Scopo del corso è quello di fornire i principi di base per lo studio della struttura atomica della materia, delle condizioni di formazione dei legami, della reattività, dell’equilibrio chimico e delle proprietà dei principali elementi. La conoscenza di tali concetti è fondamentale per intraprendere lo studio delle materie chimiche caratterizzanti il corso di laurea.

Struttura della materia. Atomi ed elementi chimici. Isotopi. Massa atomica e peso atomico. Mole e massa molare. Numero di Avogadro. 

Il nucleo. Le forze di legame. Energia nucleare. Fissione e fusione. Distribuzione dei nuclidi naturali stabili. Decadimento radioattivo.

L’elettrone. Interazione radiazione elettromagnetica-elettrone. L’atomo d’idrogeno ed i livelli energetici. Orbitali atomici. I numeri quantici. Livelli energetici negli atomi polielettronici. Regole di riempimento degli orbitali. Configurazione elettronica degli elementi. Sistema periodico e proprietà periodiche. Raggio atomico. Affinità elettronica, energia di ionizzazione, elettronegatività. 

Il legame covalente. Legame σ e π. La geometria nelle molecole poliatomiche. Orbitali ibridi. Ordine, energia, lunghezza e polarità dei legami. Legame dativo. I composti di coordinazione. 

Il legame ionico e composti ionici. Il legame metallico e proprietà dei metalli. 

Proprietà  fisiche della materia. Forze intermolecolari. Le interazioni di Van der Waals. Legame a idrogeno. 

Nomenclatura chimica. Reazioni chimiche e loro bilanciamento. Reattivo limitante. Calcoli stechiometrici. Numero di ossidazione e reazioni di ossidoriduzione.  

Lo stato gassoso. Le leggi dei gas ideali. Teoria cinetica dei gas. Gas reali. Gas e vapori.
Lo stato solido. Struttura dei cristalli. Classificazione dei solidi

Lo stato liquido. Pressione di vapore, viscosità, tensione superficiale. 

Le transizioni di stato. Diagramma di stato dell’acqua e dell’anidride carbonica. 

Cenni di termodinamica. Entalpia, entropia ed energia libera.

Le soluzioni. La concentrazione. Preparazione e diluizione di una soluzione. Processo di dissoluzione. Solubilità. Soluzioni ideali. Proprietà colligative. Elettroliti e non elettroliti. Grado di dissociazione. 

Reversibilità delle reazioni e legge dell’equilibrio chimico. Principio di Le Chatelier. Termodinamica delle reazioni. 

Cinetica chimica. Velocità di una reazione. Meccanismo. I catalizzatori. 

Equilibrio acido-base in soluzione acquosa. Teorie sugli acidi e sulle basi. Prodotto ionico dell’acqua. Forza degli acidi e delle basi. Acidi e basi polifunzionali. Relazione fra struttura e forza. Il pH ed il pOH. Calcolo del pH e del pOH per acidi e basi forti, deboli e polifunzionali. Sostanze anfiprotiche. Soluzioni tampone. 

Equilibrio in sistemi eterogenei. Equilibrio solido-soluzione. Prodotto di solubilità. Effetto ione a comune. Condizioni per la formazione di un precipitato. 

Elettrochimica. Pile. Forza elettromotrice. Potenziali standard. Equazione di Nerst. La pila e l’equilibrio chimico. Elettrolisi. Aspetti quantitativi. Accumulatori. 

Cenni di Chimica Inorganica. Proprietà chimiche e periodicità. Proprietà di alcuni elementi: idrogeno, sodio, calcio, boro, carbonio, azoto ossigeno, cloro.

Al termine del corso lo studente dovrà mostrare di:

 A) conoscere i principi fondamentali della Chimica Generale e Inorganica: la struttura dell’atomo, le proprietà degli elementi e la loro capacità di formare composti, le strutture molecolari, le reazioni chimiche, gli scambi di energia, gli stati della materia, la cinetica chimica, gli equilibri in soluzione, le proprietà acido-base, l'elettrochimica,  la chimica degli elementi dei gruppi principali

B) aver acquisito competenze applicative con riferimento al bilanciamento di reazioni, calcoli stechiometrici e risoluzione di problemi sugli acidi-basi, prodotto di solubilità ed elettrochimica

C) essere in grado di valutare e risolvere autonomamente problemi riguardanti i contenuti del corso

D) aver sviluppato una buona capacità espositiva orale e scritta dei concetti acquisiti

E) essere in grado di approfondire gli argomenti in contesti diversi ed in modo autonomo

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Modalità didattiche

Lezioni frontali ed esercitazioni numeriche

Obblighi

Chimica di base, matematica e fisica a livello di scuola superiore

Testi di studio

Bertini I., Luchinat C., Mani F., Chimica, Casa Editrice Ambrosiana, Milano 
Speranza M., Chimica Generale e Inorganica, edi-ermes, Milano 
Cacace F. e Schiavello M., Stechiometria, Bulzoni, Roma

Modalità di
accertamento

L'ammissione all'esame orale è condizionata dal superamento di una prova scritta comprendente quesiti di stechiometria e di chimica generale.

Gli studenti che hanno frequentato almeno il 75% delle lezioni potranno sostituire la prova scritta con  due prove scritte in itinere

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.