effetto antipiretico (contro la febbre) e antidolorifico dell’acetanilide fu scoperto casualmente, per un scambio di flaconi, da due medici tedeschi nel 1886, mentre stavano testando (pensate un po’) una sostanza chiamata naftalene come possibile vermifugo; stiamo parlando di prodotti ottenuti e derivati dal catrame di carbone! Sin da allora l’acetilanilide si rilevò molto tossica, tanto che nel 1906 la si dichiarò non più utilizzabile per uso farmacologico. Solo nel 1948 si scoprì che l’acetanilide viene metabolizzata dall’organismo con un processo di ossidazione e trasformata in due sostanze: il paracetamolo (in chimica: 4-acetammido-fenolo), che è il vero responsabile dell’azione terapeutica e in un altro prodotto, l’anilina. Quest’ultima è una sostanza estremamente tossica e causa la metaemoglobinemia (una forma di anemia in cui l’emoglobina viene danneggiata e resa incapace di trasportare l’ossigeno ai tessuti, con conseguente “cianosi”); l’anilina porta inoltre danni a fegato e reni.


E’ molto interessante notare come l’organismo tende a difendersi da sostanze aggressive e tossiche trasformandole, con il proprio meccanismo di autodifesa in sostanze inoffensive oppure più facilmente eliminabili. Alcuni di questi prodotti, tuttavia, mantengono o aumentano l’effetto terapeutico della sostanza di partenza. La moderna farmacologia individua, crea ed utilizza solo queste sostanze, evitando tutti gli effetti tossici dei precursori e liberando l’organismo dal difficile compito della disintossicazione. Il PARACETAMOLO è una di queste sostanze ed oggi è considerato un farmaco molto sicuro ed efficace, se utilizzato ai dosaggi raccomandati da medico, farmacista e foglietto illustrativo.

IL BISNONNO DELLA TACHIPIRINA
Il nome commerciale dell’acetanilide, questo primo precursore primordiale antipiretico e antidolorifico, era ANTIKAMNIA (letteralmente “contrario al dolore”).
L’Antikamnia venne commercializzata nel fine ‘800 in America e Europa, con campagne pubblicitarie “molto aggressive”, dalla omonima compagnia e proposta in varie formulazioni e composizioni che avevano diverse indicazioni terapeutiche.

Le varie specialità in cui era proposta l’Antikamnia comprendevano delle sostanze farmacologicamente molto potenti come  la codeina, chinino e persino morfina ed eroina. Queste sostanze erano aggiunte allo scopo di potenziarne gli effetti  antidolorifici miracolosi, ma se ne trascuravano o si minimizzavano gli effetti tossici, particolarmente evidenti in caso di abuso, come la dipendenza, l’assuefazione o la pericolosa inibizione del processo autonomo della respirazione. Molti furono i casi di intossicazione severa e perfino di morte. 
Per commercializzare in modo impattante l’Antikamnia,  venne pubblicata una serie di calendari ad effetto macabro, raffiguranti nei vari mesi alcuni  scheletri intenti al lavoro e al gioco.

Sicuramente erano del tutto inconsapevoli del fatto che lo stesso prodotto che stavano reclamizzando si sarebbe successivamente dimostrato in molti casi fatale!

PARACETAMOLO, IL NUMERO UNO
Oggi ovviamente utilizziamo solo il farmaco derivato, il PARACETAMOLO, o Tachipirina per i più.
Il paracetamolo dunque  si dimostra un ottimo farmaco antipiretico ed antidolorifico, tanto che lo si può somministrare efficacemente fin dalla primissima infanzia e persino in gravidanza. E’ molto efficace e sicuro se utilizzato alle dosi terapeutiche indicate dal medico, dal farmacista e dal foglietto illustrativo.
Tuttavia bisogna comunque fare molta attenzione, perché non è un farmaco esente da tossicità acuta, se utilizzato in modo improprio e ad alti dosaggi. Purtroppo questo è un fenomeno che in questi ultimi anni sta emergendo in maniera molto evidente, per la bassissima consapevolezza de.
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DAL SALICE ALL’ASPIRINA

Il salice è un albero diffuso in tutte le regioni fredde e temperate dell’emisfero settentrionale e noto fin dall’antichità per i suoi molteplici utilizzi: un esempio tra tutti, il salice produce vimine, un materiale impiegato da millenni per la costruzione di oggetti di uso quotidiano come cesti, scope o sedie; la corteccia di salice è invece un materiale utilissimo che in antichità ha trovato applicazioni in ogni campo, dall’accensione del fuoco alla costruzione di canoe.

