Obiettivi Formativi

Il Corso si propone di: - fornire le conoscenze generali delle leggi della materia e dei legami chimici. In particolare, verranno fornite conoscenze su: legame chimico e struttura molecolare, relazioni ponderali tra reagenti e prodotti, stati della materia, equilibrio chimico, equilibri ionici in soluzione acquosa, cenni di termodinamica, meccanismi di reazione e catalisi, elementi di chimica inorganica; -fornire le conoscenze di base della chimica organica. Verrà fornito un corretto uso del vocabolario della chimica organica, l’abilità nel disegnare in maniera corretta le molecole organiche, le conoscenze elementari della stereochimica e la conoscenza delle principali trasformazioni organiche con relativi meccanismi di reazione; - far acquisire il metodo scientifico di indagine applicato a risolvere problemi a tematiche nuove, relative alle leggi della materia e del legame chimico ed alla chimica organica; - stimolare l’autonomia di giudizio e le capacità critiche attraverso esercitazioni inerenti specifici argomenti del corso; - fornire la capacità di esporre i concetti della chimica generale e inorganica e della chimica organica in un linguaggio tecnico appropriato con l’uso di termini anche in lingua inglese, per facilitare la comunicazione con interlocutori specialisti e non specialisti; - fornire capacità di apprendimento necessarie per rendere lo studente in grado di affrontare con adeguata autonomia, ulteriori tematiche avanzate nel settore navale.

Learning Goals

The learning goals of the course are: - provide students with the general knowledge on the laws of matter and chemical bonding rules. In particular, knowledge will be provided on: chemical bonding and molecular structure, states of matter, the relationship between reactants and products, chemical balance, balance in the ionic aqueous solution, chemical thermodynamics, reaction mechanisms and catalysis, elements of inorganic chemistry; - to provide students with the basic knowledge of organic chemistry. Students will acquire the proper use of the organic chemistry vocabulary, the ability to properly draw organic molecules, elementary knowledge of stereochemistry and the knowledge of the main organic transformations with the related reaction mechanisms; - to acquire the scientific method of investigation applied to solve problems to new issues related to the laws of matter and chemical bonding and of organic chemistry; - stimulate autonomy of judgment and critical skills through through exercises relating to specific course topics; - provide the ability to expose the concepts of general and inorganic chemistry and of organic chemistry in an appropriate technical language and using also English technical terms, in order to facilitate communication with specialist and non-specialist interlocutors; - provide the learning skills necessary to make the students able to deal with adequate autonomy further advanced topics in the naval sector.

Metodi didattici

Le attività didattiche si articolano in lezioni frontali ed esercitazioni in aula. Nel corso delle lezioni frontali verranno illustrati, attraverso l’ausilio della lavagna o diapositive, i concetti fondamentali relativi ai principi e alle leggi fondamentali della chimica, la chimica dei composti inorganici e la nomenclatura e reattività delle principali classi di composti organici. Nel corso delle esercitazioni verranno spiegati attraverso gli esercizi, i concetti fondamentali della chimica generale, le reazioni dei composti inorganici e la reattività e meccanismi di reazione delle molecole organiche.

Teaching Methods

Teaching activities include theory lessons and classroom activities. The theory lessons, performed by using the blackboard or slides projection, will regard the fundamental concepts related to the principles and fundamental laws of chemistry, the chemistry of inorganic compounds and the nomenclature and reactivity of the main classes of organic compounds. Classroom activities will concern the fundamental concepts of general chemistry, the reactions of inorganic compounds and the reactivity and reaction mechanisms of organic molecules.

Prerequisiti

Conoscenze di base di Matematica e Fisica.

Prerequisites

Basic knowledge of mathematics and physics.

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento consisterà in un esame finale orale sui diversi argomenti del programma, inteso ad accertare l’acquisizione delle conoscenze generali delle leggi della materia e dei legami chimici e le conoscenze di base della chimica organica, con particolare riferimento alla loro applicazione per l’ambiente marino. Sarà inoltre valutata la capacità di esporre i concetti studiati in un linguaggio scientifico appropriato. È prevista una prova di verifica in itinere orale riguardante il modulo A, in lingua italiana, volta ad accertare il grado di apprendimento dello studente nel corso dell’attività didattica e il cui peso per l’esame finale sarà pari al 50%. Lo studente che avrà superato la suddetta prova potrà essere dispensato da domande inerenti gli argomenti oggetto della verifica. L’esame finale potrà riguardare comunque tutti gli argomenti presenti nel programma del Corso.

