Classificazione chimica e natura atomica della materia
Teoria quantistica e struttura atomica.
Proprietà periodiche degli elementi.
Il legame chimico.
Legame ionico e metallico.
Il legame chimico e gli stati di aggregazione.
Le reazioni chimiche.
La materia allo stato gassoso.
Entropia, energia libera e trasformazioni spontanee.
Equilibri che coinvolgono liquidi e solidi.
Calcolo stechiometrico.
Qualunque edizione di uno dei seguenti testi
Bertini-Mani-Luchinat "Chimica"
oppure
Atkinson-Jones "Fondamenti di Chimica generale"
oppure
M.S. Silberberg "Chimica"
Per Stechiometria uno dei seguenti testi (qualunque edizione):
Breschi - Massagli "Stechiometria"
Ferri "Calcoli Stechiometrici"
Michelin-Lausarot & Vaglio " Fondamenti di Stechiometria"
Bertini-Mani-Luchinat "Stechiometria"
Obiettivi Formativi
Il corso si prefigge l'obiettivo di fornire le conoscenze di base di chimica generale ed inorganica necessarie ad affrontare i corsi successivi dell’area chimico-farmaceutica, organica, chimico-fisica ed analitica.
Prerequisiti
Conoscenze matematiche di base, operazioni, logaritmi, notazioni esponenziali, equazioni di primo e secondo grado, sistema di equazioni lineari.
Metodi Didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni di stechiometria.
Test di autovalutazione (anonimi) settimanali sulla piattaforma e-learning
Altre Informazioni
materiale didattico reperibile sulla piattaforma e-learning
Modalità di verifica apprendimento
Superamento di una prova scritta e successivamente di una prova orale alla fine del II modulo.
Solo per gli studenti del I anno sono previste 2 prove in itinere per ogni parte. Il superamento di queste esonera dalla prova scritta se la prova orale è sostenuta entro la sessione autunnale successiva.
Programma del corso
Classificazione chimica e natura atomica della materia. Proprietà della materia. Gli stati di aggregazione della materia. La classificazione chimica della materia. Definizione di fase. Sistemi omogenei ed eterogenei. Grandezze fisiche e unità di misura. Le leggi fondamentali delle combinazioni chimiche. Il concetto di mole ed il numero di Avogadro. Peso atomico. Le molecole. Peso molecolare. Nomenclatura chimica: Ossidi, idrossidi, acidi, sali. Formule brute e formule di struttura.
Teoria quantistica e struttura atomica. Quantizzazione dell'energia. La costante di Planck. L'effetto fotoelettrico. Spettro dell'atomo di idrogeno. Natura corpuscolare e ondulatoria della luce. Il fotone. Natura corpuscolare e ondulatoria dell'elettrone. Il principio di indeterminazione di Heisenberg. L'equazione di Schrödinger. Funzioni d'onda e loro interpretazione. Le autofunzioni e gli autovalori dell'energia dell'atomo di idrogeno. Simmetria delle autofunzioni dell'atomo di idrogeno: s,p,d,f...Numero quantico principale, secondario, azimutale, di spin.
Proprietà periodiche degli elementi. Gli atomi polielettronici e il principio dell'aufbau. La tavola periodica. Struttura elettronica degli atomi. Energie di ionizzazione. Affinità elettronica. Elettronegatività. Proprietà periodiche di classi di sostanze. Ossidi: ossidi ionici, molecolari, covalenti polimeri. Proprietà acido-base degli ossidi. Idrossidi e ossoacidi. Criteri per stabilire la forza degli ossoacidi e degli idrossidi. Composti di coordinazione.
Il legame chimico. Interazioni tra due atomi di idrogeno e di elio. Il legame covalente. Sovrapposizione tra orbitali e formazione di legami. Simmetria del la sovrapposizione tra orbitali. Legami *, *, *... Molecole biatomiche omo- ed eteronucleari. Molecole poliatomiche. Il modello della repulsione delle coppie elettroniche. Significato delle formule chimiche. Risonanza. Orbitali ibridi. Relazioni struttura-proprietà. Polarità dei legami.
Il legame chimico e gli stati di aggregazione. Il legame ionico. I metalli. Solidi molecolari e liquidi: Forze di Van der Waals. Interazioni dipolo-dipolo. Il legame a ponte di idrogeno. Energie di legame. Energie dei legami covalenti, ionici, a ponte di idrogeno. Costante di Madelung. Tipi di reticolo ionico.
Le reazioni chimiche. Conservazione della massa. Calcoli stechiometrici. Bilanciamenti delle reazioni. Resa delle reazioni.
La materia allo stato gassoso. L'equazione di stato dei gas perfetti. Teoria cinetica dei gas. Temperatura ed energia cinetica media. Determinazione dei pesi molecolari allo stato gassoso. Legge delle pressioni parziali. Peso molecolare di sostanze gassose o facilmente gassificabile.
Termodinamica chimica. I tre principi della termodinamica. Energie in gioco nelle reazioni chimiche. Calore di reazione e legge di Hess. Entalpia di reazione. Entalpia standard di formazione. Entropia, energia libera e trasformazioni spontanee. Calore, energia e moti molecolari. Entropia e disordine. Criteri per valutare le variazioni di entropia in una trasformazione. Energia libera standard di formazione.
Equilibri che coinvolgono liquidi e solidi. Fusione, evaporazione e sublimazione. Tensione di vapore. Diagrammi di stato. Diagramma di stato dell'acqua, del biossido di carbonio, dello zolfo. Soluzioni e legge di Raoult. Proprietà colligative. Abbassamento della tensione di vapore. Innalzamento della temperatura di ebollizione ed abbassamento della temperatura di fusione, pressione osmotica. Peso molecolare di sostanze non volatili.