00130 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Obiettivi formativi:

assicurare agli studenti il possesso di una cultura chimica di base tale da renderli in grado di affrontare lo studio delle successive parti specialistiche della chimica.

Conoscenze e abilità da conseguire:

Gli studenti acquisiranno una preparazione di base sulla struttura dell'atomo e delle molecole, che consenta loro di poter ben comprendere la natura delle forze intra- e inter-molecolari che sono a capo dei principi delle reazioni chimiche. Affronteranno poi i principi della chimica in soluzione, le leggi dell'equilibrio chimico, la termodinamica delle soluzioni la cinetica delle reazioni e alcuni semplici esempi di applicazioni elettrochimiche. Gli studenti inoltre dimostreranno di aver compreso le leggi quantitative della chimica risolvendo semplici calcoli stechiometrici.

Infine gli studenti affronteranno lo studio della chimica di  alcuni fondamentali gruppi di composti inorganici, seguendone le relazioni col sistema periodico.

Contenuti

Elementi e composti

La struttura dell’atomo, simboli atomici, numero atomico e di massa, isotopi, ioni, tavola periodica e periodicità di grandezze fisiche.

La massa atomica, mole, molarità e altre forme di esprimere la concentrazione in soluzione, diluizioni, reazioni chimiche, equazioni chimiche e loro bilanciamento.

La struttura dell’atomo

Onde e particelle, il modello a gusci e la tavola periodica, configurazioni elettroniche, dimensioni degli atomi e dei loro ioni, gusci e sottogusci di orbitali, numeri quantici e loro significato, regole di Hund e principio di Pauli, andamento dei raggi ionici, energie di ionizzazione.

Il legame chimico

Gli elettroni di valenza, il legame covalente, le strutture di Lewis, lunghezze di legame, elettronegatività, carica parziale e formale,la forma degli orbitali, la forma delle molecole, polarità, la teoria del legame di valenza, orbitali atomici ibridi, legame doppio e triplo, teoria degli orbitali molecolari, il legame ionico, cenni al legame metallico, i numeri di ossidazione.

I gas

La temperatura come proprietà della materia, gli stati della materia, le proprietà dei gas, le leggi dei gas ideali, la legge di Dalton sulle pressioni parziali, la teoria cinetica molecolare. La deviazione dal gas perfetto.

Formazione e rottura di legami

Energia e calore, il primo principio della termodinamica, funzioni di stato, entalpia di reazione, stati standard, legge di Hess, entalpie di formazione.

Liquidi e soluzioni

La struttura dei liquidi, forze intermolecolari, la teoria cinetica dei liquidi, tensione di vapore, punto di fusione, di congelamento e di ebollizione, propietà colligative, pressione osmotica, solubilità.

Stato solido

Cenni allo stato solido e alle proprietà fisiche dei solidi.

Introduzione all’equilibrio chimico

Reazioni che vanno a completamento, velocità di una reazione, teoria delle collisioni delle reazioni gassose, espressione della costante di equilibrio, quoziente di reazione, effetto della temperatura, principio di Le Châtelier, calcolo della costante di equilibrio

Acidi e Basi

Proprietà di acidi e basi, definizione secondo Brønsted-Lowry, coppie acido-base coniugate, la dissociazione dell’acqua, il pH, forza di acidi e basi, calcolo di pH per acidi e basi deboli e forti, composti anfoteri, sali e loro pH, tamponi e loro capacità tamponante, curve di titolazione, indicatori.

Reazioni di ossidoriduzione

Riconoscimento delle reazioni redox, loro stechiometria e bilanciamento, agenti ossidanti e riducenti, celle voltaiche, potenziali standard,batterie, celle elettrolitiche, legge di Faraday, celle elettrochimiche in condizioni non standard, l’equazione di Nerst.

Termodinamica chimica

Processi sontanei, entropia e suo significato, il secondo e il terzo principio, entropia standard, energia libera di Gibbs, energia libera standard, relazione  tra energia libera e costante d’equilibrio,dipendenza delle costanti d’equilibrio dalla temperatura.

Cinetica chimica

Velocità di reazione, velocità istantanea, leggi cinetiche e costante di velocità, legge cinetica e stechiometria, ordine e molecolarità, reazioni di ordine zero, di primo e secondo ordine, la forma integrata delle leggi cinetiche del primo e secondo ordine, l’energia di attivazione e sua determinazione, i catalizzatori

Sistematica chimica

La tavola periodica e le caratteristiche chimiche periodiche, i composti con l’ossigeno e con l’idrogeno, cenni sugli elementi del primo, secondo, terzo, quarto, quinto, sesto e settimo gruppo.

Testi/Bibliografia

Gli argomenti del programma, fondamentali per un corso di primo livello universitario, sono tutti reperibili su un qualsiasi testo universitario di Chimica Generale.

A titolo indicativo:

Bertini, Luchinat, Mani "Chimica" Casa Ed.Ambrosiana

Spencer, Bodner, Rickard “Chimica” , Ed. Zanichelli

Manotti Lanfredi, Tiripicchio "Fondamenti di Chimica", Casa Ed. Ambrosiana

Metodi didattici

Durante le lezioni verranno presentati e discussi gli argomenti del programma e verranno effettuati esercizi di calcolo stechiometrico.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Prova scritta di calcoli stechiometrici più una prova orale.

La prova scritta richiederà la soluzione di 4/6 problemi stechiometrici.

La prova orale prevede la discussione della prova scritta e una serie di domande tese accertare la conoscenza da parte dello studente del programma svolto.

Per poter sostenere la prova orale è necessario raggiungere la votazione di 18/30 nella prova scritta. La prova scritta ha validità di 365 giorni.

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Strumenti a supporto della didattica

Proiettore luminoso, lucidi, PC, lavagna.

 

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Fabrizio Bolletta