POLITECNICO
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F A C O L T A ’
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DI BARI
I N G E G N E R I A
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T A R A N T O
- PROGRAMMA DI “COMPLEMENTI DI CHIMICA” Prof. R. CELIBERTO
a.a. 2009/2010
STRUTTURA ATOMICA E LEGAME CHIMICO
Meccanica quantistica - Postulati della meccanica quantistica: funzione d'onda;
interpretazione probabilistica della funzione d'onda; operatori. Equazioni agli
autovalori ed equazione di Schrödinger. Principio di indeterminazione.
Particella libera e particella in una scatola. Atomo di idrogeno. Costruzione
dell’operatore hamiltoniano. Discussione della soluzione dell'equazione di
Schrödinger per l'idrogeno: numeri quantici; livelli energetici; funzioni d'onda
associate ai livelli energetici. Concetto di orbitale. Rappresentazione degli
orbitali s, p e d. Atomi idrogenoidi. Atomo di He ed atomi a molti elettroni.
Funzioni d’onda simmetriche ed antisimmetriche. Spin elettronico e principio di
Pauli; regola di Hund, aufbau. Tavola periodica degli elementi: proprietà
chimiche e struttura elettronica degli atomi, gruppi e periodi.
Legame chimico – Metodo variazionale. Teoria dell’orbitale molecolare (MOLCAO). Combinazioni lineari. Molecola di H2. Energia della molecola. Orbitali
molecolari legante ed antilegante. Teorema di Hellmann-Feynman. Aufbau di
H2+, H2 e H2-. Combinazioni lineari proibite per simmetria e per energia.
Diagrammi di energia per le molecole; ordine di legame. Teoria del legame di
valenza (VB) e molecola di H2. Funzione d’onda approssimata. Simboli di
Lewis. Costruzione dei simboli di Lewis per le molecole. Molecole
poliatomiche: ibridizzazione; rappresentazione degli ibridi sp, sp2, sp3. Regola
dell'ottetto; forme di risonanza ed ibrido di risonanza; cariche formali. Numero
sterico e geometria delle molecole poliatomiche. Dipoli. Elettronegatività,
legame ad idrogeno. Molecola dell’acqua e legame ad idrogeno.
Solidi - Classificazione dei solidi in base al tipo di legame: solidi ionici,
molecolari, covalenti e metallici. Legame ionico. Legame metallico. Forze di
Van der Waals, legame ad idrogeno.
FONDAMENTI DI CINETICA CHIMICA
Cinetica Chimica - Definizione di velocità di reazione. Ordine di reazione.
Esempi di trattamento di reazioni di ordine 0, 1 e 2. Tempo di dimezzamento.
Molecolarità. Equilibrio termodinamico e cinetica. Equazione di Arrehnius per
la costante di velocità. Dipendenza della velocità di reazione dalla temperatura.
Energia di attivazione. Spazio delle configurazioni per una reazione del tipo A
+ BC AB + C. Cammino di reazione. Grafico dell’energia potenziale di un
sistema in funzione della coordinata di reazione: energia dei reagenti, dello
stato di transizione e dei prodotti. Modifica dell’energia di attivazione mediante
catalizzatori o inibitori. Esercizi.
Testi consigliati:
- Legame chimico - M.Capitelli, R. Celiberto, C. Gorse, S. Longo - Adriatica
Editrice, Bari
- Quantum Mechanics for Physics and Engineering – A.T. Fromhold,
Dover, New York
- Fondamenti di Chimica:Termodinamica e Cinetica chimica - M.Capitelli,
R.Celiberto, S. Longo - Adriatica Editrice, Bari
