CHIMICA
cod. 13103

Anno accademico 2021/22
1° anno di corso - Secondo semestre
Docente
GRAIFF Claudia
Settore scientifico disciplinare
Fondamenti chimici delle tecnologie (CHIM/07)
Campo
Fisica e chimica
Tipologia attività formativa
Base
48 ore
di attività frontali
6 crediti
sede: PARMA
insegnamento
in ITALIANO

Obiettivi formativi


Conoscenze e capacità di comprendere: (I descrittore di Dublino)
Al termine del corso lo studente avrà integrato le proprie conoscenze di
base sui fenomeni naturali che riguardano la trasformazione della
materia; avrà una panoramica completa sulle leggi che regolano la
struttura dell’atomo, delle molecole e dei composti; conoscerà i motivi
teorici che stanno alla base dei bilanci energetici durante le
trasformazioni della materia; saprà come ricavare lavoro elettrico da
processi di trasformazioni di ossidoriduzione.
Competenze: (II Descrittore: Capacità di applicare conoscenza e
comprensione)
Alla fine del percorso di studio lo studente avrà sviluppato la capacità di
capire alcune caratteristiche chimico fisiche delle sostanze, quali stato di
aggregazione e volatilità, durezza e fragilità sulla base delle conoscenze
della loro struttura. Saprà come fare un bilancio di spontaneità dei
processi chimici ed elettrochimici e quantificare la massa e l’energia in
gioco durante tali trasformazioni.
Autonomia di giudizio: (III, IV, V descrittore di Dublino)
Al termine del corso lo studente dovrà possedere gli strumenti per
valutare in maniera critica una trasformazione chimica.
Capacità comunicative: (III, IV, V descrittore di Dublino)
Al termine del corso lo studente dovrebbe aver maturato una sufficiente
proprietà di linguaggio, quanto meno per quanto attiene la terminologia
scientifica specifica dell’insegnamento.

Prerequisiti


E’ utile avere una buona conoscenza della matematica e della fisica di
base. Non è necessario avere informazioni preliminari di chimica in
quanto il corso comincia dai concetti elementari di tale materia.

Contenuti dell'insegnamento


LA STRUTTURA DELL’ATOMO. Cenni sui fondamenti della teoria atomica.
La radiazione elettromagnetica. Quantizzazione dell’energia. Modello
atomico di Bohr. Protoni, neutroni ed elettroni. Numeri quantici. Orbitali.
Configurazione elettronica degli elementi. Principio di Pauli. Regola di
Hund. Principio di Aufbau.
LA TAVOLA PERIODICA. Raggio atomico, energia di ionizzazione, affinità
elettronica. Elettronegatività. Metalli, non metalli, semimetalli.
Nomenclatura inorganica.
IL LEGAME CHIMICO. Legame ionico. Legame covalente. Geometria
molecolare. Formule di struttura. Espansione della sfera di valenza. Il
legame negli idrocarburi alifatici. Metodo VB. Cenni sul metodo LCAO-MO.
Forze intermolecolari. Legame a idrogeno.
GLI STATI DI AGGREGAZIONE. Proprietà dei gas. Equazione dei gas
perfetti. Miscele gassose. Cenni di teoria cinetica dei gas. Gas reali.
Liquefazione dei gas. Proprietà dei liquidi. Tensione di vapore. Entalpia di
vaporizzazione. Diagrammi di fase di sistemi a un componente. Proprietà
dei solidi. Tipi di impacchettamento nei cristalli. Cristalli ionici. Cristalli
covalenti. Cristalli molecolari. Cristalli metallici e legame metallico.
Nomenclatura dei principali composti organici.
LA TERMODINAMICA. Passaggi di stato. Primo principio della
termodinamica. Termochimica. Leggi di Hess. Entalpia normale di
formazione. Entalpia di reazione. Combustione. Entropia e secondo
principio della termodinamica. Terzo principio ed entropie assolute.
Variazioni entropiche nelle reazioni. Spontaneità di una reazione. Energia
libera di Gibbs. Costante di equilibrio.
SISTEMI A DUE COMPONENTI. LE SOLUZIONI. Tipi di soluzioni. Tensione di
vapore delle soluzioni. Legge di Raoult e sue deviazioni. Proprietà
colligative.
L’EQUILIBRIO CHIMICO. Equilibri omogenei. Principio di LeChatelier-
Brown. Dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura.
GLI ACIDI E LE BASI. Natura degli acidi e delle basi. Teoria di Broensted-
Lowry. Prodotto ionico dell’acqua. pH. Forza degli acidi e delle basi. Acidi
poliprotici. Idrolisi. Prodotto di solubilità.
L’ELETTROCHIMICA. Energia elettrica ed energia chimica. Celle
galvaniche. Forza elettromotrice. Potenziali normali di elettrodo. Reazioni
di ossido-riduzione. Equazione di Nernst. Corrosione dei metalli. Celle
elettrolitiche.

