Chimica 1
A.A. 2020/2021
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire e approfondire gli elementi di Chimica complementari agli insegnamenti per i quali la Chimica Generale e Inorganica è necessaria, a partire da quanto già trattato nei primi anni del Corso di Laurea.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente al termine del corso avrà acquisito le seguenti competenze e abilità:
1. saprà riconoscere e nominare sia i singoli elementi chimici che le molecole da essi formate;
2. conoscerà i legami e le interazioni chimiche alla base della formazione delle molecole;
3. conoscerà la struttura atomica, la configurazione elettronica degli elementi e la tavola periodica;
4. saprà riconoscere e bilanciare l'equazione chimica relativa ad una data reazione chimica;
5. saprà calcolare il pH, descrivere le proprietà di acidi e basi, gli equilibri acido-base, la costituzione di soluzioni tampone e le reazioni di titolazione;
6. saprà bilanciare le reazioni di ossido-riduzione e calcolare il potenziale e le concentrazioni degli elettrodi di una cella elettrochimica mediante l'equazione di Nernst.
1. saprà riconoscere e nominare sia i singoli elementi chimici che le molecole da essi formate;
2. conoscerà i legami e le interazioni chimiche alla base della formazione delle molecole;
3. conoscerà la struttura atomica, la configurazione elettronica degli elementi e la tavola periodica;
4. saprà riconoscere e bilanciare l'equazione chimica relativa ad una data reazione chimica;
5. saprà calcolare il pH, descrivere le proprietà di acidi e basi, gli equilibri acido-base, la costituzione di soluzioni tampone e le reazioni di titolazione;
6. saprà bilanciare le reazioni di ossido-riduzione e calcolare il potenziale e le concentrazioni degli elettrodi di una cella elettrochimica mediante l'equazione di Nernst.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Se l'emergenza sanitaria dovesse protrarsi, le lezioni si svolgeranno a distanza, prevalentemente in modalità sincrona tramite Zoom o Microsoft Teams. La modalità asincrona verrà utilizzata per lo studio di alcuni argomenti e delle slides che saranno lasciate a disposizione degli studenti sulla piattaforma Ariel.
Il programma e il materiale di riferimento non subiranno variazioni.
Modalità di verifica dell'apprendimento e criteri di valutazione
Gli esami si svolgeranno in forma scritta in presenza e avranno la durata di due ore, con distanziamento e contingentamento se necessario.
Se la situazione non lo consentisse si svolgeranno a distanza secondo la modalità che sarà indicata sul sito Ariel al termine del corso.
Il programma e il materiale di riferimento non subiranno variazioni.
Modalità di verifica dell'apprendimento e criteri di valutazione
Gli esami si svolgeranno in forma scritta in presenza e avranno la durata di due ore, con distanziamento e contingentamento se necessario.
Se la situazione non lo consentisse si svolgeranno a distanza secondo la modalità che sarà indicata sul sito Ariel al termine del corso.
Programma
Atomi e struttura atomica - Nuclidi, isotopi ed elementi chimici. Formula molecolare e unità di formula. Unità di massa, massa atomica e massa molecolare. Mole e Numero di Avogadro. Concentrazione: percentuale in peso e Molarità. Diluizione. Frazione molare. Reazioni chimiche ed Equazioni chimiche. Bilanciamento. Il principio di conservazione della massa.
Quantizzazione dell'energia e fotoni. Spettro di emissione dell'atomo di idrogeno. I modelli atomici di Rutherford e Bohr. Il principio di indeterminazione di Heisenberg. Densità di carica e probabilità. Orbitali e Numeri quantici.
Diagramma dei livelli energetici e configurazione elettronica degli elementi. Costruzione della tavola periodica degli elementi e proprietà periodiche. Legame chimico e geometria molecolare.
Simboli e strutture di Lewis. Il legame ionico e il legame covalente. Elettronegatività. Percentuale di ionicità e polarità dei legami. Geometria molecolare: Teoria VSEPR e Teoria del Legame di Valenza. Orbitali Molecolari.
Legame ad idrogeno ed interazioni deboli.
Formule e nomenclatura sistematica - Numero di ossidazione. Formule chimiche. Nomenclatura sistematica.
Reazioni chimiche - Bilanciamento delle reazioni chimiche. Bilanciamento delle reazioni di ossido-riduzione. Equazione ionica netta e principio di conservazione della carica. Reazioni di equilibrio: Costante di Equilibrio e Quoziente di Reazione. Il Principio di Le Chatelier. Reazioni in soluzione acquosa: elettroliti e non elettroliti, reazioni di precipitazione e equilibri di solubilità. Calcolo delle concentrazioni.
Lo stato gassoso - Richiami sui gas "ideali" e loro leggi: la legge di Boyle, la legge di Charles e Gay-Lussac e la legge di Avogadro. Volume molare. Equazione di stato dei gas. La costante universale dei gas. Miscele gassose: definizione di pressione parziale e volume parziale, la legge di Dalton.
Acidi e Basi - Definizione di acido e base (Arrhenius, Broensted-Lowry e Lewis). Equilibri acido-base. Calcolo del pH. Soluzioni tampone. Curve di titolazione. Reazioni acido-base.
Termodinamica chimica - Richiami di termochimica: energia interna, entalpia, entropia ed energia libera di Gibbs. Funzioni di stato. Primo principio della termodinamica. Spontaneità di una reazione chimica.
