Catalogo dei Corsi di studio

A - Conoscenza e capacità di comprensione
OF 1) Conoscere la struttura della tavola periodica
OF 2) Conoscere il significato delle varie proprietà atomiche (raggio, elettronegatività, affinità elettronica, calore di atomizzazione)
OF 3) Conoscere la struttura del nucleo atomico
OF 4) Conoscere i principi degli equilibri in soluzione
OF 5) Comprendere il significato di una costante condizionale di formazione
OF 6) Conoscere la reattività in acqua di specie inorganiche
OF7) Conoscere i concetti di radiofarmaco diagnostico e terapeutico
B – Capacità applicative
OF 8) Saper illustrare l’andamento periodico delle principali proprietà
OF 9) Saper dedurre la stabilità di un nucleo atomico dal numero di protoni e neutroni
OF 10) Saper calcolare il pH di acidi e basi forti e deboli per via algebrica
OF 11) Saper calcolare il pH di acidi e basi forti e deboli e loro miscele per via grafica
OF 12) Saper prevedere l’ordine di precipitazione tra più sali sia per via algebrica che via grafica
OF 13) Saper calcolare la concentrazione di prodotti e reagenti di reazioni all’equilibrio

C - Autonomia di giudizio
OF 14) Essere in grado di valutare le principali proprietà di un elemento in base alla posizione sulla tavola periodica
OF 15) Essere in grado di progettare la sintesi di un nucleo atomico di massa assegnata
OF 16) Essere in grado di prevedere lo spostamento di una reazione ionica all’equilibrio

D – Abilità nella comunicazione
OF 17) Saper illustrare un diagramma di distribuzione.
OF 18) Saper illustrare le proprietà degli elementi presenti nei vari gruppi
OF 19) Saper descrivere la produzione e la ricostruzione di un radiofarmaco
E - Capacità di apprendere
OF 20) Avere la capacità di consultare la letteratura sugli argomenti trattati nel corso
OF 21) Avere la capacità di comprendere una procedura analitica di laboratorio basata su equilibri ionici in soluzione

Programma

Complementi di Chimica Generale. La Tavola Periodica. Parte angolare e parte radiale della funzione d’onda elettronica. Livelli energetici degli orbitali atomici in funzione del numero atomico. Configurazioni elettroniche di valenza caratteristiche. Elettroni e orbitali di valenza di un atomo. Configurazioni elettroniche di valenza di ioni. Effetto schermante e carica nucleare effettiva. Regole di Slater. Andamento di *Z nella tavola periodica. Tipi di raggi atomici. Periodicità dei raggi covalenti. Contrazione Scandidea e Lantanidea. Comportamento periodico dei raggi ionici. Effetti della relatività sugli orbitali. Elettronegatività di Pauling. Andamento periodico dell’elettronegatività di Pauling. Elettronegatività di Allred-Rochow. Numero di ossidazione. Andamento periodico dei numeri di ossidazione più comuni. Andamento periodico delle energie di ionizzazione e dell’affinità elettronica. Energie di legame singolo e periodicità. Andamento periodico dei Calori di Atomizzazione degli elementi. Proprietà fisiche degli elementi, principali forme allotropiche dei non metalli. Il legame metallico. Proprietà fisiche dei metalli. Potenziali di Riduzione Standard. Andamenti periodici della stabilità degli alti stati di ossidazione e degli acidi. Stabilità dei bassi stati di ossidazione. La serie di attività dei metalli.

Elementi di Sistematica Inorganica. Idrogeno. Elementi del I Gruppo. Proprietà e reattività. Elementi del II Gruppo. Proprietà e reattività. Elementi del III Gruppo. Proprietà e reattività. Elementi del IV Gruppo. Proprietà e reattività. Elementi del V Gruppo. Proprietà e reattività. Elementi del VI Gruppo. Proprietà e reattività. Elementi del VII Gruppo. Proprietà e reattività. Gas Nobili.

