ID:
000088
Tipo Insegnamento:
Obbligatorio
Durata (ore):
74
CFU:
9
Url:
SCIENZE GEOLOGICHE/PERCORSO COMUNE Anno: 1
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (23/09/2024 - 20/12/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
L’insegnamento si propone di fornire alle studentesse e agli studenti i fondamenti teorici e sperimentali delle Scienze Chimiche. Intende inoltre fornire le nozioni di base necessarie per la comprensione e la descrizione di fenomeni e delle trasformazioni che riguardano atomi e molecole.
Al termine del corso, la studentessa/lo studente sarà in grado di:
* comprendere e prevedere le proprietà fondamentali degli elementi
* riconoscere e classificare una specie chimica
* correlare struttura e proprietà delle molecole
* comprendere il significato qualitativo, quantitativo ed energetico di una equazione chimica
* comprendere i principi di base della reattività chimica
* risolvere problemi semplici di stechiometria
* utilizzare lessico specialistico
Al termine del corso, la studentessa/lo studente sarà in grado di:
* comprendere e prevedere le proprietà fondamentali degli elementi
* riconoscere e classificare una specie chimica
* correlare struttura e proprietà delle molecole
* comprendere il significato qualitativo, quantitativo ed energetico di una equazione chimica
* comprendere i principi di base della reattività chimica
* risolvere problemi semplici di stechiometria
* utilizzare lessico specialistico
Prerequisiti
E’ richiesta la conoscenza pregressa di concetti fondamentali di algebra elementare (equazioni di primo e secondo grado, proprietà delle potenze, notazione esponenziale), di analisi matematica (funzioni ad una variabile, funzioni esponenziali e logaritmiche, rappresentazione su piano cartesiano) e di fisica elementare (proprietà della materia ed unità di misura).
Metodi didattici
Il corso prevede lezioni teoriche con l'ausilio di diapositive. Verranno inoltre svolte esercitazioni/risoluzioni guidate di problemi numerici al fine di favorire l'apprendimento.
Verifica Apprendimento
L'esame finale consiste in una prova scritta comprendente 8 domande/esercizi numerici riguardanti la risoluzione di problemi stechiometrici o l’applicazione di principi teorici. Ad ogni quesito verrà assegnato un punteggio massimo di 4 punti. La durata è di 2 ore. Non saranno attribuite penalità alle risposte non date o sbagliate. Durante l’esame è permesso l'uso della tavola periodica, della calcolatrice scientifica e di un formulario. L’esame è superato con votazione pari o superiore a 18 punti su 30. La lode sarà attribuita al raggiungimento del massimo punteggio ottenibile.
Testi
- "Chimica generale. Principi ed applicazioni moderne" R. H. Petrucci, F. G. Herring, J. D. Madura, C. Bissonnette (PICCIN)
- "Chimica" J. R. Townsend, P. M. Treichel, J. C. Kotz (EdiSES)
- "Chimica" J. R. Townsend, P. M. Treichel, J. C. Kotz (EdiSES)
Contenuti
PRIMA PARTE: Com’è fatta la materia (32 ore)
- Introduzione. Metodo scientifico e richiami di fisica elementare.
- Atomi, molecole e ioni. Struttura atomica e particelle elementari. Numero atomico e numero di massa. Isotopi. Peso atomico. Tavola periodica. Mole e massa molare.
- Classificazione dei composti chimici. Composti ionici e molecolari: Formule e Nomenclatura. Stati di ossidazione.
- Struttura elettronica degli atomi. La radiazione elettromagnetica. Quantizzazione dell’energia. Modello atomico di Bohr. Dualismo onda-particella. Ipotesi di De Broglie. Principio di indeterminazione. Elementi di meccanica quantistica. Probabilità quantistica. Numeri quantici. Orbitali atomici. Spin. Principio di esclusione di Pauli. Configurazione elettronica degli atomi. Proprietà periodiche.
- Legame chimico. Elettroni di valenza e Strutture di Lewis. Cariche formali. Risonanza. Eccezioni alla regola dell’ottetto. Geometria molecolare. Teoria VSEPR. Elettronegatività e polarità di legame. Teoria del legame di valenza (VB). Orbitali ibridi. Legami σ e π.
- Stati della materia. Stato gassoso: Gas ideali. Legge di Boyle. Legge di Charles. Ipotesi di Avogadro. Equazione di stato dei gas ideali. Miscele di gas e pressioni parziali. Stato liquido: Forze intermolecolari. Tensione di vapore. Evaporazione. Tensione superficiale. Viscosità. Stato solido: Fusione. Sublimazione. Transizioni di fase. Diagramma di stato. Solidi ionici, molecolari, covalenti, metallici. Isolanti e conduttori. Semiconduttori. Superconduttori.
- Soluzioni. Processo di dissoluzione e solubilità. Concentrazione. Modi di esprimere la concentrazione. Diluizione. Soluzioni ideali e non ideali. Legge di Henry. Legge di Raoult. Proprietà colligative.
SECONDA PARTE: Come si trasforma la materia (42 ore)
- Reazioni chimiche. Reazioni chimiche ed equazioni chimiche. Tipi di reazioni chimiche. Principio di conservazione della massa. Principio di conservazione della carica. Bilanciamento di una reazione chimica. Calcoli stechiometrici. Reagente limitante. Resa di una reazione chimica. Reazioni di ossido-riduzione e loro bilanciamento.
