Struttura atomica della materia.
Struttura elettronica dell’atomo e sistema periodico.
Legami chimici e loro caratteristiche generali.
Forze intermolecolari e stato solido.
Stato gassoso ed equilibri tra fasi.
Elementi di termodinamica chimica.
Equilibrio chimico.
Le reazioni chimiche
Elettrochimica.
Cinetica chimica.
Contenuto del corso - Cognomi M-Z
Struttura atomica della materia. Struttura elettronica dell'atomo e sistema periodico. Legami chimici e loro caratteristiche generali. Forze intermolecolari e stati della materia. Lo stato solido: caratteristiche strutturali dei solidi. Leggi dei Gas. Termochimica. Equilibrio chimico. Reazioni chimiche. Elettrochimica:processi elettrochimici; pile e potenziali elettrodici; il fenomeno della corrosione; elettrolisi. Cinetica chimica
Per la teoria:
Dapporto, Paoli, Lezioni di Chimica, ed. Progetto Leonardo, II edizione
Fusi, Bacchi, Dei, Giorgi, Marchetti, Messori, Paoli, Punzo, Sortino, Tolazzi
CHIMICA Generale e Inorganica, ed. Idelson Gnocchi
Bertini, Luchinat, Mani, Chimica, ed. Casa Editrice Ambrosiana
Manotti Lanfredi, Tiripicchio, Fondamenti di chimica, ed. Casa Editrice Ambrosiana
Nobile, Mastrorilli, La chimica di base con esercizi, ed. Casa Editrice Ambrosiana
Schiavello, Palmisano, Fondamenti di Chmica, ed. EdiSeS
Silberberg, Chimica, ed. McGraw-Hill
Spinicci, Elementi di chimica, ed. FUP
Whitten, Davis, Peck, Stanley, Chimica Generale, ed. PICCIN
Per gli esercizi:
Dapporto, Chimica Temi di esame per ingegneria, ed. Progetto Leonardo
Per la teoria:
- Dapporto, Paoli, Lezioni di Chimica, ed. Progetto Leonardo, II edizione
- Fusi, Bacchi, Dei, Giorgi, Marchetti, Messori, Paoli, Punzo, Sortino, Tolazzi, CHIMICA Generale e Inorganica, ed. Idelson Gnocchi
Silberberg, Chimica, ed. McGraw-Hill
Per gli esercizi:
Dapporto, Chimica Temi di esame per ingegneria, ed. Progetto Leonardo
Obiettivi Formativi - Cognomi A-L
L’insegnamento si propone di fornire allo studente le conoscenze di base della chimica indispensabili per comprendere le relazioni tra struttura microscopica e proprietà macroscopiche dei materiali, contribuendo in tal modo a formare un bagaglio di conoscenze scientifiche di base a cui aggiungere le specificità proprie del Corso di Laurea. In particolare gli argomenti del corso sono selezionati in modo tale da mettere in grado gli studenti di affrontare, comprendere e valutare gli aspetti chimici, termodinamici, cinetici e catalitici correlati ai processi chimici e alla loro conduzione ottimale.
Obiettivi Formativi - Cognomi M-Z
Scopo del presente corso è fornire allo studente conoscenze di base della chimica che gli permettano di comprendere le relazioni esistenti tra proprietà microscopiche e macroscopiche della materia.
Prerequisiti - Cognomi A-L
Non sono richieste conoscenze particolari in ingresso.
Prerequisiti - Cognomi M-Z
Non sono richiesti prerequisiti.
Metodi Didattici - Cognomi A-L
Il corso prevede delle lezioni frontali (circa 80% delle ore totali di insegnamento previste) e delle esercitazioni (circa 20% delle ore totali di insegnamento previste).
Metodi Didattici - Cognomi M-Z
Il corso prevede sia lezioni frontali (che occuperanno circa il 70-80% delle ore totali di insegnamento previste) che esercitazioni volte a preparare gli studenti a sostenere l'esame scritto.