Assessment

The learning assessment will consist of a final oral examination on the various topics of the program, aimed at ascertaining the general knowledge on the laws of matter and chemical bonding rules and the basic knowledge of organic chemistry, with particular reference to the application for marine environment. The ability to expose the studied concepts in an appropriate scientific language will be also evaluated. An ongoing test will be performed for module A, in Italian, aimed at ascertaining the student's degree of learning during the teaching activity and whose weight for the final exam will be 50%. The student who will pass the aforementioned test can be dispensed with questions concerning the topics covered by the test. The final exam may however cover all topics of the Course program.

Programma del Corso

Modulo di Chimica Generale ed Inorganica: Concetti di base. Struttura atomica, configurazione elettronica, periodicità e proprietà degli elementi. Tipi di legame. Geometria molecolare. Formule chimiche e nomenclatura. Proprietà periodiche degli elementi. Relazioni quantitative nelle reazioni chimiche. Gli stati della materia: solidi, liquidi, gas. Soluzioni. Elettroliti e non elettroliti. Proprietà colligative. Concetti di termodinamica. Concetti di cinetica chimica. Equilibri chimici. Acidi e basi. Misura del pH in soluzione. Applicazioni numeriche. Modulo di Chimica Organica: Struttura elettronica e legami chimici, ibridazioni del carbonio. Classificazione dei composti organici e panoramica dei loro gruppi funzionali. Nomenclatura IUPAC e tradizionale. Proprietà chimico-fisiche delle principali classi di composti organici. Alcani e ciclo alcani: fonti naturali e prodotti della distillazione del petrolio. Chiralità e stereoisomeria, isomeria geometrica negli alcheni. Acidità e basicità in chimica organica. Alcheni: struttura e reattività, addizioni elettrofile e regioselettività. Alchini: struttura e addizioni elettrofile. Sostituzioni nucleofile alifatiche ed eliminazioni. Aromaticità e reazioni del benzene: generalità, reazioni di sostituzioni elettrofila aromatica; effetto dei sostituenti sulla reattività di benzeni mono- e di sostituiti, fenoli, sistemi eterociclici. Composti carbonilici: addizioni nucleofile ad aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici e loro derivati funzionali: sostituzione nucleofila acilica. Reazioni al carbonio α dei composti carbonilici: acidità degli idrogeni in α al gruppo carbonilico. Tautomeria cheto-enolica e reattività degli enoli. Reazioni di condensazione dei composti carbonilici. Ammine: basicità, sintesi e reazioni delle ammine. Polimeri sintetici: classi generali di polimeri sintetici; polimeri a crescita a catena; polimeri a crescita a stadi; copolimeri; proprietà fisiche dei polimeri.

Course Syllabus

Module of General and Inorganic Chemistry: Basics of Chemistry. Atomic structure, electronic configuration and periodicity and elemental properties. Chemical Properties of Main Group Elements. Types of bonds. Molecular geometry. Chemical compounds: formulas and names. Quantitative relations in chemical reactions. States of Matter: solids, liquids, gases. Solutions and types of solutions. electrolytes and non-electrolytes. Colligative properties. Chemical thermodynamics concepts. kinetic concepts. Chemical equilibrium. Acid-base concepts. Measurement of pH in solution. Numerical applications. Module of Organic Chemistry: Electronic structure and chemical bonds, carbon hybridization. Classification of organic compounds and overview of their functional groups. IUPAC and traditional nomenclature. Physical and chemical properties of organic compounds. Alkanes and cycloalkanes, natural sources and products of oil distillation. Chirality and stereoisomery, geometric isomerism in alkenes. Acidity and basicity in organic chemistry. Alkenes: structure and reactivity, electrophilic additions to alkenes and regioselectivity. Alkynes: structure, and electrophilic additions. Nucleophilic aliphatic substitution and eliminations. Aromaticity and benzene reactions: generality, reactions of electrophilic aromatic substitutions, effect of substituents on the reactivity of mono- and di-substituted benzenes, phenols; heterocycles systems. Carbonyl compounds: nucleophilic addition to aldehydes and ketones. Carboxylic acids and their functional derivatives: acylic nucleophilic substitution. α-carbon reactions: acidity of hydrogens in α to the carbonyl group. Keto-enol tautomerism and reactivity of enolates. Carbonyl condensation reactions. Amines: basicity, synthesis and reactions of amines. Synthetic polymers: general classes of synthetic polymers;chain-growth polymerization and step-growth polymerization. Copolymers. Physical properties of the polymers.