Programma di Chimica generale con elementi di organica Obiettivi formativi Fornire informazioni chimiche fondamentali per lo studio dello stato solido, liquido e gassoso della materia, indispensabili per una sufficiente conoscenza geologica. Chiarire e dare sufficienti conoscenze sul comportamento degli elementi chimici principali e dei loro composti, anche attraverso lo studio dell’atomo e del legame chimico. Completare la formazione di un bagaglio di conoscenze chimiche necessarie per le necessità di un geologo sia in relazione all’attività professionale, che a quella di controllo e di ricerca, con la nomenclatura e la reattività dei principali composti organici. Programma Oggetto della chimica; proprietà chimiche e fisiche; grandezze fondamentali e unità di misura; multipli e sottomultipli; fattori di conversione; elementi, composti e miscele. Struttura dell’atomo; simboli degli elementi; numero atomico e di massa; isotopi; tavola periodica; metalli, nonmetalli e semimetalli; numero atomico, numero di elettroni e stabilità dell’atomo: regola dell’ottetto; formazione degli ioni. Formula dei composti ionici. Peso atomico, peso molecolare; mole; conversione grammi-mole; percentuale in peso; determinazione della formula minima . Reazioni chimiche; formalismo e bilanciamento; lettura; rapporti stechiometrici; reagente limitante. Reazioni in forma ionica. Reazioni di ossido-riduzione; regole per la determinazione del numero di ossidazione; bilanciamento: metodo diretto e metodo indiretto. Cenni alla termicità di una reazione. Nomenclatura dei composti inorganici. Soluzioni liquide; composizione delle soluzioni: concentrazione; modi di esprimere la concentrazione: molarità, molalità, percento in peso e in volume, frazione molare. Diluizioni. Tavola periodica in relazione alle dimensione degli atomi e degli ioni. Energia di ionizzazione. Affinità elettronica. Tavola periodica in relazione alle proprietà chimiche periodiche degli elementi: caratteristiche dei singoli gruppi e variazioni delle loro proprietà lungo i periodi. Legame covalente; elettronegatività; polarità del legame; legami doppi e tripli; lunghezza e forza di legame; formalismo di Lewis. Geometria molecolare; polarità delle molecole. Stato gassoso; definizione e misura del volume, pressione e temperatura; equazione di stato dei gas ideali. Stati di aggregazione. Passaggi di stato: punti di fusione e di ebollizione. Forze intermolecolari e legame a idrogeno. Proprietà colligative. Stato liquido; tensione di vapore; equilibrio fisico; diagramma di stato dell’acqua e proprietà anomale. Solubilizzazione delle sostanze. Solubilità e regole di solubilità. Cinetica chimica: definizione di velocità di reazione; fattori che influenzano la velocità di reazione: concentrazione dei reagenti e legge cinetica (costante cinetica); temperatura (distribuzione di Maxwell-Boltzman); orientamento (fattore di frequenza); catalizzatori. Reazioni del primo ordine: tempo di dimezzamento. Reazioni complete e di equilibrio. Velocità di reazione ed equilibrio chimico. Costante di equilibrio. Fattori che possono influenzare l’equilibrio: principio di Le Chatelier. Reazioni che coinvolgono liquidi e solidi puri. Costante in funzione delle concentrazioni e delle pressioni parziali. Acidi e basi secondo Bronsted. Sostanze anfotere: ruolo dell’acqua. Autodissociazione dell’acqua. Kw. pH. POH. Ka . Forza degli acidi e delle basi. Semplici calcoli stechiometrici sugli equilibri in fase liquida e in fase gassosa. Miscele di acidi e basi. Idrolisi dei sali. Titolazioni acido-base. Equilibri eterogenei. Equilibri di solubilità. Prodotto di solubilità. Calcolo della solubilità. Elettrochimica: elettrodo; potenziale elettrodico; cella galvanica; f.e.m.; elettrodo a idrogeno; potenziali standard; f.e.m. in condizioni standard e non ( relazione di Nernst). Cella di elettrolisi : elettrolisi del cloruro di sodio , dell’acqua, dell’allumina, della fluorite. Leggi di Faraday. Termodinamica chimica: criteri per stabilire la spontaneità di una reazione chimica. Classi di composti organici e loro nomenclatura. Origine degli idrocarburi: petrolio.