27558 - CHIMICA INORGANICA CON LABORATORIO

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente conosce i principi di chimica inorganica attraverso la descrizione degli aspetti più significativi della struttura, proprietà e reattività dei composti inorganici. Particolare attenzione è rivolta alla chimica degli elementi di transizione, organizzata per stati di ossidazione in modo da evidenziare le proprietà comuni di ciascuna classe. L'obiettivo del corso, attraverso esercitazioni numeriche ed esperienze e di laboratorio, è quello di fornire nozioni fondamentali e strumenti teorici di base per poter comprendere le relazioni fra struttura e proprietà dei composti inorganici, apprendendo le metodologie operative e regole di sicurezza nella preparazione di composti inorganici e di coordinazione, nonchè alcune fondamentali proprietà spettroscopiche ed applicazioni.

Contenuti

Prerequisiti: Capacità di scrivere reazioni chimiche e di utilizzare concetti relativi all’equilibrio chimico, sia in fase omogenea che eterogenea. Saper scrivere ed interpretare una formula chimica in termini di geometria molecolare e proprietà di legame. Nozioni di termodinamica per comprendere la spontaneità delle reazioni. Abilità nel condurre operazioni chimiche fondamentali: preparazione di soluzioni, filtrazione, calcolo delle masse di reagenti e prodotti e della resa di reazione.

 

Programma:

Proprietà periodiche degli elementi.

Geometria molecolare e modelli di legame: Strutture di Lewis, VSEPR, Simmetria molecolare, Teoria del legame di valenza. Teoria dell'orbitale molecolare.

La struttura dei solidi semplici: Descrizione delle strutture dei solidi. Le strutture di metalli. Solidi ionici.

Formazione e stabilità dei solidi ionici. Entalpie reticolari. Ciclo di Born-Haber.

Imperfezione nei solidi. Strutture elettroniche dei solidi.

Proprietà generali degli elementi del blocco d.

Introduzione ai complessi dei metalli del blocco d: tipi di leganti, numero di coordinazione e struttura, isomeria e chiralità, nomenclatura.

Strutture, legame e spettroscopia dei composti di coordinazione:

-Teoria del campo cristallino per un campo di leganti ottaedrico, tetraedrico e planare quadrato. Teorema di Jahn-Teller. Magnetismo.

-Teoria degli orbitali molecolari. Interazione sigma e pi-greco. Razionalizzazione della serie spettrochimica. Classificazione delle transizioni elettroniche e loro caratteristiche (energia, intensità e forma).

Reazioni dei composti di coordinazione: reazioni di sostituzione dei leganti in complessi ottaedrici e planari quadrati, effetto trans.

Composti organometallici: Regola dei 18 elettroni. Leganti. Carbonili dei metalli del blocco d. Addizione ossidativa ed eliminazione riduttiva. Esempi di processi catalitici.

Esperienze di laboratorio- Gli ossoanioni del Boro e sintesi del perossoborato; l'anfoterismo dell'alluminio e sintesi del triossalato alluminato. Sintesi di SiO₂ via processo sol-gel. La chimica degli elementi della prima serie di transizione, dal titanio al rame, attraverso le reazioni di riconoscimento dei metalli e le proprietà degli stati di ossidazione più comuni.

Testi/Bibliografia

CHIMICA INORGANICA - J.E. HUHEEY; E.A. KEITER; R.L. KEITER – Piccin

PRINCIPI DI CHIMICA INORGANICA – A. F. COTTON; G. WILKINSON; P. L. GAUS - CEA

CHIMICA INORGANICA – P. ATKINS; T. OVERTON;  J. ROURKE; M. WELLER; F. ARMSTRONG - Zanicchelli

CHIMICA INORGANICA – B. IVANO; C. LUCHINAT; F. MANI - CEA

PRINCIPLES of INORGANIC CHEMISTRY - B.W. PFENNIG; - Wiley

Metodi didattici

Il corso comprende lezioni ed esercitazioni numeriche e stechiometriche in aula e attività di laboratorio. L'attività esercitazionale riguarda esemplificazioni ed approfondimenti complementari agli argomenti trattati nelle lezioni teoriche per facilitarne l'apprendimento. Le esperienze di laboratorio costituiscono, per la loro natura applicativa, un momento essenziale per l'apprendimento della manipolazione di sostanze inorganiche in condizioni di sicurezza.

Per le esperienze di laboratorio gli studenti saranno divisi in due turni. Il laboratorio consta di 8 esperienze (circa 4 ore per ogni giorno di laboratorio), volte ad apprendere le fondamentali tecniche di sintesi e caratterizzazione dei composti di coordinazione.

Al termine del corso dovranno essere consegnate tutte le relazioni relative alle esperienze di laboratorio. La frequenza alle attività di laboratorio è obbligatoria per sostenere l’esame finale.

 

 

 

 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento viene realizzata con una prova finale complessiva suddivisa in una parte scritta e una orale. La prova scritta consiste nella risoluzione di problemi ed esercizi e domande aperte, e viene considerata superata con un punteggio pari o superiore a 18/30. E’ a disposizione degli studenti materiale didattico con esercizi e problemi della stessa tipologia della prova finale.
La prova orale si può sostenere solo dopo aver superato quella scritta. La prova orale mira a verificare la capacità di correlare formule e composizione di composti inorganici con le loro proprietà chimico-fisiche. Il superamento anche di quest’ultima porta al voto finale, che è una media dei due punteggi. Contribuiscono al voto finale sia il contenuto del modulo istituzionale che quello di laboratorio, con una percentuale di 70% e 30%, rispettivamente.
La prova scritta finale può essere sostituita da due prove in itinere (sempre con problemi, esercizi e domande aperte), la prima a metà corso e la seconda alla fine del corso stesso. La media del punteggio ottenuto nelle singole prove costituisce il voto finale scritto.

L'eventuale esito negativo della prova orale al primo appello non comporta l'annullamento della prova scritta .
Per sostenere le prove d'esame previste è necessaria l'iscrizione tramite “Alma esami”, nel rispetto inderogabile delle scadenze indicate.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna e videoproiezione. Le attività di laboratorio prevedono una dotazione individuale (o per gruppi) di vetreria di laboratorio da riconsegnare a fine delle attività.

Il materiale didattico è reso accessibile agli studenti sulla piattaforma IOL.  https://iol.unibo.it [https://iol.unibo.it/].

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Maria Carmela Iapalucci

Consulta il sito web di Rita Mazzoni