Obiettivi Formativi

Conoscenza della struttura atomica della materia, dei legami chimici, della reattività, dell’equilibrio chimico e delle proprietà dei principali elementi. Conoscenza degli aspetti cinetici e termodinamici della reattività chimica

Learning Goals

Knowledge of the atomic structure of matter, chemical bonds, reactivity, chemical balance and properties of the main elements. Knowledge of both kinetic and thermodynamic aspects of chemical reactivity.

Metodi didattici

Lezioni frontali relative a tematiche proprie della Chimica Generale ed Inorganica. Strumenti di supporto : PC e videoproiettore.

Teaching Methods

Lectures on subjects belonging to General and Inorganic Chemistry, through the support of a PC and projector.

Prerequisiti

Nessuno

Prerequisites

None

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento constiste in un esame scritto, superando il quale si accederà all'esame orale. Il giudizio finale, espresso in trentesimi, dipenderà dalla dimostrazione delle capacità e delle competenze acquisite, nonché dell'interesse ed impegno, di ciascuno studente.

Assessment

The final test consists of a written exam that, once passed, will grant access the oral part. The final score, out of thirty points, will depend on the demonstration of the acquired skills and competences, as well as on the interest and commitment, of each student.

Programma del Corso

Fondamenti. Elementi e composti. Miscugli e soluzioni. Stati di aggregazione della materia. Mole. Elettroni, protoni e neutroni. Numero atomico e di massa. Isotopi. Peso atomico e molecolare. Nomenclatura. Sistema IUPAC. Reazioni chimiche e relazioni stechiometriche fondamentali. Determinazione della formula minima di un composto. Concentrazione e diluizioni. Teoria atomica. Modello di Thompson. Modello di Rutherford. Teoria di Bohr. Meccanica quantistica. Principio di indeterminazione. Funzione d'onda. Numeri quantici. Orbitali atomici. Configurazione elettronica ed aufbau. Tavola periodica. Numeri di ossidazione. Proprietà periodiche. Legame chimico. Legami ionici e covalenti. Legame metallico. Strutture di Lewis. Risonanza. Legami polari e momento dipolare. Legame idrogeno. Geometria molecolare e teoria VSEPR. Teoria del legame di valenza. Ibridizzazione. Cenni su orbitali molecolari. Proprietà dei gas. Leggi di Boyle, Charles, Gay-Lussac, Avogadro. Equazione di stato dei gas ideali. Miscele di gas. Pressioni parziali. Modello cinetico. Cenni su gas reali. Stato liquido e proprietà colligative. Legami intermolecolari. Forze coesive ed adesive. Evaporazione. Tensione di vapore. L'acqua. Legge di Raoult. Pressione osmotica. Abbassamento crioscopico ed innalzamento ebullioscopio. Elettroliti e coefficiente di van't Hoff. Proprietà delle miscele: soluzioni ideali, diagrammi di stato, cenni su soluzioni reali e coefficienti di attività, effetto dalla temperatura. Stato solido. Cristalli ionici e molecolari. Solidi covalenti. Metalli. Equilibrio chimico. Costanti di equilibrio. Principio di Le Chatelier. Dissociazione gassosa. Equilibri ionici. Teorie su acidi e basi: Arrhenius, Bronsted-Lowry, Lewis. Forza di acidi e basi. Acidi poliprotici. Autoionizzazione dell'acqua. pH di soluzioni di acidi e basi. Grado di dissociazione. Idrolisi. Soluzioni tampone. Titolazioni acido-base. Indicatori di pH. Equilibri di solubilità. Termodinamica. Variabili e funzioni di stato. Primo principio e conservazione dell’energia. Energia interna ed entalpia. Termochimica. Entropia. Secondo e terzo principio. Trasformazioni spontanee. Energia di Gibbs. Cinetica chimica. Principi. Velocità di reazione. Costante di velocità. Ordine di reazione. Molecolarità. Tempo di dimezzamento. Dipendenza dalla temperatura. Cenni di meccanismi di reazione. Catalisi. Elettrochimica. Ioni in soluzione. Celle elettrochimiche. Processi agli elettrodi. Tipi di elettrodo. Potenziali standard.

Course Syllabus

Fundamentals. Elements and compounds. Mixtures and solutions. States of matter. Mole. Electrons, protons and neutrons. Atomic and mass numbers. Isotopes. Molecular and atomic mass. Nomenclature. IUPAC System. Chemical reactions and stoichiometry. Empirical formula of a compound. Concentration and dilution. Atomic theory. Thompson model. Rutherford model. Bohr theory. Quantum mechanics. Uncertainty principle. Wave function. Quantum numbers. Atomic orbitals. Electronic configuration and Aufbau. Periodic Table. Oxidation numbers. Periodic properties. Chemical bond. Ionic and covalent bonds. Metallic bond. Lewis structures. Resonance. Polar bond and dipolar moment. Hydrogen bond. Molecular geometry and VSEPR theory. Valence bond theory. Hybridization. Molecular orbitals. Properties of gases. Boyle's, Charles', Gay-Lussac's, Avogadro's laws. Equations of state of ideal gas. Mixture of gases. Partial pressures. Kinetic model. Real gases. Liquid state and colligative properties. Intermolecular bonds. Cohesive and adhesive forces. Evaporation. Vapour pressure. Water. Raoult's law. Osmotic pressure. Cryoscopy and ebullioscopy. Electrolytes and van't Hoff coefficient. Properties of mixtures: ideal solutions, state diagrams, real solutions and activity coefficients, effect of temperature. Solid state. Ionic and molecular crystals. Covalent solids. Metals. Chemical equilibrium. Equilibrium constant. Le Chatelier's principle. Gas dissociation. Ionic equilibria. Theories on Acids and bases: Arrhenius', Bronsted-Lowry's, Lewis'. Strength of acids and bases. Polyprotic acids. Self-ionization of water. pH of acidic and basic solutions. Dissociation degree. Hydrolysis. Buffer solutions. Acid-base titrations. pH Indicators. Solubility equilibria. Thermodynamics. State variables and functions. First principle and energy conservation. Internal energy and enthalpy. Thermochemistry. Entropy. Second and third principle. Spontaneous transformations. Gibbs' energy. Chemical kinetics. Principles. Reaction rates. Rate constant. Reaction order. Molecularity. Half-time. Reaction mechanisms. Catalysis. Electrochemistry. Ions in solution. Electrochemical cells. Processes at electrodes surface. Types of electrodes. Standard potentials.