Obiettivi formativi
Il Corso di Chimica Generale ed Inorganica ha lo scopo di fornire i concetti fondamentali indispensabili per intraprendere lo studio della Chimica. Particolare risalto é dato a tre aspetti della chimica moderna, cioé quello strutturale, quello energetico e quello cinetico cui sono riconducibili tutti i problemi chimici. La trattazione teorica dei concetti fondamentali é seguita da esempi. Viene inoltre curata l'acquisizione di un linguaggio formalmente corretto, viene stimolata la capacità di esprimere i contenuti in modo chiaro e lineare, vengono sottolineati i collegamenti tra le diverse parti del corso.
Contenuti dell'insegnamento
1 Fondamenti della teoria atomica e molecolare
Stati di aggregazione della materia. Nome e simboli degli elementi. Equazioni chimiche. Pesi atomici e pesi molecolari relativi. Scala dei pesi atomici. Mole e numero di Avogadro. Pesi atomici e molecolari assoluti.
2 Struttura dell`atomo
Principi della meccanica quantistica. Atomo di idrogeno. Atomi polielettronici. Proprietà periodiche degli elementi.
3 Legame chimico
Legame ionico. Proprietà dei composti ionici. Legame covalente. Teoria di lewis. Teoria VSEPR. Teoria del legame di valenza (vb) e teoria dell`orbitale molecolare (mo). Orbitali ibridi. Descrizione con il metodo vb dei legami in molecole e ioni poliatomici semplici, sia inorganici che organici. Legame metallico. Legami di van der Waals. Legame di idrogeno.
4 Nomenclatura dei composti.
Le reazioni chimiche. Numero di ossidazione. Classificazione e nomenclatura dei composti inorganici. Reazioni chimiche: reazioni di salificazione, reazioni di scambio e reazioni di ossido-riduzione.
5 Stati di aggregazione della materia
Stato gassoso: proprietà dei gas, gas ideali, gas reali. Liquefazione dei gas. Stato liquido. Stato solido: proprietà dei solidi. Reticoli cristallini e celle elementari. Tipi di solidi cristallini: cristalli metallici, ionici, covalenti e molecolari. Difetti nei cristalli. Allotropia, polimorfismo e isomorfismo.
6 Soluzioni
Proprietà generali delle soluzioni. Modi di esprimere le concentrazioni. Legge di Raoult. Proprietà colligative. Pressione osmotica. Dissociazione ed associazione dei soluti.
7 Termodinamica chimica
Definizione di sistema, lavoro e calore. Energia interna, entalpia. Leggi della termochimica. Principi della termodinamica. Entropia. Energia libera di Gibbs. Definizione di equilibrio.
8 Equilibrio chimico
Equilibrio nei sistemi omogenei. Costante di equilibrio e sua dipendenza dalla temperatura. Equilibri eterogenei. Regola della fasi. Sistemi ad un componente. Sistemi binari formati da liquidi miscibili in ogni rapporto o completamente immiscibili. Sistemi binari solido-liquido.
9 Equilibri ionici
Prodotto di solubilità. La natura degli acidi e delle basi. Ionizzazione dell`acqua. pH e sua determinazione. Dissociazione degli acidi e delle basi sia forti che deboli in soluzione acquosa diluita. Equilibri idrolitici. Indicatori di pH. Curve di titolazione acido-base. Soluzioni tampone. Sostanze anfotere.
10 Cinetica chimica
velocità di reazione e fattori che la influenzano. Ordine di reazione. Meccanismi di reazione. Influenza della temperatura sulla velocità di reazione. Catalisi. Meccanismi di reazione.
11 Celle elettrolitiche e celle galvaniche
dissociazione elettrolitica e conducibilità ionica. Solvatazione degli ioni. Celle elettrolitiche. Celle galvaniche. Potenziali normali di riduzione. Elettrodi di riferimento. Calcolo della f.e.m. di una pila.
12 Chimica inorganica
Proprietà generali dei gruppi. Proprietà generali dei più importanti elementi dei gruppi principali e di transizione e dei loro più importanti composti. Processi di importanza industriale.
Programma esteso
1 Fondamenti della teoria atomica e molecolare
Stati di aggregazione della materia. Nome e simboli degli elementi. Equazioni chimiche. Pesi atomici e pesi molecolari relativi. Scala dei pesi atomici. Mole e numero di Avogadro. Pesi atomici e molecolari assoluti.
