Fondamenti chimici per le tecnologie
Codice identificativo insegnamento: 072365
Programma sintetico:
A. Fondamenti di Chimica – Materia e
energia – Stati della materia – Proprietà chimiche e fisiche – Miscele,
sostanze, composti e elementi – Fasi - Misure in Chimica – Unità di
misura – Uso dei numeri – Analisi dimensionale.
B. Formule chimiche e Composizione Stechiometrica
– Atomi e molecole – Numero atomico – Numero di massa e isotopi – Scala
delle masse atomiche e dei pesi atomici – Formule chimiche – Ioni e
composti ionici – Nomenclatura chimica – Pesi atomici – La mole – Pesi
formula, pesi molecolari, moli – Composizione percentuale e formule –
Determinazione delle formule molecolari – Purezza.
C. Equazioni chimiche – Equazioni chimiche
– Soluzioni acquose e Reazioni in soluzione acquosa – Reazioni
acido/base – Numeri di ossidazione – Reazioni redox (introduzione) –
Reazioni di spostamento – Nomenclatura.
D. Stechiometria di reazione
– Calcoli basati sulle equazioni chimiche – Il concetto di reagente
limitante – Rese percentuali e selettività – Reazioni parallele ed in
sequenza – Costante di equilibrio – Concentrazione delle soluzioni –
Diluizione di soluzioni.
E. Struttura Atomica
– Particelle elementari e loro proprietà – Radiazione elettromagnetica e
spettri atomici – Natura ondulatoria dell’elettrone – Numeri quantici e
orbitali atomici - Spin elettronico e Principio di Pauli - Descrizione
quanto-meccanica dell’atomo configurazioni elettroniche di atomi.
F. Tabella Periodica degli Elementi
- Andamenti periodici delle proprietà atomiche – Informazioni deducibili
dalla Tabella Periodica – Raggi atomici – Potenziale di ionizzazione –
Affinità elettronica – Raggi ionici – Elettronegatività.
G. Legame chimico
– Notazione di Lewis di atomi e molecole – Formazione di composti ionici
– formazione di legami covalenti – Regola dell’ottetto e dei 18
elettroni e loro eccezioni – Risonanza – Legami Covalenti Polari/Non
polari e Momento dipolare – Geometria e polarità di molecole –
Continuità nei tipi di legame
H. Strutture molecolari
– Metodo VSEPR – Ibridizzazione di orbitali – Teoria del Legame di
Valenza (VB) e degli Orbitali Molecolari (OM) – Metalli e semiconduttori
– Interazioni tra molecole – I composti organici più semplici.
I. Termodinamica: energia e reazioni chimiche
– Forme di energia, calore specifico e capacità termica, funzioni di
stato, energia nei cambiamenti di stato, entalpia di reazione –
Termochimica – Legge di Hess – Entalpie di formazione, Energie di
legame. Entropia e Energia libera: spontaneità ed equilibrio chimico.
J. Cinetica chimica
- Velocità di reazione – Legge cinetica e ordine di reazione – Energia
di attivazione e dipendenza dalla temperatura della velocità di reazione
– Catalisi omogenea ed eterogenea. - Meccanismi di reazione.
K. Reazioni in soluzione acquosa I
- Reazioni Acido-Base – Definizioni di acido e base - Forza di acidi e
basi protici (Ka) – Relazione forza acida/struttura – Identificazione di
centri acidi e basici – Reazioni di acidi e basi – Sali acidi e sali
basici – Anfoterismo – Idrolisi e Soluzioni tampone - Equilibri
acido-base e equilibri di solubilità.
L. Reazioni in soluzione acquosa II:
reazioni di ossido-riduzione – Semireazioni redox e coppie redox –
Stechiometria delle reazioni redox.
M. Elettrochimica
- Pile ed elettrolisi, elettrodi e potenziale elettrodico normale –
Previsione di reazioni redox - Elettrolisi e conversione di energia
elettrica in energia chimica. Sovratensione - Corrosione dei metalli.
N. Elementi di Chimica Organica
– Strutture dei composti organici – Attività ottica - Principali gruppi
funzionali e loro reattività.
O. Esempi di chimica applicata ed approfondimenti.
Appunti:
- Appunti completi del corso - Anno 2020/21
- Numeri quantici
- Nomenclatura
- Tabella nomenclatura
- Unità fondamentali e SI
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