Altre Informazioni - Cognomi A-L
Il docente fornirà del materiale didattico relativo a particolari argomenti ed anche testi di compiti assegnati gli anni precedenti.
Altre Informazioni - Cognomi M-Z
Orario di ricevimento
Nel periodo di svolgimento del corso di Chimica [per Ing. Meccanica (M-Z)] il ricevimento per gli studenti del corso si terrà con il seguente orario:
-mercoledì 13.30-15.00 (Plesso Didattico Viale Morgagni)
Nel restante periodo il ricevimento si terrà il lunedì pomeriggio dalle ore 14.00 alle ore 16.00 presso il Dipartimento di Energetica Via di S. Marta 3.
Modalità di verifica apprendimento - Cognomi A-L
Sono previste prove parziali di esonero durante il corso (la prima prova verterà sulla prima parte del programma, seguita da una seconda prova al termine del periodo didattico che riguarderà gli argomenti trattati durante la seconda metà del corso), seguite da un eventuale esame orale a scelta dello studente. In alternativa lo studente può sostenere un’unica prova scritta (che verterà sull’intero programma) seguita da un eventuale colloquio.
Modalità di verifica apprendimento - Cognomi M-Z
Sono previste due prove scritte intermedie durante il corso, la prima prova vertera' sulla prima parte del programma la seconda, al termine del periodo didattico, riguardera' gli argomenti trattati durante la seconda meta' del corso. La prova scritta si considera superata se entrambe le prove intermedie hanno avuto esito positivo. A scelta dello studente sara' possibile sostenere, in aggiunta alla prova scritta, un eventuale esame orale. In alternativa lo studente può sostenere un'unica prova scritta (che vertera' sull'intero programma) seguita da un eventuale colloquio (vedi calendario delle prove d’esame).
Programma del corso - Cognomi A-L
Parte 1 (al termine della quale lo studente potrà effettuare una prima prova parziale scritta)
Struttura atomica della materia. Atomi, ioni e molecole: il modello atomico della materia; le particelle fondamentali; peso atomico, peso molecolare, mole.
Struttura elettronica dell’atomo. Il principio di indeterminazione di Heisenberg; la radiazione elettromagnetica; interazione luce-materia: spettri di assorbimento e di emissione; il dualismo onda-particella e la relazione di De Broglie; la meccanica ondulatoria; l'equazione di Schrodinger; autofunzioni ed autovalori; i numeri quantici; orbitali s, p, d, f; la funzione d'onda in coordinate polari; Gli atomi polielettronici; il numero quantico di spin; l'effetto schermo; andamento dell'energia degli orbitali in funzione di Z; regole per il riempimento degli orbitali (minima energia, Pauli, Hund).
Sistema periodico. Tavola periodica degli elementi; grandezze periodiche: energia di ionizzazione, affinità elettronica, raggio atomico.
Legame chimico. Introduzione al legame chimico. Il legame covalente; ibridazione e geometria delle molecole; teoria VSEPR, espansione dell'ottetto; risonanza; carica formale. Formule di struttura. Elettronegatività; legami covalenti puri e polari; momento di dipolo; molecole polari e apolari; il legame ionico. Caratteristiche generali dei metalli. Il legame nei metalli secondo la teoria del mare di elettroni e la teoria delle bande. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. Modello a legame covalente e modello a bande di energia.
Forze intermolecolari e stato solido. Il legame a ponte di idrogeno. Forze intermolecolari e stati di aggregazione della materia. Tipi di solidi: metallici, ionici, covalenti e molecolari. Proprietà principali dei differenti tipi di solidi. Lo stato solido: solidi amorfi e solidi cristallini. Reticoli cristallini e celle elementari (cenni).
Parte 2 (al termine della quale potrà effettuare una seconda prova parziale scritta)
Stato gassoso. equazione di stato dei gas perfetti; equazione di stato di Van der Waals.
Equilibri tra fasi. Diagramma di stato di sostanze pure.
Elementi di termodinamica chimica. Lavoro e calore. Primo principio. Termochimica (entalpia di reazione, legge di Hess).
