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
Dapporto, Paoli, Rossi, Lezioni di Chimica, ed. Progetto Leonardo, IV edizione
Fusi, Bacchi, Dei, Giorgi, Marchetti, Messori, Paoli, Punzo, Sortino, Tolazzi
CHIMICA Generale e Inorganica, ed. Idelson Gnocchi
Nobile, Mastrorilli, La chimica di base con esercizi, ed. Casa Editrice Ambrosiana
Schiavello, Palmisano, Fondamenti di Chmica, ed. EdiSeS
Bertini, Luchinat, Mani, Chimica, ed. Casa Editrice Ambrosiana
Manotti Lanfredi, Tiripicchio, Fondamenti di chimica, ed. Casa Editrice Ambrosiana
Silberberg, Chimica, ed. McGraw-Hill
Spinicci, Elementi di chimica, ed. FUP
Whitten, Davis, Peck, Stanley, Chimica Generale, ed. PICCIN
- Dapporto, Paoli, Rossi, Lezioni di Chimica, ed. Progetto Leonardo
- Fusi, Bacchi, Dei, Giorgi, Marchetti, Messori, Paoli, Punzo, Sortino, Tolazzi, CHIMICA Generale e Inorganica, ed. Idelson Gnocchi
- McQuarrie, Rock, Gallogly, Chimica Generale, ed. Zanichelli
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 Studio. 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.
Modalità di verifica apprendimento - Cognomi A-L
E' prevista un’unica prova scritta seguita, a discrezione dello studente, da un eventuale colloquio.
Modalità di verifica apprendimento - Cognomi M-Z
E’prevista una prova finale scritta che verterà sull'intero programma. A scelta dello studente sarà possibile sostenere, in aggiunta alla prova scritta, un eventuale esame orale.
Programma del corso - Cognomi A-L
Struttura atomica della materia. Atomi, ioni e molecole: il modello atomico della materia; le particelle subatomiche; 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).
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
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.
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.