2 Struttura dell`atomo
Principi della meccanica quantistica. Atomo di idrogeno. Atomi polielettronici. Proprietà periodiche degli elementi.
3 Legame chimico
Legame ionico. Proprietà dei composti ionici. Legame covalente. Teoria di lewis. Teoria VSEPR. Teoria del legame di valenza (vb) e teoria dell`orbitale molecolare (mo). Orbitali ibridi. Descrizione con il metodo vb dei legami in molecole e ioni poliatomici semplici, sia inorganici che organici. Legame metallico. Legami di van der Waals. Legame di idrogeno.
4 Nomenclatura dei composti.
Le reazioni chimiche. Numero di ossidazione. Classificazione e nomenclatura dei composti inorganici. Reazioni chimiche: reazioni di salificazione, reazioni di scambio e reazioni di ossido-riduzione.
5 Stati di aggregazione della materia
Stato gassoso: proprietà dei gas, gas ideali, gas reali. Liquefazione dei gas. Stato liquido. Stato solido: proprietà dei solidi. Reticoli cristallini e celle elementari. Tipi di solidi cristallini: cristalli metallici, ionici, covalenti e molecolari. Difetti nei cristalli. Allotropia, polimorfismo e isomorfismo.
6 Soluzioni
Proprietà generali delle soluzioni. Modi di esprimere le concentrazioni. Legge di Raoult. Proprietà colligative. Pressione osmotica. Dissociazione ed associazione dei soluti.
7 Termodinamica chimica
Definizione di sistema, lavoro e calore. Energia interna, entalpia. Leggi della termochimica. Principi della termodinamica. Entropia. Energia libera di Gibbs. Definizione di equilibrio.
8 Equilibrio chimico
Equilibrio nei sistemi omogenei. Costante di equilibrio e sua dipendenza dalla temperatura. Equilibri eterogenei. Regola della fasi. Sistemi ad un componente. Sistemi binari formati da liquidi miscibili in ogni rapporto o completamente immiscibili. Sistemi binari solido-liquido.
9 Equilibri ionici
Prodotto di solubilità. La natura degli acidi e delle basi. Ionizzazione dell`acqua. pH e sua determinazione. Dissociazione degli acidi e delle basi sia forti che deboli in soluzione acquosa diluita. Equilibri idrolitici. Indicatori di pH. Curve di titolazione acido-base. Soluzioni tampone. Sostanze anfotere.
10 Cinetica chimica
velocità di reazione e fattori che la influenzano. Ordine di reazione. Meccanismi di reazione. Influenza della temperatura sulla velocità di reazione. Catalisi. Meccanismi di reazione.
11 Celle elettrolitiche e celle galvaniche
dissociazione elettrolitica e conducibilità ionica. Solvatazione degli ioni. Celle elettrolitiche. Celle galvaniche. Potenziali normali di riduzione. Elettrodi di riferimento. Calcolo della f.e.m. di una pila.
12 Chimica inorganica
Proprietà generali dei gruppi. Proprietà generali dei più importanti elementi dei gruppi principali e di transizione e dei loro più importanti composti. Processi di importanza industriale.
Bibliografia
TESTI CONSIGLIATI
Uno a scelta dei seguenti testi:
P. ATKINS e L. JONES, Principi di Chimica, Casa Editrice Zanichelli
FUSI, BACCHI, GIORGI, MARCHETTI, MESSORI, PAOLI, PUNZO, SORTINO, TOLAZZI - Chimica generale e Inorganica, Casa Editrice Idelson-Gnocchi, 2011
A.M. MANOTTI LANFREDI e A. TIRIPICCHIO, Fondamenti di Chimica, Casa Editrice Ambrosiana
P. Zanello-R.Gobetto-R.Zanoni, Conoscere la chimica, CEA, 2009
ATKINS, JONES - Chimica Generale - Zanichelli
R.H. PETRUCCI e W.S. HARWOOD, Chimica Generale, Casa Editrice Piccin
KOTZ e TREICHEL- Chimica - EdiSES
KW Whitten, RE Davis, ML Peck, GG Stanley - Chimica Generale - Piccin, 2004
R Chang, Fondamenti di Chimica generale, McGraw-Hill, 2009
J. Burdge, CHIMICA, Casa editrice Ambrosiana, 2010
BROWN, LEMAY, BURSTEN, MURPHY, WOODWARD, Fondamenti di Chimica, EdiSES, 2011
Altre informazioni
integrato con il corso di Laboratorio
