1007777 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA A - L
Risultati di apprendimento attesi
Scopo del corso è quello di fornire allo studente le conoscenze delle basi della chimica nonché la comprensione di tematiche ad essa connesse e sviluppate in altri corsi del Corso di Laurea.
Lo studente acquisisce le competenze disciplinari e metodologiche necessarie alla risoluzione teorica e pratica di problemi di base cui dovrà far fronte in laboratorio e negli insegnamenti successivi.
Lo studente acquista capacità di conoscenza e comprensione della Chimica Generale ed Inorganica al fine di scrivere correttamente i composti chimici più comuni, bilanciare le reazioni chimiche, calcolare le concentrazioni delle soluzioni, descrivere il concetto di equilibrio chimico e pH di una soluzione.
Lo studente sviluppa capacità critica nella risoluzione degli esercizi, capacità di comunicare quanto si è appreso, capacità di proseguire lo studio in modo autonomo e capacità critiche.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Prerequisiti richiesti
Conoscenze scolastiche di aritmetica ed algebra, quali operazioni con i numeri razionali (reali). Soluzione di equazioni di 1° e 2° grado, nozioni scolastiche di fisica quali vettori, velocità, energia.
Frequenza lezioni
Contenuti del corso
1) Introduzione - Le 4 forze fondamentali, materia ed energia, stati di aggregazione della materia*, sistemi omogenei ed eterogenei, elementi*, composti* e miscele*.
2) Leggi ponderali - Legge di conservazione della massa di Lavoisier, legge delle proporzioni definite di Proust*, teoria atomica di Dalton, legge delle proporzioni multiple di Dalton, legge di Avogadro, generalità sull’atomo, numero atomico* e numero di massa*, isotopi*, u.m.a.*, massa atomica*, massa molecolare*, mole*, percentuali in peso.
3) Struttura della materia – Modelli atomici di Rutherford, Bohr e Sommerfeld. Teoria degli orbitali atomici*, Numeri quantici*, interpretazione ondulatoria dell’atomo, orbitali atomici, principio di Pauli*, regola di Hund*, principio di indeterminazione di Heisenberg.
4) Sistema periodico - Periodicità e configurazioni elettroniche*, potenziale di ionizzazione*, affinità elettronica*, elettronegatività*.
5) Legame chimico* - legame ionico, legame covalente, legame dativo, strutture di Lewis, valenza, teoria dell’orbitale di valenza, ibridizzazione. Legami intermolecolari: legame ad idrogeno e forze di Van der Waals.
6) Nomenclatura chimica* - Composti chimici, valenza e numero di ossidazione, reazioni chimiche e loro bilanciamento, reazioni redox.
7) Lo stato gassoso - Pressioni parziali*, legge di Dalton*, legge dei gas ideali*, gas reali.
8) Lo stato liquido - Proprietà, viscosità, tensione superficiale, tensione di vapore*.
9) Passaggi di stato - Diagrammi di stato dell’H2O* e della CO2.
10) Soluzioni* - Molarità, normalità, frazione molare, molalità, percentuale in massa, densità, tensione di vapore, legge di Raoult, proprietà colligative, elettroliti, grado di dissociazione, coefficiente di Van’t Hoff.
11) Equilibrio chimico* - Legge di azione di massa, costante di equilibrio, relazione fra Kp e Kc, dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura, fattori che influenzano l’equilibrio chimico. Definizione di reazione esotermica, endotermica e variazione di entalpia (H), spontaneità di un equilibrio chimico e variazione di energia libera (G).
12) Acidi e basi* - Definizione secondo Arrhenius, Bronsted e Lowry, Lewis, forza di acidi e basi, costante di dissociazione, elettroliti anfoteri, prodotto ionico dell’acqua, acidità, alcalinità e calcolo del pH, indicatori di pH.
13) Idrolisi salina - Costante di idrolisi, pH di idrolisi*, soluzioni tampone*, titolazioni acido-forte base-forte*, titolazioni acido-debole base-forte*, solubilità e prodotto di solubilità*.
14) Chimica Inorganica - Chimica degli elementi principali dal I° al VII° gruppo*, proprietà generali dei gruppi e dei periodi*, proprietà chimico-fisiche degli elementi principali e dei loro composti più importanti.
* argomenti irrinunciabili per il superamento dell’esame.
Testi di riferimento
Chimica Generale e Inorganica
1. P. Silvestroni - Fondamenti di chimica - undicesima edizione - CEA
2. P.W. Atkins, L. Jones, L. Laverman - Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione - Zanichelli
3. J.C. Kotz, P.M. Treichel, J.R. Townsed - Chimica - quinta edizione - Edises
4. I. Bertini, C. Luchinat, F. Mani, E. Ravera - Chimica, struttura, proprietà e trasformazioni della materia- CEA
5. P. M. Lausarot, G.A. Vaglio - Stechiometria Guida alla soluzione di problemi di chimica- Piccin Esercitazioni a lezione
