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Oggetto:
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Chimica

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Chemistry

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Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
MFN0537
Docente
Prof. Mario Chiesa (Titolare del corso)
Corso di studio
008703 Laurea in Fisica
Anno
2° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
A=Di base
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
CHIM/03 - chimica generale e inorganica
Erogazione
Mista
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto
Prerequisiti
Nessuna propedeuticita'  richiesta.
No attendance of previous courses required
Propedeutico a
corsi del secondo e terzo anno del corso di laurea
Preparatory to all courses of the second and third year of the Bachelor degree.

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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Fornire le conoscenze e formare le competenze per comprendere le proprietà e la reattività delle sostanze.

To spread the knowledge and develop the expertises to understand the properties and the reactivity of substances.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione: padronanza del linguaggio chimico e delle conoscenze chimiche di base. Uso corretto della termodinamica chimica e previsione della reattività delle sostanze. Proprietà chimiche dei principali elementi.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Al termine del corso gli studenti dovranno essere in grado di scrivere le formule molecolari e di struttura dei principali composti inorganici, risolvere semplici esercizi di stechiometria. Dovrà sapere correlare le proprietà di legame dei composti inorganici con la reattività acido-base e ossido-riduttiva, gli stati della materia e le principali trasformazioni chimiche e fisiche che la coinvolgono con particolare attenzione ai fenomeni legati all'equilibrio chimico.

Mastery of chemical language and of basic chemical knowledge. Correct use of Chemical Thermodynamics and prediction about the reactivity of substances. Chemical properties of main elements.

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Programma

 

1. Fondamenti di Chimica. Sostanze elementari e composte. Allotropi. Stati di aggregazione della materia. Miscugli (omogenei ed eterogenei).  Nozioni di base e definizioni sugli atomi: particelle costitutive e loro caratteristiche fisiche, numero atomico, numero di massa. Massa atomica e unità corrispondente. Isotopi. Concetto di mole e  costante di Avogadro. Massa molecolare e massa molare. Formula minima, formula molecolare, formula di struttura. Isomeria strutturale. Conservazione della massa nelle reazioni chimiche. Reagente limitante.
2. Elementi di struttura dell’atomo. Modello atomico di Bohr. Cenni di spettroscopia atomica. Legge delle frequenze di Bohr.  Atomi multielettronici. Configurazioni elettroniche degli atomi e modello a gusci, derivazione sperimentale attraverso spettroscopia fotoelettroica. Periodicità delle proprietà chimiche e tavola periodica. Blocchi di elementi nella tavole periodica. Periodicità delle proprietà atomiche (dimensioni, energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività e implicazioni per la reattività chimica.
3. Legame chimico. Scambio di elettroni e legame ionico energia reticolare, costante di Madelung, cicli di Born-Haber. Legame covalente, approccio di Lewis. Elettronegatività e polarità dei legami, momento di dipolo. Relazione tra elettronegatività e reattività chimica. Geometrie molecolari e teoria della minima repulsione (VSEPR). Proprietà chimiche fondamentali degli elementi principali. Forze intermolecolari: polarità delle molecole, interazioni dipolo-dipolo forze di dispersione, legame a ponte di idrogeno.
4. Reazioni chimiche elementari in chimica inorganica. Reazioni acido base, reazioni di ossido riduzione.
5. Bilancio termico delle reazioni. Energia interna ed entalpia. Conservazione dell’energia e legge di Hess. Cicli termodinamici. Spontaneità delle trasformazioni . Energia libera di Gibbs e potenziale chimico. Potenziale chimico di un gas ideale e di una miscela di gas. Equilibrio tra le fasi. Passaggi di stato e diagrammi di stato ad un componente (regola delle fasi, equazione di Clapeyron). Soluzioni. Concentrazione ed unità di misura relative.  Potenziale chimico di una soluzione ideale. Tensione di vapore delle soluzioni. Legge di Raoult. Proprietà colligative delle soluzioni (abbassamento
della tensione di vapore, innalzamento ebullioscopico, abbassamento crioscopico, pressione osmotica.).  
6. Equilibrio chimico. Legge di azione di massa e costante di equilibrio. Cenni di elettrochimica. Potenziali standard di riduzione. Relazione tra  potenziale elettrodico energia libera di Gibbs (G) e costante di equilibrio. Equilibri in soluzioni acquose. Proprietà degli acidi e delle basi. Teoria acido-base secondo Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis. Scala del pH. Equilibrio di autoprotolisi dell' acqua, acidi e basi forti. Acidi e basi deboli. Realzioni struttura-proprietà acido-base.
7. Cenni di cinetica chimica. La velocità di reazione. Equazioni cinetiche e costanti cinetiche. Ordine di reazione. Reazioni di ordine zero,  primo  e secondo ordine. Tempo di dimezzamento. Velocità di reazione e temperatura, legge di Arrhenius. Energia di attivazione.

