Obiettivi formativi
Il corso di Chimica si propone di fornire una chiave di lettura chimica per la comprensione dei fenomeni naturali e di introdurre le nozioni fondamentali per lo studio della materia in relazione alla sua composizione, struttura, reattività, proprietà. Il corso si articola in parti di carattere fondamentale ed altre di aspetto applicativo con particolare riferimento a problemi ambientali.
Prerequisiti
Nessuna conoscenza specifica di chimica.
Contenuti dell'insegnamento
Cenni sui fondamenti della teoria atomica della materia. Sostanze, elementi, composti. Massa atomica, molecolare e isotopica. Numero di ossidazione. Nomenclatura chimica inorganica. Mole. Reazioni chimiche. Stechiometria chimica. Struttura atomica della materia. Introduzione alla meccanica quantistica. Modello atomico di Bohr e suoi sviluppi. Orbitali atomici. Configurazione elettronica degli elementi. Tavola periodica e proprietà periodiche degli elementi. Modelli di legame ionico e covalente. Simbolismo di Lewis, formule di struttura. Orbitali ibridi. Metodo VSEPR, previsione della geometria molecolare. Elettronegatività di Pauling. Interazioni intermolecolari deboli. Stato gassoso. Cenni di teoria cinetica dei gas. Proprietà e leggi dei gas ideali e dei gas reali. Velocità delle molecole gassose e temperatura. Distribuzione delle velocità molecolari: legge di Maxwell-Boltzmann. Stato solido. Simmetria dei cristalli. Classi e sistemi cristallografici. Correlazione fra proprietà e struttura dei cristalli ionici, covalenti, molecolari, metallici. Polimorfismo, isomorfismo. Stato liquido. Proprietà dello stato liquido. Tensione di vapore e temperatura. Proprietà e composizione delle soluzioni. Modi di esprimere le concentrazioni. Legge di Raoult e deviazioni. Proprietà collegative. Termochimica e termodinamica chimica. I principi della termodinamica. Energetica dei sistemi chimici. Entalpia, entropia ed energia libera di Gibbs. Equilibrio chimico. Sistemi omogenei. Legge di azione delle masse. Costante d'equilibrio. Sistemi eterogenei. Regola delle fasi. Diagrammi di stato di sistemi a un componente. Equilibri di scambio protonico. Natura degli acidi e delle basi. Correlazione tra struttura e proprietà acido-base. Ionizzazione dell'acqua. pH. Indicatori di pH. Idrolisi. Anfoterismo. Soluzioni tampone. Solubilità dei sali, prodotto di solubilità. Equilibri di scambio elettronico. Celle galvaniche, celle elettrolitiche, accumulatori. Potenziali standard di riduzione. Legge di Nerst. Leggi di Faraday. Applicazioni della serie elettrochimica degli elementi. Cinetica chimica. Velocità di reazione. Ordine delle reazioni. Meccanismi di reazione. Teoria delle collisioni molecolari. Stato di transizione. Reazioni fotochimiche. Catalizzatori e inibitori.
Programma esteso
Fondamenti della teoria atomica della materia. Sostanze, elementi, composti. Massa atomica, molecolare e isotopica. Numero di ossidazione. Nomenclatura chimica inorganica. Mole. Reazioni chimiche. Stechiometria chimica. Struttura atomica della materia. Introduzione alla meccanica quantistica. Modello atomico di Bohr e suoi sviluppi. Orbitali atomici. Configurazione elettronica degli elementi. Tavola periodica e proprietà periodiche degli elementi. Modelli di legame ionico e covalente. Simbolismo di Lewis, formule di struttura. Orbitali ibridi. Metodo VSEPR, previsione della geometria molecolare. Elettronegatività di Pauling. Interazioni intermolecolari deboli. Stato gassoso. Cenni di teoria cinetica dei gas. Proprietà e leggi dei gas ideali e dei gas reali. Velocità delle molecole gassose e temperatura. Distribuzione delle velocità molecolari: legge di Maxwell-Boltzmann. Stato solido. Simmetria dei cristalli. Classi e sistemi cristallografici. Correlazione fra proprietà e struttura dei cristalli ionici, covalenti, molecolari, metallici. Polimorfismo, isomorfismo. Stato liquido. Proprietà dello stato liquido. Tensione di vapore e temperatura. Proprietà e composizione delle soluzioni. Modi di esprimere le concentrazioni. Legge di Raoult e deviazioni. Proprietà collegative. Termochimica e termodinamica chimica. I principi della termodinamica. Energetica dei sistemi chimici. Entalpia, entropia ed energia libera di Gibbs. Equilibrio chimico. Sistemi omogenei. Legge di azione delle masse. Costante d'equilibrio. Sistemi eterogenei. Regola delle fasi. Diagrammi di stato di sistemi a un componente. Equilibri di scambio protonico. Natura degli acidi e delle basi. Correlazione tra struttura e proprietà acido-base. Ionizzazione dell'acqua. pH. Indicatori di pH. Idrolisi. Anfoterismo. Soluzioni tampone. Solubilità dei sali, prodotto di solubilità. Equilibri di scambio elettronico. Celle galvaniche, celle elettrolitiche, accumulatori. Potenziali standard di riduzione. Legge di Nerst. Leggi di Faraday. Applicazioni della serie elettrochimica degli elementi. Cinetica chimica. Velocità di reazione. Ordine delle reazioni. Meccanismi di reazione. Teoria delle collisioni molecolari. Stato di transizione. Reazioni fotochimiche. Catalizzatori e inibitori.
Bibliografia
Kotz, Treichel - Chimica, SES // Malatesta, Cenini - Principi di chimica generale, C.E. Ambrosiana // Atkins, Jones - Chimica Generale, Zanichelli // Zanello, Mangani, Valensin - Le basi della chimica, C.E. Ambrosiana // Manotti-Lanfredi, Tiripicchio - Fondamenti di chimica, C.E. Ambrosiana
Metodi didattici
Lezioni tradizionali ed esercizi.
Modalità verifica apprendimento
Esame orale
Altre informazioni
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