◪ FONDAMENTI DI CHIMICA Introduzione alla chimica e alla scienza dei materiali. Cenni storici, teorie atomiche, evoluzione del modello atomico, orbite ed orbitali. Numeri quantici, principio di Pauli e di Hund, configurazione elettronica. Aufbau. Evoluzione del modello atomico: la teoria ondulatoria. La regola dell’ottetto. La tavola periodica: gruppi, periodi, peso e numero atomico e proprietà periodiche. Cationi, anioni, molecole. Massa atomica, mole e massa molecolare. Valenza. Cariche e dipoli. Dipoli permanenti e temporanei. Il momento dipolare. Legami chimici primari: ionico, covalente e dativo. Formule chimiche. Ibridizzazione. Legame metallico e legami secondari con focus sul legame idrogeno ed i legami di Van der Waals. Nomenclatura tradizionale ed ufficiale: ossidi, acidi, basi, sali, ioni. Le reazioni chimiche, metodi di bilanciamento (a tentativi, algebrico). Le ossidoriduzioni: calcolo del numero di ossidazione, bilanciamento delle reazioni redox con il metodo molecolare. Equivalente e peso equivalente. Le soluzioni. Concentrazione ed attività. Dissociazione. Equilibrio chimico: la legge di azione di massa. Solubilità e prodotto di solubilità. ◪ LE ACQUE NATURALI caratteristiche e proprietà. Il ciclo idrologico. Passaggi di stato. Impieghi delle acque. Requisiti delle acque per uso agricolo. Impieghi e requisiti delle acque per uso industriale (acque di raffreddamento, di riscaldamento e per produzione di vapore) e civile. Acque destinate al consumo umano: parametri chimici, fisici e microbiologici. Le acque in bottiglia. Caratteristiche dell'acqua: ioni nelle acque, conducibilità e residuo fisso, Solidi totali, disciolti, sospesi, pH (acidi e basi, forti e deboli). Il pH dei Sali. Idrolisi salina, Soluzioni tampone. Durezza definizione ed unità di misura. Riduzione della durezza: addolcimento chimico (metodo calce-soda, metodo al fosfato) e scambio ionico. Deferrizzazione e desilicazione. Titolazioni. Alcalinità: definizioni ed unità di misura. Alcalinità al metilarancio ed alla fenolftaleina. Gas disciolti. Equilibri delle specie carbonatiche nelle acque. Distribuzione delle specie alcaline. Carattere aggressivo ed incrostante delle acque. Stabilità delle acque: indice di Langelier e di Ryznar. ◪ MATERIALI Introduzione ai materiali, classificazione e ciclo di vita. Relazione tra struttura e proprietà dei materiali. Il reticolo cristallino. I reticoli di Bravais. Indici di Miller. Difetti reticolari: di punto, di linea, di superficie, di volume. Le proprietà meccaniche. Sforzo, deformazione elastica e plastica, modulo di Young, coefficiente di Poisson. Sforzo e deformazione reale. Duttilità e fragilità. Rottura duttile e fragile. Prove di trazione, compressione, flessione. Tenacità, resilienza e durezza. Prove di piegamento, di durezza e resilienza. La tenacità a frattura. Resistenza a fatica e rottura a fatica. Creep. ◪ METALLI leghe ferrose e non ferrose. Soluzioni solide. Indurimento e incrudimento. Diffusione. Diagrammi di stato di sostanze pure e di sistemi binari (solubili, parzialmente solubili ed insolubili). Diagrammi Fe/C, fasi, gradi di libertà, punti invarianti. Diagrammi Fe/C: acciai ipo/iper ed eutettoidici. Produzione ghise ed acciai. Strutture dell'acciaio. Trattamenti termici. Curve di Bain. Acciai legati: effetto elementi di lega. Tipi di acciai. Denominazione degli acciai. Le ghise. Leghe non ferrose. Deterioramento degli acciai. ◪ I CERAMICI I materiali ceramici: Caratteristiche ed usi. Produzione, formatura e consolidamento. I materiali ceramici tradizionali da costruzione. I vetri: definizione, proprietà, produzione, lavorazioni. ◪ I LEGANTI I leganti. Calce e gesso: proprietà, produzione e requisiti. Il cemento: produzione, cottura, idratazione, presa e indurimento, calore di idratazione, porosità, falsa presa. Misure: prove chimiche e meccaniche. Tipi di cemento: caratteristiche, requisiti, usi. ◪ IL CALCESTRUZZO Proprietà requisiti, produzione, messa in posa, stagionatura. Acqua, aggregati, additivi, aggiunte. Lavorabilità. Esempio di mix design. Segregazione, bleeding. Calcestruzzo: ritiro e durabilità. Controlli sul calcestruzzo indurito. Tipi di calcestruzzo. ◪ MATERIALI E SOSTENIBILITA' Sostenibilità, sviluppo sostenibile, edilizia sostenibile e bioedilizia. I materiali sostenibili tradizionali ed avanzati. Impatto dei materiali sull’ambiente. ◪ IL LEGNO struttura, composizione, proprietà meccaniche, produzione, uso, requisiti e durabilità.

◪ P.Atkins, L. Jones- Fondamenti di chimica generale ◪ W.D. Callister, D.G. Rethwisch- Materiali per l'Ingegneria Civile e Industriale- Edises o in alternativa ◪ W.F. Smith, J. Hashemi – Scienza e tecnologia dei materiali - McGraw-Hill ◪ Dispense ◪ Eserciziari