Elettrochimica - Celle elettrochimiche. I potenziali di riduzione. Equazione di Nernst.
Quantizzazione dell'energia e fotoni. Spettro di emissione dell'atomo di idrogeno. I modelli atomici di Rutherford e Bohr. Il principio di indeterminazione di Heisenberg. Densità di carica e probabilità. Orbitali e Numeri quantici.
Diagramma dei livelli energetici e configurazione elettronica degli elementi. Costruzione della tavola periodica degli elementi e proprietà periodiche. Legame chimico e geometria molecolare.
Simboli e strutture di Lewis. Il legame ionico e il legame covalente. Elettronegatività. Percentuale di ionicità e polarità dei legami. Geometria molecolare: Teoria VSEPR e Teoria del Legame di Valenza. Orbitali Molecolari.
Legame ad idrogeno ed interazioni deboli.
Formule e nomenclatura sistematica - Numero di ossidazione. Formule chimiche. Nomenclatura sistematica.
Reazioni chimiche - Bilanciamento delle reazioni chimiche. Bilanciamento delle reazioni di ossido-riduzione. Equazione ionica netta e principio di conservazione della carica. Reazioni di equilibrio: Costante di Equilibrio e Quoziente di Reazione. Il Principio di Le Chatelier. Reazioni in soluzione acquosa: elettroliti e non elettroliti, reazioni di precipitazione e equilibri di solubilità. Calcolo delle concentrazioni.
Lo stato gassoso - Richiami sui gas "ideali" e loro leggi: la legge di Boyle, la legge di Charles e Gay-Lussac e la legge di Avogadro. Volume molare. Equazione di stato dei gas. La costante universale dei gas. Miscele gassose: definizione di pressione parziale e volume parziale, la legge di Dalton.
Acidi e Basi - Definizione di acido e base (Arrhenius, Broensted-Lowry e Lewis). Equilibri acido-base. Calcolo del pH. Soluzioni tampone. Curve di titolazione. Reazioni acido-base.
Termodinamica chimica - Richiami di termochimica: energia interna, entalpia, entropia ed energia libera di Gibbs. Funzioni di stato. Primo principio della termodinamica. Spontaneità di una reazione chimica.
Elettrochimica - Celle elettrochimiche. I potenziali di riduzione. Equazione di Nernst.
Prerequisiti
1. Elementi di Struttura Atomica
2. Elementi di Termodinamica Classica (non statistica)
3. Analisi 1 (equazioni differenziali, derivate parziali, integrazione Riemann)
2. Elementi di Termodinamica Classica (non statistica)
3. Analisi 1 (equazioni differenziali, derivate parziali, integrazione Riemann)
Metodi didattici
L'insegnamento è erogato in 32 ore di lezioni e 24 di esercitazioni, tutte frontali.
Materiale di riferimento
(1) N. J. Tro, Chimica un approccio molecolare, EDiSES
(2) A. Peloso, F. Demartin, Fondamenti ed esercizi di Chimica Generale ed Inorganica, Edizioni Progetto Padova
(3) David W. Oxtoby, H. P. Gillis, Alan Campion, Chimica Moderna, EDiSES
(4) Petrucci, Herring, Madura, Bissonnette, Chimica Generale, Principi ed Applicazioni Moderne, Piccin Editore, Padova
(5) Tavola Periodica degli Elementi, versione IUPAC
(2) A. Peloso, F. Demartin, Fondamenti ed esercizi di Chimica Generale ed Inorganica, Edizioni Progetto Padova
(3) David W. Oxtoby, H. P. Gillis, Alan Campion, Chimica Moderna, EDiSES
(4) Petrucci, Herring, Madura, Bissonnette, Chimica Generale, Principi ed Applicazioni Moderne, Piccin Editore, Padova
(5) Tavola Periodica degli Elementi, versione IUPAC
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova scritta obbligatoria della durata di due ore. Nello stesso appello, sarà possibile prendere visione del compito corretto.
La prova scritta verte sugli argomenti trattati durante il corso e comprende:
- la soluzione di 3 esercizi, aventi contenuto e difficoltà analoghi a quelli affrontati nelle esercitazioni.
- la risposta a 3 quesiti teorici.
Ai fini della valutazione vengono calcolate le frazioni svolte correttamente di ciascun esercizio e quesito teorico; se 1.5 esercizi e 1.5 quesiti sono stati svolti correttamente si ottiene la sufficienza.
Eventuali informazioni aggiuntive sulle modalità di valutazione saranno illustrate durante il corso.
La prova scritta verte sugli argomenti trattati durante il corso e comprende:
- la soluzione di 3 esercizi, aventi contenuto e difficoltà analoghi a quelli affrontati nelle esercitazioni.
- la risposta a 3 quesiti teorici.
Ai fini della valutazione vengono calcolate le frazioni svolte correttamente di ciascun esercizio e quesito teorico; se 1.5 esercizi e 1.5 quesiti sono stati svolti correttamente si ottiene la sufficienza.
Eventuali informazioni aggiuntive sulle modalità di valutazione saranno illustrate durante il corso.
CHIM/03 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA - CFU: 6
Esercitazioni: 24 ore
Lezioni: 32 ore
Lezioni: 32 ore
Docente:
Castellano Carlo
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
Dipartimento di Chimica, Corpo A, piano rialzato, stanza R38