Obiettivi Formativi

Lo studente acquisisce le conoscenze di base della chimica, incluso il suo linguaggio, e ne individua il ruolo come scienza permeante e centrale. Conosce le teorie fondamentali su cui si basa il concetto di atomo e di legame. Conosce le proprietà dei vari stati di aggregazione della materia, in relazione alle forze intermolecolari. Lo studente acquisisce conoscenza dei concetti fondamentali inerenti la chimica delle soluzioni. Acquisisce il concetto di equilibrio chimico, di spontaneità e velocità di un processo e li applica in vari ambiti.

Learning Goals

The student acquires fundamental knowledge on chemistry and its language, and recognizes its role as central and permeating science. He manages the fundamental theories to explain the concept of atomic structure and chemical bond. He knows the properties of the various aggregation states of matter, in relation to intermolecular forces.The student acquires the basic knowledge on the fundamental concepts governing chemistry in solution. He manages the concepts of chemical equilibrium, of spontaneity and rate of a process and is able to apply them in a variety of problems.

Metodi didattici

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

Teaching Methods

The lessons of this class will be given through PowerPoint slides and interactive discussions. Seminars on related arguments could be proposed.

Prerequisiti

Lo studente dovrebbe avere acquisito conoscenze di base nel campo della Chimica fornite dai corsi impartiti nella scuola secondaria di secondo grado. Inoltre, sarebbe appropriata una conoscenza basilare di concetti di matematica e fisica.

Prerequisites

The student should possess a basic knowledge of Chemistry from high school. A basic knowledge of Physics and Mathematics should be appropriate.

Verifiche dell'apprendimento

Esami orali finali, con voto espresso in trentesimi, per acquisire i CFU previsti complessivamente dai moduli di Chimica Generale I e Chimica Generale II.

Assessment

The final oral exam will be taken by discussing arguments from the program. The final marks will be in reported in x/30, in order to acquire the corresponding total CFUs, for the courses "Chimica Generale I" and "Chimica Generale II"

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: A000717 - CHIMICA GENERALE I ------------------------------------------------------------ Concetti fondamentali (atomi, molecole, mole e massa molare, formule e nomenclatura, miscele e soluzioni, equazioni chimiche, reazioni redox e non-redox, stechiometria). Teoria atomica. Sistema periodico. Legami chimici. Struttura delle molecole. Proprietà di gas, liquidi e solidi. PROGRAMMA ESTESO 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. Teoria atomica. Modello 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. Nomenclatura. Sistema IUPAC. Reazioni chimiche e relazioni stechiometriche fondamentali. Determinazione della formula minima di un composto. Concentrazione e diluizioni. Proprietà dei gas: equazioni di stato del gas ideale, miscele di gas, pressioni parziali, modello cinetico, gas reali. Legami intermolecolari. Stato solido. Cristalli ionici e molecolari. Solidi covalenti. Metalli. ------------------------------------------------------------ Modulo: A000719 - CHIMICA GENERALE II ------------------------------------------------------------ Soluzioni. Elettroliti e non elettroliti. Proprietà colligative. Equilibri chimici. Acidi e basi. Concetti di termodinamica. Concetti di cinetica chimica. Concetti di elettrochimica. Applicazioni numeriche. PROGRAMMA ESTESO Proprietà colligative. Tensione di vapore. Legge di Raoult. Pressione osmotica. Abbassamento crioscopico ed innalzamento ebullioscopio. Elettroliti e coefficiente di van't Hoff. Equilibrio chimico - Principio di Le Chatelier. Dissociazione gassosa. Equilibri ionici - Teorie su Acidi, basi. Forza di acidi e basi. Acidi poliprotici. Ionizzazione 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 (cenni): variabili e funzioni di stato, primo principio e conservazione dell’energia, energia interna ed entalpia, termochimica, secondo e terzo principio, trasformazioni spontanee, energia di Gibbs. Elettrochimica: ioni in soluzione, celle elettrochimiche, processi agli elettrodi, tipi di elettrodo, potenziali standard. Cinetica chimica (cenni): principi, velocità di reazione, costante di velocità, ordine di reazione, molecolarità, tempo di dimezzamento, dipendenza dalla temperatura, cenni di meccanismi di reazione, catalisi.

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: A000717 - CHIMICA GENERALE I ------------------------------------------------------------ Fundamentals (atoms, molecules, mol and molar masses, formulas and nomenclature, mixtures and solutions, chemical equations, redox and non-redox reactions, stoichiometry). Atomic theories. Periodic Table. Chemical bonds. Molecular structures. Gas, liquid and solid state properties. EXTENDED PROGRAM Elements and compounds. Mixtures and solutions. States of matter. Mole. Electrons, protons and neutrons. Atomic and mass numbers. Isotopes. Molecular and atomic mass. Atomic theory - Rutherford model. Bohr theory. Quantum mechanics. Uncertainty principle. Wave equation. Quantum numbers. Atomic orbitals. Electronic configuration and Aufbau. Oxidation numbers. Periodic properties . Chemical bond - Ionic and covalent bonds. Lewis structures and molecular geometry. Resonance. Polar bond and dipolar moment. Hydrogen bond. Molecular geometry and VSEPR theory. Valence bond theory. Hybridization. Molecular orbitals. Metallic bond. Nomenclature. IUPAC System. Chemical reactions and stoichiometry. Empirical formula of a compound. Concentration and dilution. Gas properties: equations of state of ideal gas, mixture of gases, partial pressures, kinetic model, real gases. Intermolecular bonds. Solid state. Ionic and molecular crystals. Covalent solids. Metals. ------------------------------------------------------------ Modulo: A000719 - CHIMICA GENERALE II ------------------------------------------------------------ Solutions. Electrolytes and non-electrolytes. Colligative properties. Chemical equilibria. Acids and bases. Basic concepts of thermodynamics. Basics concepts of chemical kinetics. Basics concepts of electrochemistry. Numerical applications. EXTENDED PROGRAM Colligative properties. Vapour pressure. Raoult's law. Osmotic pressure. Cryoscopy and ebullioscopy. Electrolytes and van't Hoff coefficient. Chemical equilibrium. Le Chatelier's law. Gas dissociation. Ionic equilibria. Theories on Acids and bases. Strenght of acids and bases. Polyprotic acids. Ionization of water. pH of acidic and basic solutions. Dissociation degree. Hydrolysis. Buffer solutions. Acid-base titrations. pH Indicators. Solubility and complexation equilibria. Thermodynamics (basics): state variables and functions, first law and conservation of energy, internal energy and enthalpy, thermochemistry, second and third law, spontaneous transformations, Gibbs Energy. Electrochemistry: ions in solution, electrochemical cells, processes at electrode surface, kinds of electrodes, standard potentials. Chemical Kinetics (basics): principles, rate of reaction, rate constant, order of reaction, molecularity, half-time, notes about the reaction mechanisms, catalysis