Catalogo dei Corsi di studio

Obiettivo generale.
Il corso ha lo scopo di dotare lo studente di una solida base nei concetti fondamentali della chimica, con particolare riferimento alla chimica degli elementi, che saranno patrimonio culturale del laureato in CTF. In esso vengono trattati gli argomenti indispensabili per una corretta comprensione della materia e delle sue trasformazioni. Su questa base si potranno fondare le competenze che lo studente avrà modo di acquisire negli insegnamenti degli anni successivi. 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 capacità di comprensione.
Lo studente avrà modo di conoscere strutture e modelli della chimica generale, acquisire padronanza dei concetti alla base delle proprietà e reattività della materia, degli elementi e dei composti chimici e comprendere le problematiche inerenti alla stechiometria. Conosce 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 elementi di cinetica e termodinamica chimica e descrizione degli stati di aggregazione della materia. E’ in grado di descrivere gli equilibri (eterogenei e omogenei) ed i fondamenti dell'elettrochimica. Avrà inoltre acquisito una conoscenza di base delle proprietà degli elementi e dei loro composti.

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.

Autonomia di giudizio.
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.

Abilità comunicative.
Oltre a fornire le conoscenze di base, il corso vuole fare acquisire allo studente padronanza di linguaggio ed uso appropriato della terminologia chimica e 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 alla prova orale di esame.

Capacità di apprendimento.
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.

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. Effetto fotoelettrico. Ipotesi di Planck. 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 e degli orbitali molecolari. 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. Cenni di termodinamica. Concetto di equilibrio. Principi della termodinamica. Alcune funzioni termodinamiche. Termochimica. Reazioni ed equilibri chimici. Criteri termodinamici per la spontaneità e l’equilibrio nelle trasformazioni chimiche. Costante di equilibrio e leggi di Van’t Hoff. Fattori che influenzano la posizione dell’equilibrio. Applicazioni numeriche. 30 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. Elettrochimica. Reazioni di ossidoriduzione. Pile e semielementi. Potenziali normali, forza elettromotrice, equazione di Nernst. Elettrolisi e leggi di Faraday. 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 materiale didattico integrativo a quello esposto durante le lezioni così da consentire agli studenti di avere una precisa idea sulla materia svolta e sul grado di approfondimento.

Testi adottati

M. Schiavello, L. Palmisano “Fondamenti di Chimica” EdiSES
F. Cacace, U. Croatto “Istituzioni di Chimica” La Sapienza Editrice
M. Speranza “Chimica Generale e Inorganica” EdiErmes
J. C. Kotz, P. M. Treichel, J. R. Townsend “Chimica” EdiSES
Whitten, Davis, Peck, Stanley “Chimica, Piccin
Zanello, Gobetto, Zanoni “Conoscere la Chimica” Casa Editrice Ambrosiana
F. Cacace, M. Schiavello “Stechiometria” Bulzoni Editore
P. Michelin Lausarot, G.A. Vaglio “Fondamenti di stechiometria, Piccin

Prerequisiti

Sebbene non sia obbligatorio, è importante possedere le seguenti conoscenze preliminari: 1) Concetti fondamentali di algebra elementare, uso di potenze e logaritmi, metodi per la risoluzione di equazioni di primo e secondo grado e di sistemi di equazioni lineari. 2) Elementi di analisi matematica (limiti, derivate, integrali, funzioni) 3) Elementi di fisica (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo).

Modalità di svolgimento

Il corso consiste nelle lezioni teoriche in aula che includono i relativi approfondimenti, come pure la risoluzione di problemi numerici. Lo studente potrà trovare sulla piattaforma classroom, previa iscrizione al corso mediante il codice fornito, le diapositive e il materiale didattico (programma d’esame, testi consigliati) utili per la preparazione dell’esame. Le diapositive disponibili su Classroom sono solo una guida agli argomenti di esame, ma non sostituiscono lo studio dei testi consigliati e le lezioni frontali tenute dal docente.

Modalità di frequenza

La frequenza alle lezioni teoriche ed alle esercitazioni del corso si svolge in presenza in aula e simultaneamente anche da remoto.

Modalità di valutazione

Lo scopo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di comprensione e approfondimento sulla materia esposta durante il corso. Essa intende anche valutare le capacità di ragionamento dello studente e la capacità di sintesi degli argomenti svolti nella visione di un quadro organico della materia.
L’esame si compone di una prova scritta di risoluzione di esercizi numerici superata la quale, alcuni giorni dopo, si ha la prova orale.
Le prove di esame si svolgono nei periodi d’esame previsti dal regolamento didattico di ateneo.

Data inizio prenotazione	Data fine prenotazione	Data appello
25/01/2022	05/02/2022	11/02/2022
20/03/2022	05/04/2022	15/04/2022
20/05/2022	14/06/2022	15/06/2022
25/06/2022	05/07/2022	11/07/2022
25/08/2022	06/09/2022	16/09/2022
15/10/2022	30/10/2022	11/11/2022
01/12/2022	06/01/2023	10/01/2023