Insegnamento:

CHIMICA GENERALE E INORGANICA (obiettivi)

Obiettivi generali
Il corso di Chimica Generale e Inorganica si prefigge di insegnare allo studente i concetti fondamentali della chimica generale e della chimica inorganica nonché di stechiometria, fondamentali per la corretta comprensione delle altre branche della chimica, come la chimica organica, la chimica (fito) terapeutica, la chimica biologica che sono insegnamenti tenuti nei semestri successivi. In esso vengono trattati gli argomenti indispensabili per una corretta comprensione della materia e delle sue trasformazioni. Il corso prevede esercitazioni numeriche che rendono lo studente in grado di affrontare i problemi che incontrerà nei vari ambiti della chimica, fornendo gli strumenti essenziali per la loro analisi.

Obiettivi specifici. Conoscenza e comprensione.
Lo studente avrà modo di acquisire padronanza dei concetti alla base delle proprietà e reattività della materia, dagli elementi ai composti chimici, conoscere strutture e modelli della chimica generale, e comprendere le problematiche inerenti alla stechiometria. Capirà quindi i principi fondamentali della chimica generale a partire dalla struttura atomica, la tavola periodica e il legame chimico, fino alle reazioni chimiche (aspetti quali e quantitativi) con nozioni di cinetica e descrizione degli stati di aggregazione della materia comprese le unità di concentrazione delle soluzioni. Così, sarà in grado di svolgere calcoli stechiometrici, bilanciare le ossidoriduzioni, prevedere la composizione di una reazione all’equilibrio, individuare la velocità di una reazione, effettuare calcoli sulla solubilità e sul pH delle soluzioni. Avrà inoltre acquisito una conoscenza di base delle proprietà degli elementi e dei loro composti, nomenclatura compresa.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Al completamento del corso lo studente sarà in grado di correlare tra loro i vari argomenti sviluppati nel programma mettendo in relazione le proprietà della materia con le proprietà degli atomi e delle molecole. Avrà inoltre acquisito familiarità con l’applicazione corretta e appropriata di strumenti di calcolo, utilizzando le metodiche disciplinari di indagine, al fine di risolvere quesiti applicativi.

Capacità critiche e di giudizio.
Le lezioni saranno tutte interattive, in cui il docente farà continuamente domande agli studenti in modo da stimolarli e sviluppare il loro senso critico. Tali domande serviranno anche a valutare e a sollecitare gli studenti a fare collegamenti con quanto studiato finora.
Lo svolgimento degli esercizi pertinenti gli argomenti trattati nelle lezioni frontali offrirà allo studente la possibilità di mettere alla prova le nozioni acquisite relativamente alle diverse tematiche proposte. Ciò permette di sviluppare la capacità di applicare le nozioni studiate a casi pratici e di valutare criticamente l’esito e il metodo usato nelle procedure adottate.

Capacità di comunicare quanto si è appreso.
Oltre a fornire le conoscenze di base, il corso vuole fare acquisire allo studente padronanza di linguaggio ed uso appropriato della terminologia chimica ed del metodo scientifico, indispensabili per comunicare nel contesto scientifico nazionale e internazionale. A questo scopo si dedica ampio spazio agli interventi e discussioni informali durante le lezioni e l’esame finale.

Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita
Lo stimolo ad utilizzare un corretto formalismo scientifico e di formulare deduzioni logicamente consistenti a partire dai concetti e principi che stanno alla base della scienza chimica costituiscono un solido addestramento verso la crescita culturale nell’autonomia degli studi e delle attività professionali future.

Codice

1016546

Lingua

ITA

Tipo di attestato

Attestato di profitto

Crediti	6
Settore scientifico disciplinare	CHIM/03
Ore Aula	48
Ore Studio	-
Attività formativa	Attività formative di base

Crediti	3
Settore scientifico disciplinare	CHIM/03
Ore Aula	-
Ore Esercitazioni	36
Ore Studio	-
Attività formativa	Attività formative caratterizzanti