- Termodinamica e termochimica. Energia. Calore. Lavoro. Conservazione dell’energia. Energia interna. Funzione di stato. Primo principio della termodinamica. Entalpia. Termochimica. Entropia. Spontaneità ed irreversibilità. Secondo principio della termodinamica. Energia libera di Gibbs.
- Equilibrio chimico. Concetto di equilibrio chimico. Costante di equilibrio e quoziente di reazione. Principio di Le Chatelier.
- Equilibri in soluzione acquosa. Acidi e basi. Definizione di Arrhenius. Definizione di Brønsted-Lowry. Prodotto ionico dell’acqua. Acidi e basi forti. pH e pOH. Acidi e basi deboli. Costante di dissociazione acida e basica. Idrolisi salina. Soluzioni tampone. Acidi poliprotici. Definizione acido/base di Lewis. Solubilità dei sali. Prodotto di solubilità. Effetto dello ione comune.
- Elettrochimica. Celle elettrochimiche. Pile. Potenziale elettrochimico. Lavoro elettrico ed energia libera. Equazione di Nernst. Elettrolisi. Leggi di Faraday.
- Cinetica chimica. Reattività e cinetica. Velocità di reazione. Ordine di reazione. Energia di Attivazione. Catalisi. Enzimi.
- Chimica nucleare. Radioattività naturale. Reazioni nucleari. Decadimento radioattivo e sua cinetica. Fissione e fusione nucleare. Applicazioni della chimica nucleare.
- Introduzione. Metodo scientifico e richiami di fisica elementare.
- Atomi, molecole e ioni. Struttura atomica e particelle elementari. Numero atomico e numero di massa. Isotopi. Peso atomico. Tavola periodica. Mole e massa molare.
- Classificazione dei composti chimici. Composti ionici e molecolari: Formule e Nomenclatura. Stati di ossidazione.
- Struttura elettronica degli atomi. La radiazione elettromagnetica. Quantizzazione dell’energia. Modello atomico di Bohr. Dualismo onda-particella. Ipotesi di De Broglie. Principio di indeterminazione. Elementi di meccanica quantistica. Probabilità quantistica. Numeri quantici. Orbitali atomici. Spin. Principio di esclusione di Pauli. Configurazione elettronica degli atomi. Proprietà periodiche.
- Legame chimico. Elettroni di valenza e Strutture di Lewis. Cariche formali. Risonanza. Eccezioni alla regola dell’ottetto. Geometria molecolare. Teoria VSEPR. Elettronegatività e polarità di legame. Teoria del legame di valenza (VB). Orbitali ibridi. Legami σ e π.
- Stati della materia. Stato gassoso: Gas ideali. Legge di Boyle. Legge di Charles. Ipotesi di Avogadro. Equazione di stato dei gas ideali. Miscele di gas e pressioni parziali. Stato liquido: Forze intermolecolari. Tensione di vapore. Evaporazione. Tensione superficiale. Viscosità. Stato solido: Fusione. Sublimazione. Transizioni di fase. Diagramma di stato. Solidi ionici, molecolari, covalenti, metallici. Isolanti e conduttori. Semiconduttori. Superconduttori.
- Soluzioni. Processo di dissoluzione e solubilità. Concentrazione. Modi di esprimere la concentrazione. Diluizione. Soluzioni ideali e non ideali. Legge di Henry. Legge di Raoult. Proprietà colligative.
SECONDA PARTE: Come si trasforma la materia (42 ore)
- Reazioni chimiche. Reazioni chimiche ed equazioni chimiche. Tipi di reazioni chimiche. Principio di conservazione della massa. Principio di conservazione della carica. Bilanciamento di una reazione chimica. Calcoli stechiometrici. Reagente limitante. Resa di una reazione chimica. Reazioni di ossido-riduzione e loro bilanciamento.
- Termodinamica e termochimica. Energia. Calore. Lavoro. Conservazione dell’energia. Energia interna. Funzione di stato. Primo principio della termodinamica. Entalpia. Termochimica. Entropia. Spontaneità ed irreversibilità. Secondo principio della termodinamica. Energia libera di Gibbs.
- Equilibrio chimico. Concetto di equilibrio chimico. Costante di equilibrio e quoziente di reazione. Principio di Le Chatelier.
- Equilibri in soluzione acquosa. Acidi e basi. Definizione di Arrhenius. Definizione di Brønsted-Lowry. Prodotto ionico dell’acqua. Acidi e basi forti. pH e pOH. Acidi e basi deboli. Costante di dissociazione acida e basica. Idrolisi salina. Soluzioni tampone. Acidi poliprotici. Definizione acido/base di Lewis. Solubilità dei sali. Prodotto di solubilità. Effetto dello ione comune.
- Elettrochimica. Celle elettrochimiche. Pile. Potenziale elettrochimico. Lavoro elettrico ed energia libera. Equazione di Nernst. Elettrolisi. Leggi di Faraday.
- Cinetica chimica. Reattività e cinetica. Velocità di reazione. Ordine di reazione. Energia di Attivazione. Catalisi. Enzimi.
- Chimica nucleare. Radioattività naturale. Reazioni nucleari. Decadimento radioattivo e sua cinetica. Fissione e fusione nucleare. Applicazioni della chimica nucleare.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
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SCIENZE GEOLOGICHE
Laurea
3 anni
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Persone
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