OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze fondamentali della chimica, essenziali per affrontare gli studi successivi. In esso vengono trattati gli argomenti di base indispensabili per una corretta comprensione della materia e delle sue trasformazioni. Struttura della materia (atomi, legami, composti, nomenclatura chimica, stati di aggregazione). Elementi di termodinamica chimica. Le soluzioni. Reazioni chimiche. Equilibrio chimico. Elettrochimica. Il sistema periodico e le principali proprietà chimiche dei più importanti elementi e composti inorganici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze fondamentali della chimica, essenziali per affrontare gli studi successivi. In tale insegnamento vengono trattati gli argomenti di base indispensabili per una corretta comprensione della materia e delle sue trasformazioni.

I risultati di apprendimento attesi sono, oltre all'acquisizione delle conoscenze di base, la capacità di esprimersi usando un linguaggio scientifico adeguato e la capacità di affrontare e risolvere problemi numerici, applicando le nozioni studiate a casi pratici.

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento prevede 80 ore di didattica frontale, durante le quali il docente tratta tutto il programma e svolge esercizi.

Si precisa che, a seguito dell'emergenza sanitaria in atto, le lezioni potranno essere svolte a distanza in modalità telematica. 

Su AulaWeb vengono forniti agli studenti schemi e materiale didattico per facilitare lo studio e vengono proposti esercizi per la verifica della preparazione. Gli studenti possono consegnare gli esercizi svolti al docente, che provvede al reinvio degli esercizi corretti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione alla Chimica. Elementi, composti e miscele. Principali regole di nomenclatura chimica. Reazioni chimiche e loro bilanciamento. Il concetto di mole. Stechiometria.

L’Atomo. Teoria quantistica. Struttura dell’atomo. Orbitali. Elettroni ed orbitali. Principio di Pauli. Costruzione ideale degli atomi (Aufbau). Il sistema periodico. Periodicità delle proprietà fisiche e chimiche degli elementi.

I Legami Chimici. Legame ionico. Legame covalente. Strutture di Lewis. Elettronegatività. Legame dativo. Orbitali ibridi. Risonanza. Forma delle moecole e teoria VSEPR. Teoria del legame di valenza. Forze intermolecolari (legami di Van del Waals, forze di London, legame a idrogeno).

Stato gassoso. Il gas ideale. Equazione di stato del gas ideale. Modello cinetico. Legge di Avogadro. Miscele gassose e pressione parziale. Legge di Dalton. I gas reali e l’equazione di Van der Waals.

Stato solido e Stato liquido. Caratteri generali dei solidi covalenti, molecolari e ionici. Legame metallico e solidi metallici. I liquidi. Tensione di vapore. I cambiamenti di fase. Curva di riscaldamento. Diagramma di fase di una sostanza pura: esempi (acqua, biossido di carbonio).

Termodinamica. Calore di reazione ed entalpia. Legge di Hess. Entropia. Energia libera e spontaneità di una reazione chimica.

Soluzioni. Generalità. Concentrazione di una soluzione. Solubilità di una specie chimica. Soluzioni ideali e legge di Raoult. Proprietà colligative: abbassamento della tensione di vapore, variazione della temperatura di eboliizione edi congelamento, pressione osmotica. Gli elettroliti. Indice di Van't Hoff. Grado di dissociazione. Conducibilità elettrica delle soluzioni di elettroliti.

Cinetica Chimica. Velocità di una reazione chimica. Meccanismo di reazioni e reazioni elementari.Teoria delle collisioni e fattori che influenzano la velocità di una reazione. Equazione cinetica. Catalisi.

Equilibrio chimico. Legge dell’equilibrio chimico. Costante di equilibrio. La risposta degli equilibri al mutamento delel condizioni. Principio di Le Chatelier. Equilibri omogenei ed eterogenei.

Acidi e Basi. Teorie di: Arrhenius, Brønsted-Lowry e Lewis. Forza degli acidi e delle basi. Grado di acidità delle soluzioni acquose: il pH. Calcolo del pH. Gli indicatori di pH. Idrolisi salina. Soluzioni tampone. Curve di titolazione acido-base. Equilibri di solubilità. Cenni sui complessi.

Elettrochimica. Semielementi e pile. Potenziale di un semielemento ed equazione di Nernst. Misure del potere ossidante o riducente. Tipi di semielementi. Pile chimiche. Pile a concentrazione. Elettrolisi. Leggi di Faraday. Accumulatori.

Chimica Inorganica. L’idrogeno. Principali caratteristiche degli elementi e dei più importanti composti dei seguenti gruppi: 1 (metalli alcalini), 2 (metalli alcalino-terrosi), 13, 14, 15, 16, 17 (alogeni), 18 (gas nobili). Caratteristiche generali degli elementi del blocco “d” e principali composti.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

I testi seguiti dal docente sono:

- Peter Atkins e Loretta Jones, “CHIMICA GENERALE” (Seconda edizione italiana condotta sulla terza edizione originale), Zanichelli (testo consigliato ai farmacisti)

- Peter Atkins, Loretta Jones, Leroy Laverman, “PRINCIPI DI CHIMICA” (quarta edizione), Zanichelli (testo consigliato ai CTF)

Possono essere utilizzati altri testi di Chimica Generale ed Inorganica a livello universitario. Ad esempio:

- Kotz, Treichel, Townsend, Treichel “CHIMICA”, VI edizione, Ed. Edises

- Brown, Lemay, Bursten, Murphy, Woodward, “FONDAMENTI DI CHIMICA”, Ed. Edises

- Casarin, Casella, D'Agostino, Filippi, Grandinetti, Purrello, Re, Speranza, "CHIMICA GENERALE E INORGANICA" a cura di M. Speranza, Ed. Edi-ermes

- Petrucci, Herring, Madura, Bissonnette, “CHIMICA GENERALE. Principi ed applicazioni moderne" (+ libro con le Soluzioni degli esercizi), Ed. Piccin