Chimica

Programma italiano

L'unità didattica di Chimica Generale ha lo scopo di fornire agli studenti le basi generali della chimica attraverso lo studio della natura degli elementi e dei loro composti chimici e l'esame delle reazioni chimiche e dei parametri ad esse associate. Partendo dalla struttura atomica della materia, il corso introduce alle leggi fondamentali della stechiometria illustrate anche attraverso esercitazioni. Il corso consentirà allo studente di acquisire quelle informazioni basilari della chimica necessarie alla comprensione dei processi, anche molto complessi, che avvengono in settori più specifici del corso di laurea.

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. 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. Ibridazione del carbonio (orbitali ibridi sp, sp2 ed sp3). Diagramma dei livelli energetici e configurazione elettronica degli elementi. Costruzione della tavola periodica degli elementi e proprietà periodiche.
Legame chimico e geometria molecolare: Numeri di ossidazione. Formule chimiche. Nomenclatura sistematica. 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. Interazioni intermolecolari.
I gas e le loro leggi: Pressione e Temperatura assoluta. Gas ideali: la legge di Boyle, di Charles, di Gay-Lussac e di Avogadro. Volume molare. Equazione di stato dei gas. Miscugli gassosi: definizione di pressione parziale e volume parziale, la legge di Dalton e la legge di Amagat. Gas reali.
I liquidi e le soluzioni: Concentrazione: percentuale in peso, in volume, Molarità e Molalità. Diluizione. Frazione molare. Il concetto di equivalente. Numero di equivalenza. Normalità. Peso equivalente. Proprietà colligative: Tensione di vapore, Legge di Raoult, Innalzamento ebullioscopico, abbassamento crioscopico e pressione osmotica.
I solidi: amorfi e cristallini. I Cristalli: covalenti, ionici e molecolari. Le celle elementari: tipologie di impaccamento e cella cubica. Il legame metallico e la teoria delle bande. Conduttori, semiconduttori ed isolanti. Allotropi del carbonio e del fosforo.
Reazioni chimiche: Bilanciamento. Il principio di conservazione della massa. 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 ed equilibri di solubilità, reazioni acido-base, reazioni di ossido-riduzione. Acidi e Basi: Definizione di acido e base (Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis). Equilibri acido-base. Calcolo del pH. Soluzioni tampone. Curve di titolazione.
Cenni di termodinamica: Funzioni di stato. Primo principio della termodinamica. Entalpia. Reazioni esotermiche ed endotermiche. Condizioni standard. Il secondo principio della termodinamica. Entropia. Energia libera di Gibbs.




Parte di Chimica organica
Di ciascun gruppo funzionale verranno trattati la struttura e la reattività. Il programma del corso è così articolato:
- Struttura e proprietà delle molecole organiche
- Polarità delle molecole
- Alcani
- Alogenuri alchilici: reazioni di sostituzione nucleofila. I carbocationi
- Alcheni: reazioni di addizione
- Alchini
- Alcoli ed eteri
- Aldeidi e chetoni
- Acidi carbossilici e loro derivati
-Composti aromatici
- Ammine
- Carboidrati
- Amminoacidi e proteine
- Acidi nucleici
- Accenni a composti organici di origine naturale e loro attività biologica

Parte di Chimica generale
L'unità didattica di Chimica Generale ha lo scopo di fornire agli studenti le basi generali della chimica attraverso lo studio della natura degli elementi e dei loro composti chimici e l'esame delle reazioni chimiche e dei parametri ad esse associate. Partendo dalla struttura atomica della materia, il corso introduce alle leggi fondamentali della stechiometria illustrate anche attraverso esercitazioni. Il corso consentirà allo studente di acquisire quelle informazioni basilari della chimica necessarie alla comprensione dei processi, anche molto complessi, che avvengono in settori più specifici del corso di laurea.

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. 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. Ibridazione del carbonio (orbitali ibridi sp, sp2 ed sp3). Diagramma dei livelli energetici e configurazione elettronica degli elementi. Costruzione della tavola periodica degli elementi e proprietà periodiche.
Legame chimico e geometria molecolare: Numeri di ossidazione. Formule chimiche. Nomenclatura sistematica. 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. Interazioni intermolecolari.
I gas e le loro leggi: Pressione e Temperatura assoluta. Gas ideali: la legge di Boyle, di Charles, di Gay-Lussac e di Avogadro. Volume molare. Equazione di stato dei gas. Miscugli gassosi: definizione di pressione parziale e volume parziale, la legge di Dalton e la legge di Amagat. Gas reali.
I liquidi e le soluzioni: Concentrazione: percentuale in peso, in volume, Molarità e Molalità. Diluizione. Frazione molare. Il concetto di equivalente. Numero di equivalenza. Normalità. Peso equivalente. Proprietà colligative: Tensione di vapore, Legge di Raoult, Innalzamento ebullioscopico, abbassamento crioscopico e pressione osmotica.
I solidi: amorfi e cristallini. I Cristalli: covalenti, ionici e molecolari. Le celle elementari: tipologie di impaccamento e cella cubica. Il legame metallico e la teoria delle bande. Conduttori, semiconduttori ed isolanti. Allotropi del carbonio e del fosforo.
Reazioni chimiche: Bilanciamento. Il principio di conservazione della massa. 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 ed equilibri di solubilità, reazioni acido-base, reazioni di ossido-riduzione. Acidi e Basi: Definizione di acido e base (Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis). Equilibri acido-base. Calcolo del pH. Soluzioni tampone. Curve di titolazione.
Cenni di termodinamica: Funzioni di stato. Primo principio della termodinamica. Entalpia. Reazioni esotermiche ed endotermiche. Condizioni standard. Il secondo principio della termodinamica. Entropia. Energia libera di Gibbs.


Parte di Chimica organica
- Struttura e proprietà delle molecole organiche
- Polarità delle molecole
- Alcani
- Alogenuri alchilici: reazioni di sostituzione nucleofila. I carbocationi
- Alcheni: reazioni di addizione
- Alchini
- Alcoli ed eteri
- Aldeidi e chetoni
- Acidi carbossilici e loro derivati
-Composti aromatici
- Ammine
- Carboidrati
- Amminoacidi e proteine
- Acidi nucleici
- Accenni a composti organici di origine naturale e loro attività biologica
- Estensione dei concetti base della chimica organica alla comprensione di argomenti di biochimica