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Obiettivi formativi del corsoConoscenze e capacità di comprensione
Il Corso di Chimica Generale ed Inorganica intende fornire, sulla base dell’interpretazione e dell’analisi dei dati sperimentali, i concetti fondamentali indispensabili per intraprendere gli studi della Biologia. La trattazione teorica di molti argomenti è seguita da calcoli stechiometrici che facilitano la comprensione e l’approfondimento dei fenomeni chimici.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
L'obiettivo didattico del corso è quello di giungere ad acquisire un linguaggio semplice che sappia esprimere in modo chiaro e con il necessario rigore scientifico l’evolversi di un evento pratico e metterlo in relazione al concetto teorico.
Capacità di apprendimento
Il grado di apprendimento raggiunto, che richiede sia l’assimilazione di nuovi concetti che lo sviluppo di capacità analitica, viene valutato mediante una prova scritta (calcoli stechiometrici) ed una prova orale. |
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Programma1) Materia ed energia - Chimica e biologia. Descrizione della materia. Energia. Struttura atomica della materia. Introduzione alla struttura atomica e molecolare. Scoperta e proprietà dell'elettrone. Radiazione elettromagnetiche. Natura dualistica della luce. Il nucleo atomico. Isotopi. Lo spettro a linee di un atomo di idrogeno. Teoria di Bohr. Principio di indeterminazione. 2) La legge di periodicità - Distribuzione degli elettroni negli atomi. Teoria quantistica. Interpretazione degli spettri atomici. Teoria quantomeccanica. Orbitali atomici. La legge di periodicità. La tavola periodica degli elementi. Proprietà periodiche. 3) Il legame chimico - Legame ionico puro o eteropolare. Legame covalente. Molecole biatomiche omonucleari. Legami multipli. Orbitali molecolari localizzati. Stereochimica e ibridizzazione. Momenti dipolari. Il metodo del legame di valenza. Il metodo dell'orbitale molecolare. Risonanza e delocalizzazione. Il legame metallico. Il legame di idrogeno. Interazioni di van der Waals. 4) Stati di aggregazione della materia - Considerazioni generali sulla struttura della materia. Equazione di stato del gas perfetto. Zero assoluto e scala della temperatura assoluta. Legge delle pressioni parziali. Teoria cinetica dei gas. Legge della diffusione gassosa. Cambiamenti di stato. Evaporazione e tensione di vapore saturo. Ebollizione. Cenni di diagrammi di stato o di fase. Regola delle fasi. Sistemi binari formati da liquidi miscibili in tutti i rapporti. Distillazione frazionata. Considerazioni generali sulla struttura dei cristalli. Elementi di simmetria. Impiego dei raggi X nell'analisi delle strutture cristalline. Diffrazione dei raggi X da parte dei cristalli. Cristalli ionici, covalenti e molecolari. Cristalli metallici e legame metallico. Energia reticolare. 5) Le soluzioni e le loro proprietà - Solubilità. Dipendenza della solubilità dalla pressione e dalla temperatura. Soluzioni ideali e reali. Legge di Raoult. Tensione di vapore delle soluzioni. Concentrazione di una soluzione. Proprietà collegative delle soluzioni. Osmosi. 6) Equilibrio chimico - Equilibri in fase gassosa. Cinetica ed equilibrio. Equilibrio chimico eterogeneo. Regola delle fasi. Equilibrio in soluzione. Ionizzazione dell'acqua e prodotto ionico. Acidità e basicità in termini di pH e pOH. Il concetto di acido e di base secondo Bronsted-Lowry. Forza relativa degli acidi e delle basi. Equilibri di dissociazione di acidi e basi deboli. Acidi poliprotici. Idrolisi. Soluzioni tampone. Determinazione sperimentale del pH. Indicatori. Cenni di titolazioni. Prodotto di solubilità. Teoria di Lewis degli acidi e delle basi. 7) Ossido-riduzioni e principi di elettrochimica - Coppie coniugate di ossido-riduzione. Soluzioni di elettroliti e loro proprietà. Leggi quantitative di elettrolisi (Leggi di Faraday). Conducibilità specifica e molare. Mobilità degli ioni. Celle galvaniche. Pile a concentrazione. Serie elettrochimica. Pile tecniche. Accumulatori acidi. Pile a combustibile. Sovratensione. 8) L'energia delle trasformazioni chimiche - Stati di equilibrio di un sistema. La prima legge della termodinamica. Lavoro e calore. Entalpia. Termochimica. Calori di formazione. Entropia. Energia libera e costante di equilibrio. Termodinamica e biochimica. 9) Cinetica chimica - Ordine di una reazione. Velocità di reazione e concentrazione. Velocità di reazione e temperatura. Teoria delle collisioni. Teoria del complesso attivato. Meccanismo di reazione. Catalisi e catalizzatori. 10) Complementi di chimica e biochimica inorganica - Principali elementi del I, II, III, IV, V, VI, VII gruppo e di transizione.
Esercitazioni scritte sui seguenti argomenti: Stechiometria. Peso equivalente. Reazioni chimiche. Normalità. Reazioni di ossido-riduzione. Principi dell'analisi volumetrica. Equilibri in soluzione. pH. Soluzioni tampone. Curve di titolazione. Scelta dell'indicatore. |
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Testi consigliati e bibliografiaA.M. Manotti Lanfredi, A. Tiripicchio. Fondamenti di Chimica, Ambrosiana, Milano. R.H. Petrucci, W.S. Harwood. Chimica Generale principi e moderne applicazioni, Piccin, Padova. G. Bandoli, A. Dolmella, G. Natile. Chimica di base, EdiSES, Napoli. J.C. Kotz, P. Treichel. Chimica, EdiSES, Napoli. T.L. Brown, H.E. Lemay. Chimica.Centralità di una scienza, Zanichelli,Bologna. D.W. Oxtoby, N.H. Nachtrieb, W.A. Freeman. Chimica, EdiSES,Napoli. P. Atkins, L. Jones. Chimica Generale, Zanichelli, Bologna. C.E. Mortimer. Introduzione alla Chimica, Piccin, Padova. P. Michelin Lausarot, G.A. Vaglio. Fondamenti di stechiometria, Piccin,Padova. I. Bertini, F. Mani. Stechiometria un avvio allo studio della chimica, C.E.A. Milano. M. Giomini, E. Balestrieri, M. Giusti. Fondamenti di stechiometria, EdiSES, Napoli. |
