28625 - FONDAMENTI DI CHIMICA T-A

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede la comprensione delle proprietà degli elementi e dei composti, in base alla loro struttura elettronica, e dei fattori che caratterizzano la reazioni chimiche.

Contenuti

1. Struttura atomica della materia. Costituzione dell'atomo. Numero atomico, numero di massa, isotopi. Mole e massa molare. La struttura del nucleo atomico e la radioattività. Energia delle reazioni nucleari, reazioni di fissione e fusione.

2. Struttura elettronica degli atomi e sistema periodico degli elementi. Cenni alla teoria dei quanti: effetto fotoelettrico, modello di Bohr e spettri atomici, onde di materia. Orbitali atomici e numeri quantici. Struttura elettronica degli atomi. Il sistema periodico: gruppi, periodi e serie di transizione. Proprietà periodiche.

3. Legame chimico nelle molecole e nei cristalli. Legame ionico e struttura dei cristalli ionici. Legame covalente: Legami semplici e legami multipli. Molecole polari e apolari. Orbitali ibridi, risonanza e geometria molecolare. Teoria degli orbitali molecolari. Legame metallico: teoria delle bande. Conduttori, semiconduttori e isolanti. Semiconduttori drogati. Legami deboli.

4. Le reazioni chimiche. Formule chimiche e nomenclatura dei composti inorganici. Tipi di reazioni: bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione. Calcoli stechiometrici.

5. Stati di aggregazione della materia. Lo stato gassoso: gas ideali, miscele di gas ideali e legge di Dalton. Lo stato liquido: pressione di vapore. Lo stato solido: solidi cristallini e amorfi, a struttura di alcuni solidi cristallini.

6. Termodinamica ed equilibrio chimico. Primo principio della termodinamica, entalpia, legge di Hess ed entalpie standard di formazione e combustione. Spontaneità dei processi ed entropia, seconda legge della termodinamica. Entropia standard e terza legge della termodinamica. Energia libera e costanti di equilibrio. Calcolo della composizione all'equilibrio. Lo spostamento dell'equilibrio.

7. Equilibrio acido-base. Autoprotolisi dell’acqua e pH. Definizioni di acido e base. Il pH per soluzioni acquose di acidi o basi forti e di acidi e basi deboli. Idrolisi e reazioni di neutralizzazione.

8. Velocità di reazione. Dipendenza dalla concentrazione: equazione cinetica e ordine di reazione. Dipendenza dalla temperatura: teoria delle collisioni. Equazione di Arrhenius e meccanismi di reazione. Catalisi omogenea ed eterogenea.

9. Elettrochimica. Pile e potenziali elettrodici. Equazione di Nernst. La serie elettrochimica dei potenziali standard. Fenomeni elettrolitici e leggi di Faraday. Cenni su pile e accumulatori commerciali.

Testi/Bibliografia

R. Michelin, A. Munari, Fondamenti di Chimica, Casa Editrice Ambrosiana o altro testo di Chimica di base di livello Universitario.

Altro materiale didattico sarà a disposizione degli studenti sulle pagine web del corso - Supporto online alla didattica https://virtuale.unibo.it

Metodi didattici

Il corso è basato su lezioni svolte in aula (generalmente utilizzando la proiezione di diapositive e filmati) che si compongono anche di una parte esercitazionale. La copia delle diapositive che verranno utilizzate a lezione saranno a disposizione degli studenti.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova d'esame mira a verificare il raggiungimento dei seguenti obiettivi didattici:
- corretto utilizzo e comprensione del linguaggio della chimica,
- conoscenza della struttura atomica e molecolare della materia,
- risoluzione di problemi quantitativi riguardo le reazioni chimiche, la termodinamica, l'equilibrio chimico e la cinetica chimica,
- comprensione dei fatti chimici e loro applicazione ad altri fenomeni chimici e nella conoscenza del mondo fisico.

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso il solo esame finale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una breve prova scritta e di una prova orale. La prova scritta ha la durata di 30-35 minuti e si compone di alcune domande ed esercizi numerici. Il superamento della prova scritta costituisce vincolo alla iscrizione alla successiva prova orale che viene generalmente svolta 2-4 giorni dopo la prova di scritta. La votazione finale viene determinata tenendo conto indicativamente per un 1/3 dall’esito della prova scritta e per 2/3 dall’esito della prova orale.

Strumenti a supporto della didattica

Materiale didattico costituito dalla copia delle diapositive che verranno utilizzate a lezione e da esercizi saranno a disposizione degli studente in formato elettronico scaricabili dal sito https://virtuale.unibo.it. Tale materiale dovrebbe essere utilizzato durante la lezione allo scopo di facilitare l'apprendimento.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Maurizio Toselli