Canale: A - D

Docente	CHIAVARINO BARBARA (programma) Nozioni introduttive. Oggetto della ricerca chimica. Fenomeni chimici. Leggi fondamentali della chimica. Particelle elementari, protone, neutrone, elettrone, numero atomico, numero di massa, simboli e notazione chimica. La mole. Teoria atomica. Atomi e loro proprietà. Massa atomica. Numero di Avogadro. Molecole e peso molecolare. Tipi di composti chimici e loro nomenclatura. Reazioni chimiche: reazioni acido-base. reazioni di ossido-riduzione, conservazione della massa e della carica, bilanciamento di una reazione chimica. Calcoli stechiometrici. Bilanciamento delle reazioni di ossido-riduzione. Applicazioni numeriche. Struttura atomica. Spettri atomici. Modello di Bohr. Ipotesi di De Broglie. Modello ondulatorio dell’atomo di idrogeno. Numeri quantici e orbitali atomici. Spin elettronico. Principio di esclusione di Pauli. Configurazione elettronica degli atomi polielettronici. Tavola periodica. Metalli e non-metalli. Legame chimico: concetto di valenza. I diversi tipi di legame e loro proprietà: ordine, energia, distanza di legame, momento dipolare. Teoria del legame di valenza. Legami σ e π. Orbitali ibridi, risonanza. Geometria molecolare. Modello della repulsione delle coppie elettroniche (VSEPR), Elettronegatività, molecole polari. Legami intermolecolari. 30 ore Stati di aggregazione e cambiamenti di stato. Stato aeriforme, liquido e solido. Diagrammi di stato. Le soluzioni e le loro proprietà colligative. Equilibri tra fasi e regole delle fasi. Principio di Le Chatelier. Concetto di equilibrio. Reazioni ed equilibri chimici. Costante di equilibrio Fattori che influenzano la posizione dell’equilibrio. Applicazioni numeriche. 24 ore Dissociazione elettrolitica. Elettroliti e loro proprietà in soluzione. Acidi e basi. Definizione e teorie sugli equilibri acido-base. Relazioni tra struttura molecolare e proprietà acido-base. Equilibri acido-base nelle soluzioni acquose. Titolazioni. Indicatori. Solubilità. Equilibri di solubilità e fattori che li influenzano. Reazioni di ossidoriduzione. Elementi di cinetica. Velocità, ordine, molecolarità di una reazione, costante cinetica e sua dipendenza dalla temperatura. Equazione di Arrhenius, energia di attivazione. Cenni sulla teoria delle collisioni. Catalisi. Cenni di Chimica inorganica. Nomenclatura sistematica. Elementi dei gruppi principali e loro composti. Applicazioni numeriche. 30 ore La docente rende disponibile sul sito del corso il materiale didattico esposto durante le lezioni così da consentire agli studenti di avere una precisa idea sulla materia svolta e sul grado di approfondimento. Testi adottati (uno a scelta fra i seguenti) M. Schiavello, L. Palmisano “Fondamenti di Chimica” EdiSES F. Cacace, U. Croatto “Istituzioni di Chimica” La Sapienza Editrice D. W. Oxtoby, H. P. Gillis, A. Campion “Chimica moderna” EdiSES Whitten, Davis, Peck, Stanley “Chimica” Piccin R. H. Petrucci, F. G. Herring, J. D. Madura, C. Bissonnette “Chimica generale” Piccin e per la parte di stechiometria F. Cacace, M. Schiavello “Stechiometria” Bulzoni Editore
Date di inizio e termine delle attività didattiche	01/10/2019 - 15/01/2020
Date degli appelli	Date degli appelli d'esame
Modalità di erogazione	Tradizionale
Modalità di frequenza	Non obbligatoria