Chimica Analitica. Finalità della Chimica Analitica. Fasi di preparazione del campione. Classificazione dei metodi di analisi. Valutazione dei dati analitici. Precisione e Accuratezza. Tipi di Errori. Il trattamento statistico dell’errore casuale. Effetti e correzione degli errori sistematici. Errori grossolani. L’equilibrio chimico. Effetto degli elettroliti sugli equilibri chimici. Forza ionica e coefficienti di attività. Equazione di Debey-Huckel. Equilibri acido-base. Definizione di acido e di base secondo Arrhenius, Brønsted e Lowry, Lewis. Il principio HSAB, acidi e basi Hard e soft. Calcolo del pH per acidi e basi forti e deboli, acidi poliprotici. Rappresentazione grafica degli equilibri acido base: diagrammi logaritmici. Metodo grafico nel calcolo del pH. Equilibri di idrolisi. Metodo grafico per il calcolo de pH. Diagrammi di distribuzione. Idratazione ed Idrolisi del catione. Idrossidi, Ossidi, Ossiacidi,Ossoanioni. Idrolisi dell’anione.Soluzioni Tampone. Capacità tampone. Composti di Coordinazione. Aspetti teorici. Reazioni di formazione dei complessi. Ruolo dei composti di coordinazione in Biochimica. Applicazione dei Composti di Coordinazione in Chimica Analitica. Stabilità e Labilità. Equilibri di Complessamento. Costanti di formazione. Metodo grafico per il calcolo delle concentrazioni delle specie presenti all’equilibrio. Curve di distribuzione. Gradi di formazione. Costanti condizionali di Formazione. Effetto mascherante dei Complessi Uso dell’EDTA in chimica analitica. Equilibri di solubilità. Prodotto di solubilità. Effetto della forza ionica. Effetto dello ione a comune. Effetto delle reazioni collaterali che modificano la solubilità di composti ionici poco solubili. Prodotto di solubilità condizionale. Solubilità degli idrossidi metallici. Precipitazione. Diagrammi logaritmici. Aspetti teorici della formazione di precipitati. Equilibri di ossido-riduzione. Celle elettrochimiche. Potenziali redox. Equazione di Nernst. Elettrodi di riferimento. Calcolo delle costanti di equilibrio di reazioni redox. Potenziali standard. Potenziali formali. Effetto della presenza di leganti.

Elementi di Chimica Nucleare. Proprietà del nucleo, massa, raggio, forze nucleari. Barriera Colombiana nucleare. Energia nucleare. Unità di misura. Energia nucleare per nucleone in funzione di A. Fattori che determinano la stabilità/instabilità di un nucleo. Stabilità dei nuclei in funzione di A e di Z. Equazione di massa Semiempirica. Modello nucleare a goccia di liquido e a gusci. Reazioni nucleari spontanee. Tipi di decadimento radioattivo: Emissione positronica (dec beta+), Emissione Negatronica (dec beta-), Cattura Elettronica. Decadimento alfa. Emissione gamma. Conversione Interna. Fluorescenza a raggi X. Effetto Auger. Interazione delle radiazioni con la materia. Sistemi di rivelazione delle radiazioni. Contatori a Ionizzazione, Proporzionali, Geyger Muller, a scintillazione. Aspetti cinetici del decadimento. Costante di decadimento, tempo di semivita. Attività specifica. Miscele di nuclidi. Cinetica del decadimento misto, decadimento a catena. Equilibrio radioattivi, equilibrio transiente. Reazioni nucleari Indotte. Notazione ed energia. Reazioni indotte da protoni, particelle alfa, neutroni. Sintesi di nuclidi. Fissione nucleare. Fusione nucleare. Radioelementi Naturali ed Artificiali. Datazione con il Carbonio 14.

