PRESENTAZIONE

L'insegnamento propone lo studio dei principi fondamentali della Chimica, con particolare attenzione ad aspetti applicativi e tecnologici, partendo dal modello dell'atomo, per poi descrivere legami, i diversi stati della materia, le reazioni e le proprietà chimico-fisiche. Concetti di termodinamica, equilibrio e cinetica permetteranno di valutare le trasformazioni della materia e le basi di processi e tecnologie chimiche. L'insegnamento è completato da un'introduzione alla Chimica Organica: nomi, struttura e gruppi funzionali delle principali calssi di composti organici, macrocolecole e composti di coordinazione (cenni).

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si propone di fornire una cultura chimica di base, indispensabile per descrivere la struttura e il comportamento di materiali organici ed inorganici ed affrontare l’interpretazione dei processi naturali, ambientali e tecnologici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'insegnamento si propone di far acquisire allo studente le capacità di comprendere ed affrontare in maniera critica problematiche di base legate alla descrizione e proprietà di materiali e alle relative applicazioni tecnologiche, in relazione alla struttura atomica, al tipo di legami chimici, all'effetto termico, spontaneità e velocità dei processi chimici, agli equilibri chimici e fisici.

Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:

descrivere e confrontare modelli atomici, strutture elettroniche di atomi, molecole, ioni composti;

descrivere le caratteristiche dei diversi stati della materia;

interpretare le principali proprietà correlate alla struttura di materiali in ambiti di applicazioni tecnologiche e processi naturali;

analizzare e risolvere problemi riguardanti bilanciamento di reazioni, stechiometria, termodinamica di base, elettrochimica, cinetica chimica e composizioni all'equilibrio di miscele di reazione;

descrivere esempi di diagrammi di stato;

valutare il comportamento di soluti in soluzioni acquose;

ipotizzare, attraverso i concetti appresi, il comportamento di un sistema a seguito di reazioni chimiche e variazioni di parametri operativi;

conforntare strutture, nomi e proprietà di molecole organiche con diversi gruppi funzionali;

descrivere la struttura di macromolecole organiche e composti di coordinazione.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali con svolgimento guidato di esercizi e discussione di esempi e applicazioni specifiche.

Gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell'Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi, sono invitati a contattare il docente e il referente per la disabilità della Scuola/Dipartimento all'inizio del corso per concordare eventuali modalità didattiche che, nel rispetto degli obiettivi dell'insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Fondamenti: Nomenclatura inorganica (Ossidi, anidridi, idrossidi, acidi, sali, sali acidi). Reazioni di scambio e ossidoriduzioni. Stechiometria.
Struttura atomica della materia: Modelli atomici, numeri quantici, orbitali, struttura elettronica. Classificazione periodica degli elementi e proprietà. Cenni su energia nucleare e radioattività.
Legami chimici (legame covalente, ionico, metallico, forze intermolecolari).
I gas (leggi dei gas, gas ideali e reali), il volume dei gas nelle reazioni chimiche. I solidi cristallini (molecolari, metallici, ionici e covalenti). Proprietà.
Trasformazioni della materia: Termodinamica chimica (Principi della Termodinamica, Energia interna, Entalpia, Entropia, Energia libera), Equilibri chimici (costante di equilibrio, energia libera ed equilibrio). Equilibri in soluzione: pH e soluzioni acquose (definizioni di acido e base, calcolo del pH acidi e basi forti, deboli, idrolisi di sali), sistemi tampone. Solubilità. Equilibri fisici (diagrammi di stato a uno e due componenti). Cinetica chimica (velocità di reazione, legge di Arrhenius). Elettrochimica (Pile, elettrolisi).

Principali gruppi funzionali in Chimica Organica e classificazione dei composti organici. Proprietà chimico-fisiche e regole di nomenclatura IUPAC. Legami singoli: alcani, alogenuri alchilici, alcoli, eteri, ammine. Legami doppi: alcheni, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici e derivati. Legami tripli: alchini. Composti aromatici: benzene. Polimeri di sintesi e relazioni struttura/proprietà. Macromolecole di interesse biologico: carboidrati (con esempi di monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi), amminoacidi e proetine, lipidi (trigliceridi), acidi nucleici. Composti di coordinazione (cenni).

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Appunti dell'insegnamento, note e slides disponibili su aulaweb.

Testi di consultazione, a scelta tra i seguenti:

Chimica generale: P.Zanello, R.Gobetto, R.Zanoni, Conoscere la chimica. Fondamenti di chimica generale e inorganica con elementi di chimica organica, CEA ed.; M.S.Silberberg, Chimica, McGraw Hill ed.; P.Atkins, L.Jones, Fondamenti di chimica generale, Zanichelli ed.;  I.Bertini, C.Luchinat, F.Mani, Chimica, materia, tecnologia, ambiente, CEA ed.; R.H.Petrucci, W.S.Hartwood, F.G.Herring, Chimica generale, principi e moderne applicazioni, Piccin ed.

Chimica Organica: - J.G.Smith Fondamenti di Chimica Organica, McGraw Hill ed., o J.McMurry, Fondamenti di Chimica Organica, Zanichelli; o T.Poon, Introduzione alla Chimica Organica, EdiSES.

Esercizi: Chimica per Ingegneria.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Da calendario di Ateneo

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Prova scritta con esercizi di nomenclatura, reazioni, problemi numerici e domande aperte, valutate in base alla correttezza e completezza della risposta. La prova scritta può essere ripetuta e vale il voto dell'ultimo scritto consegnato e valutato. Prova orale facoltativa: lo studente che abbia superato la prova scritta con votazione maggiore o uguale a 18 trentesimi può decidere se accettare il voto della prova scritta o sostenere anche un esame orale nei giorni stabiliti. In quest'ultimo caso il voto finale risulta dalla media aritmetica dei voti della prova scritta e della prova orale.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame scritto valuterà la capacità dello studente di: descrivere ed esemplificare concetti fondamentali della chimica di base riportati nel programma, applicare i concetti appresi alla risoluzione di problemi quantitativi riguardanti stechiometria, termodinamica, cinetica, equilibri di reazioni e processi chimici (esercizi numerici e di nomenclatura), interpretare diagrammi di stato, descrivere e confrontare strutture e proprietà di composti organici e inorganici e materiali proposti come esempi. I parametri di valutazione saranno la correttezza dei risultati numerici, la completezza e qualità dell'esposizione, l' utilizzo adeguato del lessico specialistico.