Obiettivi Formativi

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

Metodi didattici

Lezioni frontali, seminari, esercitazioni in aula svolte dal docente e dagli studenti. Metodi a supporto: presentazioni in Power Point delle lezioni.

Prerequisiti

Nessuno.

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento consiste in un esame scritto in cui saranno verificate le conoscenze di stechiometria, 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. Lesame è unico per entrambi i moduli di Chimica Generale ed Inorganica ed Elementi di Chimica Fisica.

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 atomico di Thompson. Modello atomico di Rutherford. Teoria di Bohr. Meccanica quantistica. Principio di indeterminazione. Equazione d'onda. Numeri quantici. Orbitali atomici. Configurazione elettronica ed aufbau. Tabella periodica - Numero di ossidazione. Proprietà periodiche. Legame chimico Legami ionici e covalenti. Strutture di Lewis. Risonanza. Legami polari e momento dipolare. Legame idrogeno. Geometria molecolare e teoria VSEPR. Teoria del legame di valenza. Ibridizzazione. Orbitali molecolari. Legame metallico. Stato gassoso. Variabili di stato. Leggi di Boyle, Charles, Gay-Lussac, Avogadro. Equazioni di stato del gas ideale. Miscele di gas. Pressioni parziali. Modello cinetico. Gas reali. Stato liquido e proprietà colligative. Legami intermolecolari. Forze adesive e coesive. Tensione di vapore. Evaporazione. 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, soluzioni reali e coefficienti di attività, effetto della temperatura. Stato solido. Cristalli ionici e molecolari. Solidi covalenti. Metalli. Equilibrio chimico Principi. Costanti di equilibrio. Principio di Le Chatelier. Dissociazione gassosa. Equilibri ionici Teorie su acidi e basi: teorie di 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 e di complessazione. Termodinamica Variabili e funzioni di stato. Primo principio della termodinamica e conservazione dellenergia. Energia interna ed entalpia. Variazione dellentalpia in funzione della temperatura. Termochimica. Entropia. Secondo e terzo principio della termodinamica. Trasformazioni spontanee. Energia di Gibbs; dipendenza da temperatura e pressione, potenziale chimico. Proprietà delle miscele: descrizione termodinamica, grandezze molari parziali, funzioni di mescolamento, soluzioni ideali, funzioni di eccedenza, proprietà colligative, diagrammi di stato, soluzioni reali e coefficienti di attività, effetto dalla temperatura. Elettrochimica. Ioni in soluzione. Celle elettrochimiche. Processi agli elettrodi. Tipi di elettrodo. Potenziali standard. Cenni su diverse tecniche elettrochimiche. 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 enzimatica Reattività fotochimica. Stati eccitati. Processi di disattivazione fisica. Cenni su sistemi dispersi, macromolecole e aggregati.