6. Slide proiettate alle lezioni.
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Introduzione alla chimica, Materia e sue proprietà, Composti ed elementi*, Leggi ponderali*, La legge di Avogadro*. | T.3 I fondamenti , T.4: C.1 |
| 2 | Isotopi, u.m.a.*, Mole*, Formule chimiche*, Teoria atomica, Modello Rutherford. | T.1: C.1 e 3, T2: Parte 1, T.3 I fondamenti, T.4: C.1 e 2 |
| 3 | Esercitazioni | T.5 |
| 4 | Modello di Bohr - Sommerfeld, Principio di Pauli*, Principio di Hund*, Numeri quantici*. | T.1: C.1, T.2: Parte 1, T.3 C.1, T.4: C.2 |
| 5 | Principio di indeterminazione di Heisenberg, La tavola periodica* (affinità elettronica, potenziale di Ionizzazione, raggio atomico, elettronegatività). | T.1: C.1, T.2 Parte 1, T.3 C.1, T.4: C.2 |
| 6 | Esercitazioni | T.5 |
| 7 | Introduzione ai legami chimici, Il legame ionico*, Il legame covalente | T.1: C.2, T.2: C.2 e C.3, T.3 Parte 2, T.4: C.3, 4 e 5 |
| 8 | Legame dativo*, Ibridizzazione ed esempi*, Valenza e numero di ossidazione*. | T.1: C.2, T.2: C.3, T.3 Parte 2, T.4: C.3, 4 e 5 |
| 9 | Legami intermolecolari: legame ad idrogeno* e forze di Van der Waals, Nomenclatura e reazioni chimiche*. | T.1: C.2 e C.3, T.2: C.3, T.4: C.6 |
| 10 | Lo stato gassoso, gas ideale*, distribuzione di Boltzmann, legge di Dalton*, legge dei gas* Lo stato liquido*, viscosità, tensione superficiale, tensione di vapore*, Soluzioni e determinazione della concentrazione*. | T.1: C.5 e 6, T.2: C.3, T.3: Parte 3, T.4: C.7 |
| 11 | Passaggi di stato, diagrammi di stato*, Legge di Raoult, Proprietà colligative*, Grado di dissociazione*, coefficiente di Van’t Hoff. | T.1: C.7 e C.8, T.2: C.3 e 5, T.3: Parte 3, T.4: C.10 |
| 12 | Esercitazioni | T.5 |
| 13 | Equilibrio chimico*, legge dell’azione di massa*, costante di equilibrio*, dipendenza K da T, fattori che influenzano l'equilibrio chimico. Equilibri eterogenei (Legge di Clapeyron), Reazioni esotermiche ed endotermiche e variazione di entalpia (H), Spontaneità di un equilibrio chimico e variazione di energia libera (G). | T.1: C.10 e 11, T.2: C.4 e5, T.3: Parte 4, T.4: C.11 |
| 14 | Equilibri ionici in soluzione*, definizione di acido e base secondo Arrhenius*, Bronsted Lowry* e Lewis*, pH di acidi e basi*. | T.1: C.14, T.2:C.6, T.3: Parte 4, T.4: C.12 |
| 15 | Esercitazioni | T.5 |
| 16 | Idrolisi salina*, costante e K di idrolisi*, Soluzioni Tampone*, titolazione acido base* | T.1: C.15 e 16, T.2: C.6, T.4: C. 12 |
| 17 | Solubilità e prodotto di solubilità | T.1: C.15 e 16, T.2: C.6, T.4: C13 |
| 18 | Chimica Inorganica- Chimica degli elementi principali dal I° al VII° gruppo*, proprietà generali dei gruppi e dei periodi*, proprietà chimico-fisiche degli elementi principali e dei loro composti più importanti. | T.2: C.8 |
| 19 | Esercitazioni | T.5 |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Prova scritta ed orale separate.
Gli studenti dovranno sostenere una prova scritta e avranno a disposizione 2
ore di tempo per svolgere 7 esercizi. Il superamento della prova scritta (voto
superiore o uguale a 18/30) è vincolante per l'accesso all'esame orale. Il
risultato della prova scritta farà media con il voto orale ai fini della
determinazione del voto finale.
Le date degli appelli possono essere consultate al seguente link: http://www.dsf.unict.it/corsi/l-29_sfa/calendario-esami
Per la prova scritta ed orale gli studenti dovranno presentarsi muniti di un
valido documento di identità.
Durante le prove NON è assolutamente ammesso l’uso del cellulare, nemmeno
in modalità di calcolo.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Prova Scritta:
Calcolo del pH di una soluzione di acidi e basi.
Bilanciamento di una reazione redox.
Calcolo delle Proprietà colligative.
Calcolo della concentrazione del soluto in una soluzione.
Tipologia di Legame chimico nei composti.
Configurazione elettronica di atomi ed ioni.
Formula bruta e struttura di Lewis dei composti chimici.
Prova Orale:
Teoria di acidi e basi.
Equilibri in soluzione (acido, base, idrolisi).
Definizione di soluzioni tampone, capacità tamponante.
Reazioni di ossido riduzione.
Equilibrio chimico e costante di equilibrio.
Fattori che influenzano l'equilibrio chimico.
Carattere metallico e non metallico degli elementi.
Orbitali atomici.
Numeri quantici.
English version