OBIETTIVI FORMATIVI

Lo scopo dell’insegnamento è quello di fornire agli studenti una conoscenza approfondita del comportamento chimico degli elementi dei blocchi s e p del sistema periodico, e delle caratteristiche fondamentali degli elementi dei blocchi d e f, con particolare attenzione alla loro chimica di coordinazione. L’attività di laboratorio si propone di far acquisire agli studenti le capacità necessarie per la sintesi e la caratterizzazione di composti di coordinazione. L’insegnamento si propone inoltre di sviluppare la capacità di condurre esperimenti in gruppo e di scrivere relazioni sull'attività di laboratorio.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Lo scopo dell’insegnamento è quello di fornire agli studenti una conoscenza approfondita del comportamento chimico degli elementi dei blocchi s e p del sistema periodico, e delle caratteristiche fondamentali degli elementi dei blocchi d e f, con particolare attenzione alla loro chimica di coordinazione. L’attività di laboratorio si propone di far acquisire agli studenti le capacità necessarie per la sintesi, la caratterizzazione e la purificazione di composti di coordinazione. L’insegnamento si propone inoltre di sviluppare la capacità di condurre esperimenti sia individuali sia in piccoli gruppi e di scrivere relazioni sull'attività di laboratorio. Le relazioni corrette saranno riconsegnate agli studenti nel corso del periodo di svolgimento del laboratorio.

PREREQUISITI

Per la comprensione degli argomenti trattati sono necessarie le conoscenze apprese durante l’insegnamento di chimica generale ed inorganica.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso prevede lezioni frontali, dove vengono affrontati gli argomenti previsti dal programma, e spiegazioni delle esperienze di laboratorio. Sono inoltre previste esercitazioni pratiche che prevedono attività di laboratorio (sia a posto singolo che a coppie) e la compilazione di una relazione alla fine di ciascuna attività. Queste relazioni vengono corrette dal personale docente e riconsegnate agli studenti. È obbligatoria la frequenza sia al laboratorio che alle lezioni di spiegazione delle esperienze durante le quali verrà consegnata la metodica da seguire durante l’esercitazione stessa.

Saranno proposti quesiti pre-laboratorio a risposta multipla via “Aulaweb” che fanno riferimento alle conoscenze acquisite durante la lezione frontale ed alla metodica. Lo studente è tenuto a rispondere correttamente per essere ammesso alla prova pratica ma avrà comunque la possibilità di ripetere il test fino a che non risponderà correttamente a tutte le domande. È prevista una discussione collegiale post-laboratorio guidata dal docente riguardante problemi incontrati durante le attività pratiche e stimolate anche dalla correzione dei report di laboratorio preparati dagli studenti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Proprietà generali degli elementi chimici in relazione al Sistema Periodico.

Idrogeno. Gli elementi dei blocchi “s” e “p”: proprietà fisiche e chimiche, struttura cristallina, reattività, preparazione degli elementi e dei loro composti principali.
Elementi di transizione: caratteristiche generali. Composti di coordinazione dei metalli di transizione: geometrie di coordinazione, leganti, isomeria. Teorie del legame applicate ai composti di coordinazione: legame di valenza, campo cristallino e metodo degli orbitali molecolari. Spettri elettronici e proprietà magnetiche dei complessi. Elementi del blocco “ f ”: lantanidi e attinidi (cenni).

Introduzione agli equilibri di fase in sistemi eterogenei. La regola delle fasi. Equilibri solido-liquido in sistemi binari. Principali reazioni invarianti e loro descrizione.

Costanti di formazione dei composti di coordinazione. Stabilità termodinamica, meccanismi di sostituzione di leganti in complessi ottaedrici. Isolamento e purificazione dei prodotti di sintesi inorganiche. Tecniche di caratterizzazione con metodi spettroscopici e fisici.

Sintesi, purificazione e caratterizzazione dei seguenti composti inorganici:

• Ossalato cromato (III) di potassio
• Cloruro di esaammino cobalto (III)
• Tris(acetilacetonato)Mn(III)
• Difenilsilandiolo e Ottafenilciclotetrasilossano
• Nitrato di carbonatotetraamminocobalto(III)
• Cloruro di cloropentaamminocobalto(III)
• Composti di coordinazione del Cu(II): [Cu(en)2(H2O)2]2+, [Cu(H2O)6]2+ e [CuEDTA]2-
• Dicloro-bis(trifenilfosfina)Nichel (II)
• Dicloro-[1,2-bis(difenilfosfina)etano]Nichel (II)

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Chimica degli elementi – Vol. I e II - N.N. Greenwood, A. Earnshaw, Casa Editrice: Piccin Nuova Libraria (Padova)

Chimica Inorganica – J.E. Huheey, E.A. Keiter, R.L. Keiter, Casa Editrice: Piccin (Padova)

Chimica Inorganica – D.F.Shriver, P.W.Atkins, C.H.Langford, Casa Editrice: Zanichelli (Bologna)

Inorganic Structural Chemistry - Ulrich Müller, Casa Editrice Wiley.

Chimica Inorganica descrittiva – Geoff Rayner-Canham, Tina Overton, Casa Editrice Edises (2017).

G.S. Girolami, T.B. Rauchfuss, R.J. Angelici, Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry, 3rd edition, 1999, University Science Books

Materiale didattico fornito dai docenti.