Testi adottati

a) G. Wulfsberg: “La Moderna Chimica Inorganica: Previsioni di Reattività” - Ed. La Sorbona – Milano.
b) Daniel C Harris: "Chimica analitica quantitativa”, Terza edizione italiana condotta sulla nona edizione americana - Ed. Zanichelli
c) Skoog, West, Holler: “Fondamenti di Chimica Analitica” - EdiSES S.r.l.
d) D.S. Hage, J.D. Carr: "Chimica Analitica e Analisi Quantitativa" Piccin Nuova Libraria.
e) A. Liberti, A. Napoli: "Lezioni di Chimica Analitica" - Editrice Universitaria di Roma - La Goliardica.

Prerequisiti

a) Buona padronanza della lingua italiana b) Padronanza dell’algebra elementare (calcolo simbolico, proprietà dei logaritmi, operazioni con numeri in notazione scientifica, frazioni e percentuali) c) Capacità di utilizzare una calcolatrice scientifica per operazioni di media complessità (estrazione di radice di ordine superiore a due) d) Concetti di base relativi ad un corso di Chimica Generale ed Inorganica a livello universitario (struttura atomica, configurazione elettronica, simboli degli elementi, costante di equilibrio, stechiometria e nomenclatura dei principali anioni e cationi, legami chimici, stato fisico, variabili termodinamiche)

Modalità di valutazione

Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente della struttura della tavola periodica e della variazione periodica delle proprietà atomiche, di essere in grado di calcolare le concentrazioni delle specie negli equilibri acido-base, di complessazione, di precipitazione e redox, di conoscere la struttura del nucleo atomico.
Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acqui- sito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, essendo in grado di raccordarli in modo logico e coerente.

Programma

PROGRAMMA DELL’INSEGNAMENTO

Complementi di Chimica Generale. La Tavola Periodica. Parte angolare e parte radiale della funzione d’onda elettronica. Livelli energetici degli orbitali atomici in funzione del numero atomico. Configurazioni elettroniche di valenza caratteristiche. Elettroni e orbitali di valenza di un atomo. Configurazioni elettroniche di valenza di ioni. Effetto schermante e carica nucleare effettiva. Regole di Slater. Andamento di *Z nella tavola periodica. Tipi di raggi atomici. Periodicità dei raggi covalenti. Contrazione Scandidea e Lantanidea. Comportamento periodico dei raggi ionici. Effetti della relatività sugli orbitali. Elettronegatività di Pauling. Andamento periodico dell’elettronegatività di Pauling. Elettronegatività di Allred-Rochow. Numero di ossidazione. Andamento periodico dei numeri di ossidazione più comuni. Andamento periodico delle energie di ionizzazione e dell’affinità elettronica. Energie di legame singolo e periodicità. Andamento periodico dei Calori di Atomizzazione degli elementi. Proprietà fisiche degli elementi, principali forme allotropiche dei non metalli. Il legame metallico. Proprietà fisiche dei metalli. Potenziali di Riduzione Standard. Andamenti periodici della stabilità degli alti stati di ossidazione e degli acidi. Stabilità dei bassi stati di ossidazione. La serie di attività dei metalli.

Elementi di Sistematica Inorganica. Idrogeno. Elementi del I Gruppo. Proprietà e reattività. Elementi del II Gruppo. Proprietà e reattività. Elementi del III Gruppo. Proprietà e reattività. Elementi del IV Gruppo. Proprietà e reattività. Elementi del V Gruppo. Proprietà e reattività. Elementi del VI Gruppo. Proprietà e reattività. Elementi del VII Gruppo. Proprietà e reattività. Gas Nobili.