Equilibrio chimico. Legge di azione di massa. Principio di Le Chatelier. Criterio di spontaneità di una trasformazione.
Le reazioni chimiche. Reazioni in soluzione (molarità e pH). Le reazioni di ossido-riduzione e combustione. Il numero di ossidazione. Bilanciamento di una reazione di ossido-riduzione.
Elettrochimica. Le pile; l'equazione di Nernst; spontaneità e spostamento delle reazioni redox; reazioni di ossido-riduzione dell'acqua; elettrolisi di sali fusi ed in soluzione acquosa; leggi di Faraday. Il fenomeno della corrosione. Strategie per la protezione dalla corrosione.
Cinetica chimica. Velocità delle reazioni chimiche; ordine di reazione e meccanismi di reazione; energia di attivazione; catalisi.
Programma del corso - Cognomi M-Z
Prima parte del corso (alla fine della prima parte del corso lo studente potra' sostenere una prima prova scritta intermedia)
Struttura atomica della materia. Atomi, ioni e molecole: il modello atomico della materia; le particelle subatomiche; peso atomico, peso molecolare, isotopi, mole, esercitazione.
Struttura elettronica dell’atomo. Il principio di indeterminazione di Heisenberg; la radiazione elettromagnetica; interazione luce-materia: spettri di assorbimento e di emissione; il dualismo onda-particella e la relazione di De Broglie; la meccanica ondulatoria; l'equazione di Schrodinger; autofunzioni ed autovalori; i numeri quantici; la funzione d'onda in coordinate polari, significato fisico della funzione d’onda. orbitali s, p, d, f; Gli atomi polielettronici; il numero quantico di spin; l'effetto schermo; andamento dell'energia degli orbitali in funzione di Z; regole per il riempimento degli orbitali (minima energia, Pauli; Hund).
Sistema periodico. Tavola periodica degli elementi; grandezze periodiche: energia di ionizzazione, affinità elettronica, raggio atomico.
Legame chimico. Introduzione al legame chimico. Il legame covalente; ibridazione e geometria delle molecole; teoria VSEPR, espansione dell'ottetto; risonanza; carica formale. Formule di struttura; Elettronegatività; legami covalenti puri e polari; momento di dipolo; molecole polari e apolari; il legame ionico. Caratteristiche generali dei metalli. Il legame nei metalli secondo la teoria del mare di elettroni e la teoria delle bande. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. Modello a legame covalente e modello a bande di energia.
Forze intermolecolari e stato solido. Il legame a ponte di idrogeno. Forze intermolecolari e stati di aggregazione della materia. Tipi di solidi: metallici, ionici, covalenti e molecolari. Proprietà principali dei differenti tipi di solidi. Lo stato solido: solidi amorfi e solidi cristallini. Reticoli cristallini e celle elementari (cenni).
Stato gassoso. equazione di stato dei gas perfetti; equazione di stato di van der Waals.
Seconda parte del corso (alla fine della prima parte del corso lo studente potrà sostenere la seconda prova scritta)
Equilibri tra fasi. Diagramma di stato di sostanze pure.
Elementi di termodinamica chimica. Lavoro e calore. Primo principio. Termochimica (entalpia di reazione, legge di Hess).
Equilibrio chimico. Legge di azione di massa. Principio di Le Chatelier. Criterio di spontaneità di una trasformazione.
Le reazioni chimiche. Reazioni in soluzione (molarità e pH). Le reazioni di ossido-riduzione e combustione. Il numero di ossidazione. Bilanciamento di una reazione di ossido-riduzione.
Elettrochimica. Le pile; l'equazione di Nernst; spontaneità e spostamento delle reazioni redox; reazioni di ossido-riduzione dell'acqua; elettrolisi di sali fusi ed in soluzione acquosa; leggi di Faraday. Il fenomeno della corrosione. Strategie per la protezione dalla corrosione.
Cinetica chimica. Velocità delle reazioni chimiche; ordine di reazione e meccanismi di reazione; energia di attivazione; catalisi.