Chimica generale e inorganica/laboratorio di chimica generale e inorganica

Atomi e loro struttura. Particelle elementari. La quantizzazione dell'energia. Numeri quantici e rappresentazione grafica degli orbitali. Regole di Pauli e di Hund. Il sistema periodico degli elementi. Tavola periodica. Energia di ionizzazione. Affinità elettronica. Il legame chimico. Legame ionico. Legame covalente. Interazioni elettrostatiche. Orbitali ibridi. Orbitali molecolari. Geometria molecolare, formule di Lewis e modello VSEPR. Lo stato solido e gassoso. Raggi atomici. Leggi dei gas. Comportamento dei gas reali. Termodinamica chimica. Primo principio della termodinamica. Calore di reazione e entalpia. Entropia e secondo principio della termodinamica. Terzo principio della termodinamica. Energia libera e costante di equilibrio. Stato liquido e soluzioni. Legge di Raoult. La distillazione. Soluzioni sature e solubilità. La pressione osmotica. Solubilità dei gas nei liquidi. Velocità di reazione. Ordine di reazione. Meccanismi di reazione. Energia di attivazione. Velocità di reazione e equilibrio chimico. I catalizzatori. Acidi e basi. Teoria di Arrhenius. Acidi e basi secondo Broensted e Lewis. Forza degli acidi e delle basi. Prodotto ionico dell'acqua e pH. Elettrochimica. Conducibilità elettrica delle soluzioni acquose. Le pile. Potenziali di ossidoriduzione. L'elettrolisi. Pile di pratico impiego. Composti di coordinazione. Leganti chelanti e polidentati. Complessi π. Isomeria nei composti di coordinazione. Radioattività e chimica nucleare. I materiali moderni: semiconduttori, ceramici, nanoparticelle. Chimica inorganica. Proprietà periodiche. Idrogeno e suoi composti. Alcuni processi industriali.

Materia e misure. Il numero di Avogadro. La mole. Peso atomico e molecolare. Massa molare. Significato quantitativo delle formule chimiche. Composizione percentuale in massa di un composto chimico e di una miscela di composti. Rapporti molari e ponderali in una reazione chimica. Bilanciamento di una reazione chimica senza trasferimento di elettroni e con trasferimento di elettroni. Reagente limitante. Resa di reazione. Le soluzioni: modi di esprimere la concentrazione, stechiometria delle reazioni chimiche in soluzione, titolazioni. Gas ideali e leggi relative. Equilibrio chimico: costante di equilibrio espressa in funzione della concentrazione, della pressione, delle moli e della frazione molare. Effetto della variazione di concentrazione, pressione e temperatura sull'equilibrio chimico. Equilibri ionici in soluzione acquosa: elettroliti forti e deboli; soluzioni neutre, acide e basiche; pH e pOH. Calcolo del pH di acidi e basi forti e deboli. Miscele di acidi e basi: idrolisi e tampone. Equilibri simultanei Complessometria. Equilibri eterogeni di solubilità: solubilità e prodotto di solubilità. Effetto della presenza di uno ione comune, del pH e della complessazione sugli equilibri di solubilità.
Le lezioni frontali (2 CFU, 16 ore) sono accompagnate da esercitazioni numeriche in aula e da esercitazioni pratiche in laboratorio, per un totale di 4 CFU (64 ore).
Le esercitazioni in laboratorio, a banco singolo, prevedono: sintesi del sale di Mohr; sintesi e cristallizzazione di PbI2; ciclo del rame; sintesi dell'allume dalla carta stagnola.