Canale: E - O

Docente	TROIANI ANNA (programma) Fondamenti della chimica. Materia ed energia. Stati di aggregazione della materia. Sistemi eterogenei ed omogenei. Fasi. Separazione dei sistemi eterogenei e dei sistemi omogenei. Trasformazioni fisiche e chimiche. Miscele, sostanze, composti chimici ed elementi. Le misure in chimica: grandezze ed unità. Unità di misura del Sistema Internazionale. Incertezze nelle misure: cifre significative. Analisi dimensionale. Conversione di unità. Esercitazioni numeriche sugli argomenti trattati. Teoria atomica. Legge della conservazione di massa. Legge delle proporzioni definite. Legge delle proporzioni multiple. Teoria atomica di Dalton. Particelle atomiche: scoperta dell’elettrone e determinazione della sua carica e massa. Scoperta del protone. Il nucleo: massa e natura elettrica dei nucleoni. Numero atomico. Numero di massa. Isotopi. La massa degli atomi. Peso atomico. La mole. Numero di Avogadro. Simboli chimici e loro significato. Esercitazioni numeriche sugli argomenti trattati. Struttura dell’atomo. Primi modelli atomici. Spettri atomici e loro interpretazione. Spettro dell’atomo di idrogeno. L’atomo di Bohr. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Relazione di De Broglie. La natura ondulatoria dell’elettrone. Ipotesi quantistica dell’atomo d’idrogeno. La funzione d’onda. Orbitali atomici. Numeri quantici. Rappresentazione geometrica degli orbitali atomici. Atomi polielettronici. Energia degli orbitali. Distribuzione degli elettroni negli orbitali atomici (Aufbau). Principio di esclusione. Principio della massima molteplicità. Rappresentazione schematica degli orbitali e configurazione elettronica degli atomi. Tavola periodica. Gruppi. Periodi. Proprietà periodiche degli elementi: raggio atomico, energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività. Metalli e non-metalli. Il legame chimico. Aggregati di atomi: molecole, cristalli. Valenza. Formule di struttura. Regola dell’ottetto. Legame ionico. Legame covalente. Legame covalente polare ed elettronegatività. Proprietà del legame: ordine, distanza, energia, momento dipolare. Legame dativo o di coordinazione. Teoria del legame di valenza. Orbitali ibridi. Isomeria geometrica. Risonanza. Proprietà magnetiche delle molecole. Formule chimiche. Numero di ossidazione. Nomenclatura sistematica dei composti inorganici. Geometria delle molecole. Teoria della Repulsione delle Coppie Elettroniche di Valenza (VSEPR). Peso molecolare. Peso formula. Composizione percentuale. Determinazione delle formule molecolari. Esercitazioni numeriche sugli argomenti trattati. Forze intermolecolari. Ione-dipolo, dipolo-dipolo; dipolo indotto ed istantaneo. Legame idrogeno. Stati di aggregazione della materia. Lo stato aeriforme. Pressione. Legge di Boyle. Legge di Charles. Legge di Gay-Lussac- Scala assoluta dellae temperatura. Equazione di stato dei gas ideali. Fenomeni critici. Gas reali. Equazione di Van der Waals. Miscele di gas. Legge di Dalton delle pressioni parziali. Densità dei gas. Densità relative. Densità di una miscela gassosa. Determinazione del peso molecolare. Grado di dissociazione. Esercitazioni numeriche sugli argomenti trattati. Stato Liquido. Tensione superficiale. Tensione di vapore. Equilibrio liquido-vapore. Punto di ebollizione. Equazione di Clausius-Clapeyron. Stato Solido. Cella elementare. Reticoli cristallini. Solidi molecolari. Solidi covalenti. Solidi ionici. Solidi metallici. Lo stato vetroso. Polimorfismo. Allotropia. Punto di fusione. Cambiamenti di stato: Curva di riscaldamento e di raffreddamento. Liofilizzazione. Diagrammi di stato. Le soluzioni. Soluzioni ideali. Soluto e solvente. Solubilità. Soluzioni sature e sovrasature. Fattori che influenzano la solubilità. Soluti ionici in solventi polari: solvatazione, costante dielettrica. Legge di Henry. Unità di concentrazione: percento in peso; frazione molare; molalità; molarità; normalità; percento in volume; grado alcolico. Diluizioni e mescolamento di soluzioni. Titolazioni. Esercitazioni numeriche sugli argomenti trattati. Proprietà delle soluzioni. Tensione di vapore. Legge di Raoult. Diagrammi binari isotermi ed isobari. Distillazione frazionata. Proprietà colligative: abbassamento della tensione di vapore, abbassamento del punto di fusione e innalzamento del punto di ebollizione, pressione osmotica. Determinazione del peso molecolare del soluto tramite le proprietà colligative. Dissociazione elettrolitica. Proprietà colligative di soluzioni di elettroliti. Esercitazioni numeriche sugli argomenti trattati. Aspetti generali delle reazioni. Reazioni ed equazioni chimiche. Reagenti e prodotti. Bilanciamento delle equazioni chimiche. Reazioni di ossido-riduzione. Aspetti quantitativi delle reazioni. Reagente in difetto. Peso Equivalente (nelle reazioni acido-base, nelle reazioni di ossido-riduzione, nei sali). Esercitazioni numeriche sugli argomenti trattati. Equilibrio chimico. Reazioni reversibili. La legge di azione di massa. Costante di equilibrio, K. Kc e Kp. Il principio di Le Chatelier. Dipendenza di K dalla temperatura. Esercitazioni numeriche sugli argomenti trattati. Acidi e basi. Proprietà degli acidi e delle basi. Definizione di Arrhenius. Teoria di Brönsted e Lowry. Teoria di Lewis. Equilibrio di ionizzazione dell’acqua. Il prodotto ionico dell’acqua, Kw. Definizione di pH e pOH. Scala di pH. Forza degli acidi e delle basi in acqua. Costante di dissociazione acida e basica: Ka e Kb. La concentrazione degli ioni H3O+ in soluzione acquosa. Calcolo del pH di soluzioni di sostanze con proprietà acide e basiche. Importanza dei sistemi tampone nella regolazione del bilancio acido-base del corpo umano. Titolazione acido-base. Curve di titolazione. Rivelazione del punto equivalente per mezzo di indicatori. Esercitazioni numeriche sugli argomenti trattati. Equilibri di Solubilità. Solubilità di sali e reazioni di precipitazione. Esercitazioni numeriche sugli argomenti trattati. Cenni di Termodinamica. Entalpia ed Entropia: generalità. Cinetica nelle reazioni chimiche. Velocità di reazione. Ordine e molecolarità di reazione. Dipendenza della velocità di reazione dalla temperatura. Stato di transizione. Esercitazioni numeriche sugli argomenti trattati. "Fondamenti di Chimica" M. Schiavello, L. Palmisano - EdiSES "Stechiometria" F. Cacace - M. Schiavello - Bulzoni Editore.
Date di inizio e termine delle attività didattiche	01/10/2019 - 15/01/2020
Date degli appelli	Date degli appelli d'esame
Modalità di erogazione	Tradizionale
Modalità di frequenza	Non obbligatoria
Metodi di valutazione	Prova scritta