Chimica Analitica. Finalità della Chimica Analitica. Fasi di preparazione del campione. Classificazione dei metodi di analisi. Valutazione dei dati analitici. Precisione e Accuratezza. Tipi di Errori. Il trattamento statistico dell’errore casuale. Effetti e correzione degli errori sistematici. Errori grossolani. L’equilibrio chimico. Effetto degli elettroliti sugli equilibri chimici. Forza ionica e coefficienti di attività. Equazione di Debey-Huckel. Equilibri acido-base. Definizione di acido e di base secondo Arrhenius, Brønsted e Lowry, Lewis. Il principio HSAB, acidi e basi Hard e soft. Calcolo del pH per acidi e basi forti e deboli, acidi poliprotici. Rappresentazione grafica degli equilibri acido base: diagrammi logaritmici. Metodo grafico nel calcolo del pH. Equilibri di idrolisi. Metodo grafico per il calcolo de pH. Diagrammi di distribuzione. Idratazione ed Idrolisi del catione. Idrossidi, Ossidi, Ossiacidi,Ossoanioni. Idrolisi dell’anione.Soluzioni Tampone. Capacità tampone. Composti di Coordinazione. Aspetti teorici. Reazioni di formazione dei complessi. Ruolo dei composti di coordinazione in Biochimica. Applicazione dei Composti di Coordinazione in Chimica Analitica. Stabilità e Labilità. Equilibri di Complessamento. Costanti di formazione. Metodo grafico per il calcolo delle concentrazioni delle specie presenti all’equilibrio. Curve di distribuzione. Gradi di formazione. Costanti condizionali di Formazione. Effetto mascherante dei Complessi Uso dell’EDTA in chimica analitica. Equilibri di solubilità. Prodotto di solubilità. Effetto della forza ionica. Effetto dello ione a comune. Effetto delle reazioni collaterali che modificano la solubilità di composti ionici poco solubili. Prodotto di solubilità condizionale. Solubilità degli idrossidi metallici. Precipitazione. Diagrammi logaritmici. Aspetti teorici della formazione di precipitati. Equilibri di ossido-riduzione. Celle elettrochimiche. Potenziali redox. Equazione di Nernst. Elettrodi di riferimento. Calcolo delle costanti di equilibrio di reazioni redox. Potenziali standard. Potenziali formali. Effetto della presenza di leganti.

Elementi di Chimica Nucleare. Proprietà del nucleo, massa, raggio, forze nucleari. Barriera Colombiana nucleare. Energia nucleare. Unità di misura. Energia nucleare per nucleone in funzione di A. Fattori che determinano la stabilità/instabilità di un nucleo. Stabilità dei nuclei in funzione di A e di Z. Equazione di massa Semiempirica. Modello nucleare a goccia di liquido e a gusci. Reazioni nucleari spontanee. Tipi di decadimento radioattivo: Emissione positronica (dec beta+), Emissione Negatronica (dec beta-), Cattura Elettronica. Decadimento alfa. Emissione gamma. Conversione Interna. Fluorescenza a raggi X. Effetto Auger. Interazione delle radiazioni con la materia. Sistemi di rivelazione delle radiazioni. Contatori a Ionizzazione, Proporzionali, Geyger Muller, a scintillazione. Aspetti cinetici del decadimento. Costante di decadimento, tempo di semivita. Attività specifica. Miscele di nuclidi. Cinetica del decadimento misto, decadimento a catena. Equilibrio radioattivi, equilibrio transiente. Reazioni nucleari Indotte. Notazione ed energia. Reazioni indotte da protoni, particelle alfa, neutroni. Sintesi di nuclidi. Fissione nucleare. Fusione nucleare. Radioelementi Naturali ed Artificiali. Datazione con il Carbonio 14.

Testi adottati

a) G. Wulfsberg: “La Moderna Chimica Inorganica: Previsioni di Reattività” - Ed. La Sorbona – Milano.
b) Daniel C Harris: "Chimica analitica quantitativa”, Terza edizione italiana condotta sulla nona edizione americana - Ed. Zanichelli
c) Skoog, West, Holler: “Fondamenti di Chimica Analitica” - EdiSES S.r.l.
d) D.S. Hage, J.D. Carr: "Chimica Analitica e Analisi Quantitativa" Piccin Nuova Libraria.
e) A. Liberti, A. Napoli: "Lezioni di Chimica Analitica" - Editrice Universitaria di Roma - La Goliardica.
f) G. Saini, E. Mentasti: "Fondamenti di Chimica Analitica. Equilibri ionici e volumetria" - UTET Libreria