27558 - CHIMICA INORGANICA CON LABORATORIO

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede una conoscenza approfondita del legame covalente, metallico e ionico nei composti inorganici e della struttura e proprietà dei composti di coordinazione. Unitamente a ciò, con l'ausilio di esercitazioni numeriche ed esperienze e di laboratorio, lo studente applica le conoscenze acquisite sulla natura del legame nei composti di coordinazione e sulle loro proprietà ed applicazioni. In particolare lo studente apprende le principali modalità preparative dei derivati dei metalli di transizione collegando la reattività dei diversi stati di ossidazione ad alcune proprietà spettroscopiche ed applicative. L'attività di laboratorio è, inoltre, funzionale alla valutazione del rischio delle operazioni chimiche nel rispetto delle norme di sicurezza.

Contenuti

Prerequisiti: Struttura atomica e orbitali atomici. Origine delle proprietà periodiche degli elementi (Legge Periodica). Capacità di scrivere reazioni chimiche e di utilizzare concetti relativi all’equilibrio chimico, sia in fase omogenea che eterogenea. Saper scrivere ed interpretare, in termini di geometria molecolare e proprietà di legame, una formula chimica. 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 e Contenuti: La tavola periodica e le proprietà atomiche degli elementi. Teoria del legame di valenza (VB) e VSEPR. Geometria molecolare. Simmetria.

Struttura e legame nei metalli: metalli e leghe, cenni alla teoria delle bande, conduttività elettrica, isolanti, semiconduttori intrinseci e gap di banda, semiconduttori.

Struttura e legame nei solidi ionici: l'energia del reticolo ionico: il modello di Born-Lande' ed il ciclo di Born-Haber. Entalpia reticolare e solubilità. Difetti nei solidi ionici. Contributo covalente e regole di Fajans.

Struttura e legame nei composti covalenti: Teoria degli Orbitali Molecolari (MO). Sovrapposizione orbitalica, comnbinazione lineare. Molecole biatomiche omo- e eteronucleari. Molecole poliatomiche (approccio LGO).

Proprietà generali dei metalli di transizione. Proprietà dei metalli di transizione in stato di ossidazione 0. Gli stati di ossidazione intermedi ed i composti di coordinazione. Struttura e proprietà dei composti di coordinazione: Teoria del Campo Cristallino (CFT) e Teoria del Campo dei Leganti (LFT) per complessi ottaedrici e tetraedrici. Distorsioni e effetto Jahn-Teller. Conseguenze della natura dei leganti su spettri elettronici, magnetismo, isomeria. Effetto chelato. Reazioni, cinetica e meccanismi nei complessi ottaedrici e planari quadrati. Composti metallorganici: la regola dei 18 elettroni, cenni ai metallo carbonili.

Il corso prevede anche un supporto di laboratorio con l'obiettivo di consolidare le conoscenze acquisite in via teorica ed approfondire nozioni fondamentali sulle proprietà chimiche degli elementi. Le attività di laboratorio consentiranno anche di acquisire competenze nella preparazione di composti inorganici e di coordinazione.

Testi/Bibliografia

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

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

Metodi didattici

Il corso si compone di lezioni frontali ed esercitazioni in aula con l’ausilio della lavagna e di diapositive powerpoint e attività di laboratorio. L'attività di esercitazione riguarda gli 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.

Tutto il materiale, inclusi esercizi della stessa tipologia della prova d’esame, è reso disponibile tramite la piattaforma “Virtuale”.

Le attività di laboratorio sono obbligatorie.

Le prove pratiche vengono riportate da ciascun studente nel proprio quaderno di laboratorio e i risultati sono discussi in aula.

In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento, da parte di tutti gli studenti, dei moduli 1 e 2 in modalità e-learning [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio] e la partecipazione al modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.

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, resi disponibili sulla piattaforma “Virtuale”.

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 del 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 dello scritto.

Per sostenere le prove d'esame previste è necessaria l'iscrizione tramite “Alma esami”, nel rispetto inderogabile delle scadenze indicate.

La frequenza di almeno il 75% delle esperienze di laboratorio è obbligatoria per sostenere l’esame finale.

Strumenti a supporto della didattica

Durante le lezioni frontali verrà utilizzata la lavagna e affiancata da diapositive PowerPoint. Il materiale sarà reso accessibile agli studenti sulla piattaforma “Virtuale”.

Le attività di laboratorio sono svolte presso i laboratori didattici e prevedono l'assegnazione di una postazione di lavoro (banco chimico) e dotazione individuale di materiale di laboratorio (vetreria) con cui vanno condotte le attività sperimentali.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Stefano Corrà

Consulta il sito web di Stefano Stagni