Canale: P - Z

Docente	CHIAVARINO BARBARA (programma) Nozioni introduttive. Oggetto della ricerca chimica. Fenomeni chimici. Leggi fondamentali della chimica. Particelle elementari, protone, neutrone, elettrone, numero atomico, numero di massa, simboli e notazione chimica. La mole. Teoria atomica. Atomi e loro proprietà. Massa atomica. Numero di Avogadro. Molecole e peso molecolare. Tipi di composti chimici e loro nomenclatura. Reazioni chimiche: reazioni acido-base. reazioni di ossido-riduzione, conservazione della massa e della carica, bilanciamento di una reazione chimica. Calcoli stechiometrici. Bilanciamento delle reazioni di ossido-riduzione. Applicazioni numeriche. Struttura atomica. Spettri atomici. Modello di Bohr. Ipotesi di De Broglie. Modello ondulatorio dell’atomo di idrogeno. Numeri quantici e orbitali atomici. Spin elettronico. Principio di esclusione di Pauli. Configurazione elettronica degli atomi polielettronici. Tavola periodica. Metalli e non-metalli. Legame chimico: concetto di valenza. I diversi tipi di legame e loro proprietà: ordine, energia, distanza di legame, momento dipolare. Teoria del legame di valenza. Legami σ e π. Orbitali ibridi, risonanza. Geometria molecolare. Modello della repulsione delle coppie elettroniche (VSEPR), Elettronegatività, molecole polari. Legami intermolecolari. 30 ore Stati di aggregazione e cambiamenti di stato. Stato aeriforme, liquido e solido. Diagrammi di stato. Le soluzioni e le loro proprietà colligative. Equilibri tra fasi e regole delle fasi. Principio di Le Chatelier. Concetto di equilibrio. Reazioni ed equilibri chimici. Costante di equilibrio Fattori che influenzano la posizione dell’equilibrio. Applicazioni numeriche. 24 ore Dissociazione elettrolitica. Elettroliti e loro proprietà in soluzione. Acidi e basi. Definizione e teorie sugli equilibri acido-base. Relazioni tra struttura molecolare e proprietà acido-base. Equilibri acido-base nelle soluzioni acquose. Titolazioni. Indicatori. Solubilità. Equilibri di solubilità e fattori che li influenzano. Reazioni di ossidoriduzione. Elementi di cinetica. Velocità, ordine, molecolarità di una reazione, costante cinetica e sua dipendenza dalla temperatura. Equazione di Arrhenius, energia di attivazione. Cenni sulla teoria delle collisioni. Catalisi. Cenni di Chimica inorganica. Nomenclatura sistematica. Elementi dei gruppi principali e loro composti. Applicazioni numeriche. 30 ore La docente rende disponibile sul sito del corso il materiale didattico esposto durante le lezioni così da consentire agli studenti di avere una precisa idea sulla materia svolta e sul grado di approfondimento. Testi adottati (uno a scelta fra i seguenti) M. Schiavello, L. Palmisano “Fondamenti di Chimica” EdiSES F. Cacace, U. Croatto “Istituzioni di Chimica” La Sapienza Editrice D. W. Oxtoby, H. P. Gillis, A. Campion “Chimica moderna” EdiSES Whitten, Davis, Peck, Stanley “Chimica” Piccin R. H. Petrucci, F. G. Herring, J. D. Madura, C. Bissonnette “Chimica generale” Piccin e per la parte di stechiometria F. Cacace, M. Schiavello “Stechiometria” Bulzoni Editore
Date di inizio e termine delle attività didattiche	01/10/2019 - 15/01/2020
Date degli appelli	Date degli appelli d'esame
Modalità di erogazione	Tradizionale
Modalità di frequenza	Non obbligatoria