Ciò che rese il salice fondamentale per la sopravvivenza dei nostri antenati sono le sue proprietà medicinali: la linfa e la corteccia di salice sono infatti ricche di acido salicilico, un composto noto come blando antidolorifico e un buon antinfiammatorio.

Sicuramente raffreddori, dolori e febbri varie erano un bel problema anche per gli antichi Egizi, perché in un’epoca in cui antibiotici e vaccini erano ancora lontanissimi, una febbre troppo alta poteva portare alla morte; qualcuno, però, si accorse che riducendo in poltiglia le foglie di un albero, il Salix Alba, comunemente noto come Salice Bianco o Salice Piangente, era possibile abbassare la febbre e curare i gonfiori.Le foglie e la corteccia del salice sono anche citati in antichi testi medici egizi, come il papiro Edwin Smith.

 Circa 400 anni prima di Cristo, il medico greco Ippocrate si accorse che le foglie del Salice avevano proprietà analgesiche e antipiretiche e le raccomandò alle donne per alleviare i dolori del parto.

Nel medioevo, le venditrici di erbe aromatiche e medicinali somministravano il decotto della corteccia di salice in persone affette da dolore, per abbassare la febbre; sono stati persino inclusi nella farmacopea tedesca.

ma la storia moderna dell’acido salicilico inizia nel 1763 quando il reverendo Edward Stone riferì alla Società Reale di Londra che l’estratto della corteccia di salice si rivelava molto efficace per curare le affezioni febbrili, in particolare nella malaria.condusse un esperimento sorprendentemente moderno e scientifico per l’epoca.

In quel periodo andava per la maggiore la Teoria delle Signature: si credeva, cioè, che il rimedio dovesse assomigliare in qualche modo alla malattia, ad esempio per un male che colpiva lo stomaco, la pianta adatta a curarlo doveva avere una forma che ricordasse l’organo in questione il più possibile.

Basandosi su queste credenze, Stone pensò che la corteccia di Salice, una pianta che cresceva in prossimità di zone paludose, potesse curare una febbre simile alla malaria che aveva colpito molte persone che vivevano proprio in quelle zone, e che potesse avere un effetto simile a quello della corteccia di Cinchona, una pianta già usata per abbassare la febbre, ma molto più costosa.

Preparò, quindi, delle dosi di corteccia di Salice essiccata scelte empiricamente e le somministrò a 50 pazienti ogni quattro ore, documentando il tutto scrupolosamente.

I risultati ottenuti furono talmente buoni che Stone li riportò alla Royal Society di Londra, che però non fece altro che prendere atto del fatto che con questo rimedio la febbre malarica era migliorata.

Gli esperimenti di Stone furono ripresi e convalidati dal Samuel James nel 1792 che raccolse moltissimi dati e informazioni ( che furono utilissimi, in seguito,alla Bayer)1

La scienza andò avanti e nel 1825 il chimico italiano Francesco Fontana isolò per la prima volta la Salicina dal Salice Bianco ; nel 1828 il tedesco  Johann Buchner estrasse dalla corteccia i cristalli amari di Salicina e nel giro di dieci anni chimici francesi erano riusciti a sintetizzare l’Acido Salicilico, notando che era un derivato migliore rispetto alla Salicina stessa, e la cui struttura fu poi identificata da Frederic Kolbe nel 1859.

Insomma, l’Acido Salicilico era ormai disponibile, ma il suo sapore amaro ed effetti collaterali, in particolare il vomito, ne avevano limitato grandemente l’uso.

Dovette intervenire un ambito della chimica apparentemente del tutto slegato dal contesto farmaceutico per portare avanti la storia: l’industria dei coloranti.

Nella seconda metà dell’ottocento, l’industria legata allo sviluppo dei coloranti di sintesi era in grande crescita e moltissimi chimici lavoravano allo sviluppo di nuove molecole organiche modificando quelle già esistenti, e in particolare furono i primi a proteggere queste scoperte tramite brevetti.

La Bayer, azienda tedesca leader nel settore, decise di espandere le proprie aree di interesse anche nell’ambito farmaceutico, utilizzando come base su cui partire il gran numero di molecole che si producevano come sottoprodotti nelle sintesi dei coloranti.

Assunse, quindi, il chimico Felix Hoffman, il quale era mosso anche da interessi piuttosto personali: suo padre era infatti anziano e soffriva di artrite, ma non poteva più prendere l’Acido Salicilico a causa dei forti effetti collaterali. 

Hoffman modificò l’Acido Salicilico attraverso una reazione di acetilazione e ottenne l’Acido Acetilsalicilico:

Somministrò la nuova molecola ottenuta prima a se stesso e poi a suo padre, riportando effetti più che positivi, che condussero la Bayer a testare il prodotto tramite test clinici, in cui si poté notare scientificamente un miglioramento rispetto all’Acido Salicilico usato precedentemente.