Programma esteso


LA STRUTTURA DELL’ATOMO. Cenni sui fondamenti della teoria atomica.
La radiazione elettromagnetica. Quantizzazione dell’energia. Modello
atomico di Bohr. Protoni, neutroni ed elettroni. Numeri quantici. Orbitali.
Configurazione elettronica degli elementi. Principio di Pauli. Regola di
Hund. Principio di Aufbau.
LA TAVOLA PERIODICA. Raggio atomico, energia di ionizzazione, affinità
elettronica. Elettronegatività. Metalli, non metalli, semimetalli.
Nomenclatura inorganica.
IL LEGAME CHIMICO. Legame ionico. Legame covalente. Geometria
molecolare. Formule di struttura. Espansione della sfera di valenza. Il
legame negli idrocarburi alifatici. Metodo VB. Cenni sul metodo LCAO-MO.
Forze intermolecolari. Legame a idrogeno.
GLI STATI DI AGGREGAZIONE. Proprietà dei gas. Equazione dei gas
perfetti. Miscele gassose. Cenni di teoria cinetica dei gas. Gas reali.
Liquefazione dei gas. Proprietà dei liquidi. Tensione di vapore. Entalpia di
vaporizzazione. Diagrammi di fase di sistemi a un componente. Proprietà
dei solidi. Tipi di impacchettamento nei cristalli. Cristalli ionici. Cristalli
covalenti. Cristalli molecolari. Cristalli metallici e legame metallico.
Nomenclatura dei principali composti organici.
LA TERMODINAMICA. Passaggi di stato. Primo principio della
termodinamica. Termochimica. Leggi di Hess. Entalpia normale di
formazione. Entalpia di reazione. Combustione. Entropia e secondo
principio della termodinamica. Terzo principio ed entropie assolute.
Variazioni entropiche nelle reazioni. Spontaneità di una reazione. Energia
libera di Gibbs. Costante di equilibrio.
SISTEMI A DUE COMPONENTI. LE SOLUZIONI. Tipi di soluzioni. Tensione di
vapore delle soluzioni. Legge di Raoult e sue deviazioni. Proprietà
colligative.
L’EQUILIBRIO CHIMICO. Equilibri omogenei. Principio di LeChatelier-
Brown. Dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura.
GLI ACIDI E LE BASI. Natura degli acidi e delle basi. Teoria di Broensted-
Lowry. Prodotto ionico dell’acqua. pH. Forza degli acidi e delle basi. Acidi
poliprotici. Idrolisi. Prodotto di solubilità.
L’ELETTROCHIMICA. Energia elettrica ed energia chimica. Celle
galvaniche. Forza elettromotrice. Potenziali normali di elettrodo. Reazioni
di ossido-riduzione. Equazione di Nernst. Corrosione dei metalli. Celle
elettrolitiche.

Bibliografia


Testi Consigliati:
B. Laird, Chimica Generale,
McGraw-Hill
ISBN: 978-88-386-6560-8
Ulteriore materiale didattico:
Slides del corso

Metodi didattici

Il corso si articola in una serie di lezioni frontali avvalendosi della
proiezione di lucidi. Sono previste ore di esercitazioni facoltative,
avvalendosi dell’aiuto di Professori delle Scuole Superiori, durante le quali
si affrontano esercizi che prevedono problemi e questionari sul
programma svolto. Le slide utilizzate a supporto delle lezioni verranno
caricate con cadenza settimanale sulla piattaforma Elly.
Per scaricare le slide è necessaria l’iscrizione al corso on line.
Le slide vengono considerate parte integrante del materiale didattico. Si
ricorda agli studenti non
frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le
indicazioni fornite dalla docente tramite la
piattaforma Elly.

Modalità verifica apprendimento

La verifica della preparazione consiste in una
verifica scritta. Saranno proposte 9 domande una per ogni argomento del corso. A ogni domanda può essere assegnato un punteggio da 0 a 4. La sommatoria darà il risultato finale.

Altre informazioni


E’ vivamente consigliata la frequenza in aula