OBIETTIVI FORMATIVI

Learn to describe, discuss and compare structure and properties of inorganic and organic chemicals (including polymers and biomolecules) involved in environmental and technological processes, with particular attention to atmospheric and water chemistry and pollution. Students will acquire skills and methods to deal with problems related to the chemicals reactivity and interactions.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte e lo studio individuale permetteranno allo studente di:

- descrivere strutture e proprietà degli elementi dei gruppi principali e dei composti di coordinazione

- identificare le classi principali di composti in chimica organica

- spiegare le proprietà chimiche degli stati della materia (solidi, liquidi e gas).

- analizzare la reattività chimica che caratterizza i composti inorganici e organici più comuni

- valutare le reazioni chimiche legate ai processi ambientali e agli inquinanti

- risolvere esercizi numerici su stechiometria di reazioni chimiche, equilibri chimici, soluzioni.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso prevede lezioni frontali in aula. Le lezioni frontali comprendono la presentazione di contenuti teorici ed esercitazioni numeriche finalizzate a favorire l’apprendimento e la discussione di specifici esempi di fenomeni chimici

PROGRAMMA/CONTENUTO

Fondamenti: richiamo del concetto di mole, reazione stechiometrica, composizione delle soluzioni. Equilibri chimici e costante di equilibrio. Equilibri acquosi, acidi e basi, pH delle soluzioni. Soluzioni miste e tamponi, equilibri di solubilità.

Cinetica chimica: velocità di reazione, effetto della temperatura, effetto dei catalizzatori.

Gli elementi: proprietà essenziali degli elementi dei gruppi principali. Idrogeno, elementi alcalini, alcalino terrosi, gruppo 13, gruppo 14 (carbonio e silicio), gruppo 15 (azoto e fosforo), gruppo 16 (ossigeno e zolfo), alogeni. Elementi del blocco-d e composti di coordinazione. Problemi ambientali e inquinanti più comuni in acqua e atmosfera. Chimica di NOx, SOx, ozono. Piogge acide. Gas a effetto serra.

Chimica organica. Ibridazione del carbonio e principali gruppi funzionali in chimica organica: nomenclatura IUPAC, struttura e proprietà. Idrocarburi (combustibili fossili e combustibili alternativi, IPA), composti con gruppi funzionali contenenti ossigeno (alcoli, eteri, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici ed esteri), azoto (ammine e ammidi), alogeni (alogenoalcani, CFC). Composti organici contenenti P e S (cenni).

Principali reazioni in chimica organica. Meccanismi di reazione: omolisi ed eterolisi; sostituzione nucleofila al carbonio tetraedrico; sostituzione/addizione nucleofila a carbonio con legami multipli; reazioni di addizione e eliminazione elettrofila; sostituzione elettrofila aromatica.

Polimeri e (bio)macromolecole. Polimeri sintetici: polimerizzazione di addizione e condensazione, copolimeri. Proprietà. Reazioni nell'ambiente (combustione, biodegradazione, fotodegradazione, riciclaggio). Biomolecole: carboidrati, proteine, acidi nucleici, lipidi. Biomasse.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Gli appunti presi durante le lezioni e il materiale in aulaweb . I libri seguenti sono suggeriti come testi di appoggio e approfondimento (a scelta)

 - P.Atkins, L.Jones, Chemical Principles-The quest of insight, Freeman and Co. eds,

-  R.H.Petrucci, W.S.Harwood, F.G.Herring, General Chemistry: Principles and Modern applications, Pearson ed.

(chimica generale e inorganica, basi di chimica organica);

- J.C.Smith, Organic Chemistry, McGraw-Hill Education (chimica organica).