PROGRAMMA DI CHIMICA GENERALE ED INORGANICA Scienze dell’ambiente e della natura 1) MATERIA TRASFORMAZIONI SEPARAZIONI Proprietà delle sostanze - Proprietà chimiche e fisiche - Sostanze pure e miscugli Metodi fisici di separazione di miscugli (cenni) - Misure ed Unità di misura Nomenclatura chimica. 2) TEORIA ATOMICA DELLA MATERIA Lo sviluppo della teoria atomica - Scariche nei gas rarefatti - Particelle fondamentali dell’atomo - Numero atomico e di massa - Isotopi - Unità di massa atomica - Mole Numero di Avogadro. 3) STRUTTURA ELETTRONICA DEGLI ATOMI La radiazione elettromagnetica - I quanti di Planck (quantizzazione dell’energia) Effetto foto-elettrico e dualismo onda-corpuscolo - Esperienza di Rutherford: modello planetario - Spettri atomici - Modello atomico quantistico di Bohr - Numeri quantici Postulato di De Broglie - Principio di indeterminazione di Heisenberg - Equazione di Schröedinger e fondamenti di meccanica quantistica ondulatoria - Significato fisico della funzione d’onda orbitalica - Orbitali atomici - Distribuzione della probabilità radiale per orbitali s, p, d - Atomi polielettronici: principio di esclusione (Pauli) e regole di Hund - Configurazioni elettroniche degli elementi: principio dell’”aufbau” - Struttura elettronica e tavola periodica - Schermatura tra elettroni dello stesso atomo - Raggi atomici ed ionici - Potenziale di ionizzazione - Affinità elettronica - Elettronegatività Tipi di elementi. 4) TERMOCHIMICA E TERMODINAMICA CHIMICA Energia e calorimetria - Sistemi - Ambiente - Universo - Parametri di stato - Funzioni di stato - Energia interna – I Legge della termodinamica - Entalpia - Entalpia di trasformazioni chimiche e fisiche - Entalpie di formazione - Risorse entalpiche del mondo - Entalpie specifiche di combustibili ed alimenti - Entalpie di legame – L’entropia e la sua interpretazione statistica - II e III legge della termodinamica – Energia libera - Trasformazioni spontanee e non spontanee. 5) LEGAME CHIMICO Legame covalente - Teoria del doppietto di Lewis - Legame covalente omeopolare ed eteropolare - Legame covalente dativo - Teoria del legame di valenza - Risonanza Geometrie molecolari - Ibridizzazione - Teoria dell’orbitale molecolare - Le molecole omonucleari del II periodo interpretate dalla teoria dell’O.M. - Diamagnetismo e paramagnetismo (cenni) - Proprietà chimiche e fisiche della molecola O2 interpretate dalla teoria dell’O.M. Legame ionico - Ciclo di Born-Haber - Cella elementare di NaCl - Proprietà dei solidi ionici - Processo di solubilizzazione - Interazioni intermolecolari (ione-dipolo, dipolodipolo, legami ad idrogeno, dipolo istantaneo-dipolo indotto). 6) STATI FISICI DELLA MATERIA a) STATO SOLIDO Legame metallico e solidi metallici - Solidi ionici - Solidi covalenti - Solidi molecolari. b) STATO GASSOSO Legge di stato per il gas ideale - Legge di diffusione (Graham) - Legge delle pressioni parziali - Gas reali - Equazione di van Der Waals (curva di Andrews) - Temperatura e distribuzione statistica dell’energia cinetica - Curva di Maxwell-Boltzman c) STATO LIQUIDO Viscosità - Tensione superficiale - Tensione di vapore - Diagrammi di stato per sistemi con un singolo componente (H2O e CO2 - Regola delle fasi). 7) PROPRIETA’ DELLE SOLUZIONI Solubilità di un gas in un liquido (Henry) - Solubilità di solidi in liquidi – Proprietà colligative – Osmosi e fenomeni osmotici. 8) EQUILIBRIO CHIMICO Descrizione dell’equilibrio chimico - Legge di azione di massa - Costanti di equilibrio Principio di Le Chatelier (equilibrio mobile) - Velocità di reazione – Variazioni di Energia libera lungo “coordinate di reazione” - Catalisi e catalizzatori. 9) ACIDI E BASI Definizioni: da Arrhenius a Brønsted-Lowry - Equilibri di Brønsted-Lowry – Dissociazione ionica dell’ H2O - Forza di acidi e basi in H2O ed altri solventi – pH e pOH - Processi di neutralizzazione - Sali – Sali acidi – Sali basici – Idrolisi – Tamponi – Acidi poliprotici - Tamponi fosfatici ed altri tamponi biologici. Acidi e Basi di Lewis. 10) REAZIONI REDOX Ossidanti - Riducenti – Numero di ossidazione - Bilanciamento delle reazioni redox con il metodo ionico-elettronico. 11) ELETTROCHIMICA Elettrolisi – Pile – Equazione di Nernst – Potenzioli redox – Serie elettrochimica 12) FONDAMENTI DI CHIMICA INORGANICA Tavola e proprietà periodiche – Proprietà dei gruppi - Proprietà chimiche e nomenclatura dei più comuni composti inorganici. TESTI CONSIGLATI: 1) CHIMICA GENERALE, Bertini, Luchinat, Mani . ED. Ambrosiana 2) CHIMICA GENERALE, Atkins, ED. ZANICHELLI 3) APPUNTI PROGRAMMMMA SINTETICO 1) MATERIA TRASFORMAZIONI SEPARAZIONI 2) TEORIA ATOMICA DELLA MATERIA E STRUTTURA ELETTRONICA DEGLI ATOMI 3) TERMOCHIMICA E TERMODINAMICA CHIMICA 4) LEGAME CHIMICO 5) STATI FISICI DELLA MATERIA 6) PROPRIETA’ DELLE SOLUZIONI 7) EQUILIBRIO CHIMICO 8) ACIDI E BASI 9) REAZIONI REDOX ED ELETTROCHIMICA 10) FONDAMENTI DI CHIMICA INORGANICA