Nel 1899 la Bayer mise in commercio il nuovo farmaco con il nome di Aspirina, dalla pianta Osmaria da cui estraevano la Salicina.

Corteccia di salice

Non tutti i salici accumulano sufficiente salicina in quantità tali da risultare terapeutiche: i salici più giovani ne contengono quantità minuscole e la concentrazione di salicina tende a variare fortemente da albero ad albero.

Chimicamente parlando è un β-glucoside, cioè una molecola costituita da uno zucchero legato (in quella che viene chiamata posizione β) con un’altra molecola, in questo caso l’anello aromatico della Saligenina. Non si trova solo nella corteccia del Salice, ma anche nella Viola e soprattutto nell’Olmaria, una pianta della famiglia delle Rosacee.

La Salicina è quella che viene definito un profarmaco, cioè nel nostro organismo non agisce come salicina, ma subisce delle modificazioni chimiche, infatti viene trasformata in Acido Salicilico, ed è questo ad avere la funzione farmacologica e a diventare famoso con il suo nome commerciale: Aspirina.

I ricercatori che hanno studiato approfonditamente la salicina ritengono che le sole proprietà dell’acido salicilico non siano sufficienti a giustificare tutte le proprietà medicinali della linfa dei salici.

E’ possibile che gli effetti dell’acido salicilico siano amplificati dalla presenza di flavonoidi e polifenoli dotati di proprietà antiossidanti e antisettiche: alcuni studi dimostrerebbero come la corteccia di salice sia più efficace dell’aspirina per combattere il dolore e infiammazioni, anche a dosi molto minori rispetto al farmaco.

Come moltissime sostanze naturali, la salicina può avere anche effetti collaterali, che generalmente tendono ad essere di lieve entità. Occorre tuttavia considerare che la corteccia di salice altro non è che una forma “impura” di aspirina e può potenzialmente provocare ulcere, nausea, vomito, sanguinamento dello stomaco e problemi renali nel caso di reazioni avverse (per condizioni pre-esistenti o altre ragioni) o allergiche.

La corteccia di salice contiene una discreta dose di tannini, sufficiente per l’impiego come cicatrizzante o per la concia della pelle. Gli stessi tannini possono tuttavia essere indigesti e provocare reazioni collaterali spiacevoli.

E’ inoltre sconsigliata la somministrazione ai minori di 16-18 anni in quanto potrebbe causare, come per l’aspirina, l’insorgenza di una malattia rara ma potenzialmente fatale chiamata Sindrome di Reye. 

Forse attraverso una serie di tentativi spesso fallimentari, i nostri antenati giunsero alla conclusione (dimostrata millenni dopo dalla scienza) che 2-3 grammi di corteccia di salice secca sono la dose giornaliera appropriata per ridurre al minimo gli effetti negativi nella maggior parte dei casi e trarre beneficio dalle proprietà medicinali della salicina.

Questo dosaggio corrisponde a circa 60-120 mg di salicina, sufficiente ad ottenere gli stessi effetti di un’aspirina.

I nostri antenati utilizzavano la corteccia di salice preparandola in questo modo:

  • Identificare un salice adulto. Salice nero e bianco sono ideali per la loro corteccia ricca di salicina;
  • Incidere un rettangolo nella corteccia avendo cura di non andare troppo in profondità per non danneggiare eccessivamente l’albero, ma di estrarre anche la polpa bianca dietro alla scorza superficiale;
  • Eliminate eventuali pezzi di polpa dal colore rosato, contengono quantità irrisorie di salicina.
  • I frammenti di corteccia vengono fatti bollire per una ventina di minuti in acqua, fino ad ottenere un colore rossastro;
  • Filtrare dai residui solidi il liquido ottenuto, e se possibile strizzare i residui in un filtro per spremere ogni goccia di liquido rimasto.
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L’atomo

Con il termine atomo si indica la parte più poiccolo in cui si può suddivide un elemento senza che perde la sue proprietà caratteristiche. L’atomo si divide in particelle subatomiche più piccole , che possiamo immaginare come i mattoni con i quali sono coste gli atomi, cioè sono uguali per forma e struttura nei diversi elementi. 

Negli Atomi si distingue una regione centrale il nucleo, costituito da protoni , con carica positiva, e i neutroni, senza carica elettrica e una parte esterna nella quale si trovano gli elettroni, con carica negativa.

In un atomo gli elettroni ruotano intorno al centro(nucleo)  formato da particelle cariche positivamente e particelle neutre