OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso fornisce le conoscenze chimiche e chimico-fisiche fondamentali di struttura atomica, di legame chimico, di termodinamica e di cinetica chimica indispensabili per la comprensione dello stato e della trasformazione della materia, dei fenomeni naturali e ambientali e della natura dei processi tecnologici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Stato della materia: struttura dell’atomo; legame chimico e interazioni deboli; solidi amorfi e cristallini; liquidi; gas.

Relazioni tra struttura e proprietà elettriche, magnetiche e meccaniche.

Fondamenti di reattività chimica: introduzione alla termodinamica e alla cinetica chimica; equilibrio chimico; soluzioni acquose; elettrochimica. Applicazioni numeriche.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni ed esercitazioni numeriche in aula. La verifica dell'apprendimento e delle capacità operative durante il corso avverrà attraverso il monitoraggio svolto durante le esercitazioni.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Struttura della materia: quantizzazione dell’energia e dualismo onda-particella; equazione di Schrodinger e sua applicazione alla struttura atomica; periodicità delle proprietà chimiche; teoria del legame di valenza e orbitali molecolari; teoria delle bande per i solidi; coesione e struttura di solidi amorfi e cristallini; cenni sulle proprietà dei liquidi e dei cristalli liquidi; gas ideali e reali; relazioni tra struttura e proprietà meccaniche elettriche e magnetiche.

Fondamenti della reattività chimica: primo principio della termodinamica; entalpia per le trasformazioni chimiche; secondo principio della termodinamica e trasformazioni spontanee; entropia assoluta e terzo principio della termodinamica; spontaneità delle trasformazioni chimiche ed energia libera; equilibrio chimico; diagrammi di stato di sostanze pure e di miscele; equilibri in soluzione, acidi e basi forti, acidi e basi deboli, sali in ambiente acquoso, effetto dello ione a comune; equilibri di solubilità; equilibri elettrochimici, equazione di Nernst, serie elettrochimica, elettrolisi e legge di Faraday; pile e accumulatori; velocità di reazione ed equazioni cinetiche; legge di Arrhenius, teoria del complesso attivato e catalisi.

Applicazioni numeriche: unità di misura; nomenclatura dei composti chimici; mole; formule chimiche; peso atomico; peso molecolare; reazioni chimiche; leggi dei gas; concentrazione delle soluzioni; termodinamica e termochimica; posizione dell’equilibrio; calcolo del pH.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Teoria
P. Atkins, L. Jones, Fondamenti di chimica generale, Zanichelli, Bologna, 2014;
M. Speranza, Chimica generale e inorganica, Edi.Ermes, Milano, 2013;
D.W. Oxtoby, H.P. Gills, A. Campion, Chimica moderna, EdiSES, Napoli 2012;
R. Chang, Fondamenti di chimica generale, McGrow-Hill, Milano, 2009;
R.H. Petrucci, W.S Harwood, F.G. Herring, Chimica generale, Piccin, Padova, 2004;
M.S. Silberberg, Chimica, McGrow-Hill, Milano 2004;
V. Lorenzelli, Elementi di Chimica per le Facoltà di Ingegneria, Genova, Ed. Univ., 1994;
Esercizi
M. Panizza, G. Cerisola, Esercizi di Chimica per Ingegneria, ECIG, Genova, 2003.