Obiettivi Formativi

Padronanza del linguaggio chimico e delle conoscenze chimiche di base. Uso corretto della termodinamica chimica e previsione della reattività delle sostanze. Relazione struttura/proprietà-fisiche della materia

Learning Goals

Mastery of chemical language and basic chemical knowledge. Correct use of chemical thermodynamics and prediction of the reactivity of substances. Structure / physical-material relationship of matter

Metodi didattici

Lezioni frontali con l’ausilio di materiale informatico, esercitazioni numeriche e di laboratorio.

Teaching Methods

Lectures with the help of PC equipment supplied by the teacher. Numerical applications and Laboratory Experiments.

Prerequisiti

La tavola periodica degli elementi. La nomenclatura dei composti inorganici. Nozioni di matematica

Prerequisites

Knowlwedge of inorganic compounds nomenclature and periodic table, notions of mathematics and physics are wellcome

Verifiche dell'apprendimento

Il graduale apprendimento della materia da parte dello studente sarà verificato attraverso domande, colloqui e test durante lo svolgimento del corso. La verifica finale dell'apprendimento della disciplina e l’acquisizione dei relativi CFU avverrà, principalmente, tramite una prova orale.

Assessment

The student learning will be followed by questions during the development of the course. The final examination will be, mainly, done by an oral interview with questions concerning the above program.

Programma del Corso

Il metodo scientifico. L'inizio della chimica comescienza moderna. Le leggi fondamentali
della chimica. Conservazione della massa. La materia. Teoria atomica della materia e struttura atomica: Cenni sullo sviluppo storico della teoria atomica della materia. Equazioni chimiche. Pesi atomici, unita di massa atomica. La mole. Struttura elettronica degli atomi e tavola periodica degli elementi. Proprietà periodiche. Nomenclatura dei composti e reazioni chimiche: Numero di ossidazione. Classificazione e nomenclatura dei composti inorganici. Reazioni chimiche: acido-base, di scambio, di ossido riduzione e disproporzionamento. Relazioni ponderali nelle reazioni chimiche. Legame chimico: Energia di legame. Legame ionico. Energia reticolare. Legame covalente. Strutture di Lewis. Geometria molecolare: modello VSPR. Teoria del legame di valenza (VBT). Teoria dell'orbitale molecolare (OMT). Legame covalente eteropolare. Elettronegatività. Gli stati della materia: Stato gassoso, stato liquido e solido e loro proprietà. Cenni sullo stato colloidale. Legami deboli: legame ad idrogeno e forze di van der Vaals. Transizione di fase e diagrammi di stato (CO2 e H2O). Le soluzioni: Natura delle soluzioni. Entalpia di soluzione. Concentrazioni delle soluzioni. Proprietà colligative. Soluzioni elettrolitiche. Solubilità dei gas nei liquidi: legge di Henry. Colloidi. L’effetto Tyndall. Colloidi Idrofilici and hidrofobici. Termodinamica Chimica: Definizione di sistema termodinamico. Primo principio della termodinamica. Legge di Hess. Entropia e secondo principio della termodinamica. Entropia come funzione di probabilità. Terzo principio della termodinamica. Energia libera di Gibbs e costante di equilibrio. L’Equilibrio chimico: Equilibri nei sistemi omogenei. Costante di equilibrio. Relazione tra Kp e Kc. Equilibri eterogenei implicanti fasi gassose. Principio dell'equilibrio mobile. Dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura. Dissociazione termica e grado di dissociazione. Equilibri in soluzione. Prodotto di solubilità. Definizione di acido e base secondo Arrhenius, Bronsted e Lewis. Prodotto ionico dell' acqua. Calcolo della concentrazione degli ioni idrogeno: pH. Idrolisi. Soluzioni tampone. anfoteri. Indicatori di pH. Titolazioni di neutralizzazione. Cenni di cinetica chimica. La velocità di reazione. Equazioni cinetiche e costanti cinetiche. Ordine di reazione. Reazioni di ordine zero, primo e secondo ordine. Tempo di dimezzamento. Velocità di reazione e temperatura, legge di Arrhenius. Energia di attivazione. Cenni di Elettrochimica: Conduzione elettrolitica. Conducibilità specifica. Cenni sull'elettrolisi e Leggi di Faraday. Celle galvaniche. Lavoro elettrico e lavoro chimico. Forza elettromotrice. Equazione di Nernst. Potenziale normale. Elettrodi di riferimento ed elettrodi indicatori. Le proprietà chimiche degli elementi dei gruppi A.

Course Syllabus

The scientific method. The beginning of chemistry as
modern science. The fundamental laws 
of chemistry. Conservation of mass and relationships
 weights in chemical reactions. Matter and Measurement. Substances and mixtures. Properties of matter: physical and chemical changes. Atoms, Molecules and ions. Chemical compounds: formulas and nomenclature. Electronic structure of atoms. Electronic configurations and the periodic table.Periodic Properties of the Elements. Basic Concepts of Chemical Bonding. Lewis symbols and octet rule. Ionic and covalent bonding. Molecular Geometry (VSEPR) and Bonding Theories (hybrid and molecular orbitals). Stoichiometry: Calculations with Chemical Formulas and Equations. Chemical reactions (Acid-base, redox, combustion, etc.). Gases. Gas laws. Ideal gas equation. Gas mixtures. Real gases: deviation from ideal behavior. Intermolecular Forces (hydrogen bond, Van der Waals forces). Liquids, and Solids. Phase change. Phase diagrams of H2O and CO2. Properties of water. Structures of solids. Solutions. The solution process. Henry’s law. The electrolytes. Ways of expressing concentration. Colligative properties. Colloids. Tyndall’effect. Hydrophylic and hydrophobic colloids. Chemical Thermodynamic. The nature of energy. Systems and surroundings. Hentalpy and first law of thermodynamic. Spontaneous processes. Entropy and the second law of thermodynamics. The molecular interpretation of entropy. Gibbs free energy. Gibbs free energy and the equilibrium constant. Chemical equilibrium. The concept of equilibrium. Equilibrium constant. Homogeneous and heterogeneus equilibria.. Applications of equilibrium constants. Le Chatelier Principles. Chemical equilibrium in acqueous solutions. Solubility equilibria. Solubility and Kps. Factors that affect solubility. Acid-base equilibria. Bronsted-Lowry theory. The autoionization of water. pH scale. Buffered solutions. Buffer capacity and pH. Chemical Properties of Main Group Elements. Elements of chemical kinetics. The rate of reaction. Kinetic equations and kinetic constants. Reaction order: zero, first and second order reactions. Half-life Reaction speed and temperature, Arrhenius' law. Activation energy. Elements of Electrochemistry. Electrical conductivity. Electrolysis. Voltaic cells. Nernst equation and cell potentials. Standard reduction potentials.