Scopo del corso è quello di fornire i principi di base per lo studio della struttura atomica della materia, delle condizioni di formazione dei legami, della reattività, dell’equilibrio chimico e delle proprietà dei principali elementi.

Struttura della materia. Atomi ed elementi chimici. Isotopi. Massa atomica e peso atomico. Mole e massa molare. Numero di Avogadro. 

Il nucleo. Le forze di legame. Distribuzione dei nuclidi naturali stabili. Decadimento radioattivo. Famiglie radioattive naturali. Radioisotopi artificiali e loro applicazione. 

L’elettrone. Interazione radiazione elettromagnetica-elettrone. L’atomo d’idrogeno ed i livelli energetici. Orbitali atomici. I numeri quantici. Livelli energetici negli atomi polielettronici. Regole di riempimento degli orbitali. Configurazione elettronica degli elementi. Sistema periodico e proprietà periodiche. Affinità elettronica, energia di ionizzazione, elettronegatività. 

Il legame covalente. Legame σ e π. La geometria nelle molecole poliatomiche. Orbitali ibridi. Polarità dei legami. Teoria dell’orbitale molecolare. I composti di coordinazione. 

Il legame ionico e composti ionici. Il legame metallico e proprietà dei metalli. 

Nomenclatura chimica. Ossidi, idruri ed idrossidi. Proprietà chimiche e periodicità. 

Reazioni chimiche e loro bilanciamento. Reattivo limitante. Numero di ossidazione e reazioni di ossidoriduzione. L’equivalente. Il legame chimico e proprietà fisiche della materia. Forze intermolecolari. Le interazioni di Van der Waals. Legame a idrogeno. 

Lo stato solido. Struttura dei cristalli. 

Lo stato gassoso. I gas ideali. Teoria cinetica dei gas. Gas reali. 

Lo stato liquido. Pressione di vapore, viscosità, tensione superficiale. 

Le transizioni di stato. Termodinamica. Diagramma di stato dell’acqua e dell’anidride carbonica. 

Le soluzioni. La concentrazione. Preparazione e diluizione di una soluzione. Processo di dissoluzione. Solubilità. Soluzioni ideali. Proprietà colligative. Sistemi dispersi. Elettroliti e non elettroliti. Grado di dissociazione. 

Reversibilità delle reazioni e legge dell’equilibrio chimico. Principio di Le Chatelier. Termodinamica delle reazioni. 

Cinetica chimica. Velocità di una reazione. Meccanismo. I catalizzatori. 

Equilibrio acido-base in soluzione acquosa. Teorie sugli acidi e sulle basi. Prodotto ionico dell’acqua. Forza degli acidi e delle basi. Effetto livellante del solvente. Acidi e basi polifunzionali. Relazione fra struttura e forza. Il pH ed il pOH. Calcolo del pH e del pOH per acidi e basi forti, deboli e polifunzionali. Sostanze anfiprotiche. Soluzioni tampone. Indicatori. Acidi e basi di Lewis. Gli equilibri coinvolgenti ioni complessi. 

Equilibrio in sistemi eterogenei. Equilibrio solido-soluzione. Prodotto di solubilità. Effetto ione a comune. Effetto del pH. 

Elettrochimica. Pile. Forza elettromotrice. Potenziali standard. Equazione di Nerst. La pila e l’equilibrio chimico. Celle a concentrazione. Elettrolisi. Aspetti quantitativi. Accumulatori. 

Caratteristiche chimiche dei seguenti elementi: idrogeno, sodio, calcio, magnesio, boro, carbonio, azoto, fosforo, ossigeno, zolfo, cloro.

Modalità didattiche

Lezioni frontali ed esercitazioni di stechiometria

Testi di studio

Bertini I., Luchinat C., Mani F., Chimica, Casa Editrice Ambrosiana, Milano 
Atkins P.W., Chimica Generale, Zanichelli, Bologna 
Cacace F. e Schiavello M., Stechiometria, Bulzoni, Roma

Modalità di
accertamento

L'ammissione all'esame orale è condizionata dal superamento di una prova scritta comprendente quesiti di stechiometria e di chimica generale. Da tale prova scritta saranno esonerati gli studenti che nel corso dell'anno accademico avranno superato un certo numero di prove scritte periodiche.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.