Basic concepts in Chemistry. Substances and mixtures. States of matter. Atoms and atomic parameters (Z,A). Atomic mass and isotopes. The Mole concept. Chemical formulas. Isomers. Elements of atomic structure. Electrons in the atom and energy levels. The Bohr model of hydrogen atom.  Electron configuration of atoms. Electron configuration and the periodic table. Atomic properties and periodicity. The chemical bonding. Ionic and covalent bonding. The Lewis approach. Valence bond theory. Molecular orbitals.  Atomic properties and chemical bonding. Molecules and intermolecular interactions. States of the matter. The solid state and chemical bond. The liquid state and its properties. Phase transitions and phase diagrams. Chemical reactions and chemical equilibrium for gaseous reactions.  Equilibria in solution. The pH concept. Acid-base equilibria.  Chemical kinetics and reaction rates. Arrhenius law.

 

 

 

 

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Modalità di insegnamento

Lezioni frontali in aula, con impiego di videoproiezioni

upload_Coronavirus-2019-nCoV-CDC-23312_without_background.png Se l'emergenza Covid lo rendesse necessario, le lezioni verranno erogate on-line su piattaforma webex in modalità sincrona. Gli studenti dovranno collegarsi negli orari previsti per le lezioni alla pagina webex:https://unito.webex.com/meet/mario.chiesa 

Le lezioni erogate via web in modalità sincrona, saranno registrate e rese disponibili tramite il sito campusnet e la piattaforma moodle.


Materiale didattico pubblicato su Campusnet



Frontal lectures.
upload_Coronavirus-2019-nCoV-CDC-23312_without_background.pngIf necessary lectures will be delivered via the webex platform at the following address :https://unito.webex.com/meet/mario.chiesa 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame è costituito da una prova scritta, che verte su tutto il programma svolto. La prova, della durata di 2 ore,  senza l'aiuto di appunti o libri, consiste di 6 quesiti, articolati in domande a risposta aperta, risposta chiusa ed esercizi. Un esempio della prova di esame con relative soluzioni viene fornito alla fine del corso.

upload_Coronavirus-2019-nCoV-CDC-23312_without_background.png ESAMI A DISTANZA. Per tutto il periodo di chiusura delle strutture didattiche dell'Università in relazione al DM "#IoRestoaCasa" l'esame sarà svolto in forma orale mediante videoconferenza su piattaforma Webex.Le domande di esame saranno analoghe a quelle prevista per la prova scritta e riportate nel fac simile di esame pubblicato su questo sito.

Scritto

The exam is composed by a written examination, which deals with the whole presented coursework. The test, which lasts 2 hours, without the possibility of bringing any notes and textbooks, constists of 6 queries, structured in open questions, multiple choise questions and exercises. An example of the examination test together with the relative solutions is provided at the end of the course.

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Attività di supporto

Testi consigliati e bibliografia

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Masterton - Hurley, Chimica, principi e reazioni, Piccin

Whitten et al. Chimica Generale, Piccin

Atkins e Jones Chimica, Zanichelli

Oxtoby et al. Chimica Moderna, EDISES

The following textbooks are provided in the Italian edition, but they can be easily found in their original edition (English).

Masterton - Hurley, Chimica, principi e reazioni, Piccin

Whitten et al. Chimica Generale, Piccin

Atkins e Jones Chimica, Zanichelli

Oxtoby et al. Chimica Moderna, EDISES



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Note

Studenti con la prima lettera del cognoma compresa dalla A alla K

Students with the first letter of the surname from A to K

Registrazione
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    Ultimo aggiornamento: 10/06/2021 10:59