Obiettivi Formativi

Gli obiettivi formativi del corso mirano a dare allo studente le nozioni fondamentali e di base della chimica.

Learning Goals

The learning objectives of the course are designed to give to the students the basic knowledge of chemistry.

Metodi didattici

Congruentemente con gli obiettivi formativi, il corso è articolato in 36 di didattica frontale dedicata agli aspetti fondamentali della chimica e 24 ore di esercitazioni.

Teaching Methods

In line with the learning objectives, the course is divided into two main parts. The first part (36 hours) is dedicated to the fundamental aspect of chemistry, the second one (24 hours) is focused on exercises.

Prerequisiti

Nessun requisito.

Prerequisites

No requirements.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame finale consiste nella discussione orale su vari argomenti trattati durante il corso. Il giudizio finale, espresso in trentesimi, è commisurato alla preparazione dimostrata dallo studente negli argomenti trattati nel corso, con particolare riferimento alla padronanza dei concetti e dei metodi, alla capacità di applicare concetti e metodi alla soluzione di problemi, alla chiarezza di esposizione.

Assessment

The final examination consists in a oral discussion on different arguments. The final score, expressed as an integer number up to 30, depends on the preparation exhibited by the student in the subjects that were treated in the course, with particular reference to mastery of concepts and methods, ability of applying concepts and methods to problem solving, and clarity of exposition.

Programma del Corso

L'ATOMO Origine della teoria atomica. L’esperienza di Rutherford. Massa atomica. Mole e peso atomico. L’elettrone. La teoria quantistica. La meccanica ondulatoria. I numeri quantici. Le strutture elettroniche degli atomi e classificazione periodica degli elementi. IL LEGAME CHIMICO Formule di Lewis. Potenziale di ionizzazione. Affinità elettronica. Elettronegatività. Legami chimici:covalente, ionico. Risonanza. Orbitali delocalizzati. Orbitali ibridi. Forze intermolecolari. Legame idrogeno. Legame metallico. LE REAZIONI CHIMICHE Valenza. Numero d’ossidazione. Nomenclatura dei composti chimici. Reazioni chimiche. Reazioni redox. Relazioni ponderali nelle reazioni chimiche. Peso equivalente. STATI DELLA MATERIA Lo stato gassoso. Leggi dello stato gassoso. L'equazione generale dei gas ideali. I gas reali. L'equazione di Van der Waals. Temperatura critica. Diagramma di Andrews. Stato liquido. Processo di evaporazione. Tensione di vapore. Stato solido. Solidi ionici, covalenti, molecolari. Metalli. Semiconduttori. Cambiamenti di stato. Sistemi eterogenei ad un componente. Regola delle fasi. Diagramma di stato dell’acqua. SOLUZIONI Solubilità. Concentrazione delle soluzioni. Soluzioni ideali. Legge di Raoult. Soluzioni non ideali. Tensione di vapore di soluzioni contenenti soluti non volatili. Le proprietà colligative.. Soluzioni elettrolitiche. Conducibilità elettrolitica. Conducibilità equivalente. TERMODINAMICA Il primo principio della termodinamica. Energia interna ed entalpia. Termochimica. Legge di Hess. Il secondo principio della termodinamica. Conversione di calore in lavoro. Entropia. Energia libera. Equazione di Clausius-Clapeyron. Spontaneità delle reazioni chimiche. EQUILIBRIO CHIMICO Legge dell’equilibrio chimico. Effetto della concentrazione, temperatura e pressione sull'equilibrio. Equazione di Van’t Hoff. Equilibri in fase gas. Equilibri eterogenei. Equilibri in soluzione. Prodotto ionico dell’acqua. Acidi e basi. pH. Calcolo del pH. Soluzioni tampone. Indicatori. Idrolisi. Prodotto di solubilità. CINETICA CHIMICA Velocità di reazione. Variabili che influenzano la velocità di reazione. Energia di attivazione. Processi catalitici e fotochimica. ELETTROCHIMICA Pile. Elettrodi. Elettrodi di riferimento. Equazione di Nernst. Misura della f. e. m. di una pila. Elettrolisi. Leggi di Faraday. Corrosione dei metalli. Accumulatori. MATERIALI PER L’ELETTRONICA Materiali conduttori e isolanti. Struttura a bande e meccanismi di conduzione. Semiconduttori. Chimica del Si, Ge, Ga, As.

Course Syllabus

THE ATOM Atomic theory. The experience of Rutherford. Atomic mass. Mole and atomic weight. The electron. Quantum theory. Quantum numbers. The electronic structures of atoms and the periodic classification of elements. THE CHEMICAL BOND Lewis formulas. Ionization potential. Electron affinity. Electronegativity. Chemical bonds: covalent, ionic. Resonance. Delocalized orbitals. Hybrid orbitals. Intermolecular forces. Hydrogen bond. Metal bond. CHEMICAL REACTIONS Valence. Oxidation number. Nomenclature of chemical compounds. Chemical reactions. Redox reactions. STATES OF MATTER The gaseous state. The ideal and real gas. The equation of Van der Waals. Critical temperature. Diagram of Andrews. Liquid state. Evaporation process. Vapor pressure. Solid state. Ionic, covalent and molecular solids. Metals. Semiconductors. Phase rule. State diagram of the water. SOLUTIONS Solubility. Concentration of solutions. Ideal solutions. Raoult's law. Vapour pressure of solutions containing nonvolatile solutes. Colligative properties. Electrolyte solutions. Electrolytic conductivity. Equivalent conductivity. THERMODYNAMICS The first law of thermodynamics. Internal energy and enthalpy. Thermochemistry. Hess's Law. The second law of thermodynamics. Entropy. Free energy. Clausius-Clapeyron equation. Spontaneity of chemical reactions. CHEMICAL EQUILIBRIUM Law of chemical equilibrium. Effect of concentration, temperature and pressure. Van't Hoff equation. Heterogeneous equilibria. Equilibria in solution. The ionic product of water. Acids and bases. pH. Calculation of pH. Buffer solutions. KINETICS Reaction rate. Variables that influence the rate of reaction. Activation energy. Catalytic and photochemical processes. ELECTROCHEMICAL Pile. Electrodes. Reference electrodes. Nernst equation. Electrolysis. Faraday's laws. Corrosion of metals. Accumulators. MATERIALS FOR ELECTRONICS Conducting and insulating materials. Band structure and conduction mechanisms. Semiconductors. Chemistry of Si, Ge, Ga, As.