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

Il corso prevede lezioni frontali in cui il docente espone i concetti e propone esercizi pratici e numerici per favorirne la comprensione.

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  

Fusi V.,  Giorgi L., Lippolis V., Zaccheroni., Chimica, Principi  generali con esercizi, Idelson Gnocchi, Napoli

Cacace F. e Schiavello M., Stechiometria, Bulzoni, Roma

Slides del corso

Modalità di
accertamento

L'ammissione all'esame orale è condizionata dal superamento di una prova scritta. 

La prova scritta,della durata di 2 ore e composta da 10 quesiti di stechiometria e di chimica generale,  permette di verificare in modo accurato la preparazione necessaria per l'accesso alla prova orale. Il colloquio orale intende completare la verifica delle conoscenze acquisite e la loro comprensione, e permette di valutare la capacità degli studenti di esporre alcuni argomenti di studio in modo corretto e comprensibile.  

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.

Modalità didattiche

Gli studenti non frequentanti potranno richiedere il materiale didattico presentato dal docente a lezione, inoltre il docente è disponibile a incontri per chiarire gli argomenti che risultano di più difficile comprensione.

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  

Fusi V.,  Giorgi L., Lippolis V., Zaccheroni., Chimica, Principi  generali con esercizi, Idelson Gnocchi, Napoli

Cacace F. e Schiavello M., Stechiometria, Bulzoni, Roma

Slides del corso

Modalità di
accertamento

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

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.