Chimica generale e inorganica

Aspetti qualitativi e quantitativi della chimica
Storia ed evoluzione della chimica dall'alchimia ad oggi.
La chimica moderna come disciplina quantitativa: unità di misura in chimica e loro dimensionalità, precisione e accuratezza, utilizzo delle cifre significative nelle misure, rappresentazione grafica delle misure.
Teoria atomica di Dalton e leggi delle combinazioni chimiche. Sistematizzazione delle proprietà atomiche: la tavola periodica di Mendeleev. Atomi, elementi chimici ed isotopi: numero e peso atomico. Interpretazione moderna della tavola periodica. Cenni di nucleogenesi.
Molecole, composti e formule molecolari. Massa molecolare, peso molecolare, peso formula. Numero di Avogadro e mole. Molarità.
Miscele e composti. Nomenclatura dei composti ionici e cenni di nomenclatura di composti molecolari ricorrenti in ambito inorganico.
Reazioni ed equazioni chimiche. Introduzione all'equilibrio chimico, alla termochimica e alle reazioni in soluzione acquosa.

Struttura atomica e molecolare della materia
Struttura dell'atomo. Le particelle subatomiche. La radiazione elettromagnetica e lo spettro atomico. Atomo di Bohr. Descrizione quantomeccanica dell'atomo e funzioni d'onda.
Configurazione dell'atomo. Numeri quantici e orbitali. Principio di Pauli e regola di Hund. Conformazione elettronica degli elementi e tavola periodica. Proprieta' periodiche: grandezza degli atomi e degli ioni, energia di ionizzazione e affinità elettronica.
Legame chimico e struttura molecolare. Distribuzione degli elettroni. Legame ionico, covalente e metallico. Simboli e struttura di Lewis. Regola dell'ottetto. Risonanza. Elettronegatività. Momento dipolare e polarità delle molecole. Forma delle molecole (teoria VSEPR). Teoria del legame di valenza. Orbitali ibridi. Legami e legami multipli. Alcune strutture di molecole inorganiche e organiche (amminoacidi, basi azotate). Teoria degli orbitali molecolari.
Interazioni intermolecolari: forze elettrostatiche, interazioni di van der Waals. Il legame idrogeno.

Stati di aggregazione della materia e chimica delle soluzioni acquose (I)
Proprietà generali dei gas. Leggi dei gas ideali. Equazione di stato dei gas ideali. Miscele di gas e pressioni parziali. Teoria cinetica dei gas. Diffusione dei gas e legge di Graham. Gas non ideali ed equazione di van der Waals.
Reticoli cristallini e celle elementari nei solidi. Solidi ionici, covalenti, molecolari e metallici. Cenni di diffrattometria di raggi X. Energia reticolare e decomposizione termica dei solidi.
Proprietà generali dei liquidi: coesione, adesione, tensione superficiale, viscosità. Pressione di vapore ed entalpia di evaporazione. Ebollizione. Temperatura e pressione critiche.
Transizioni e diagrammi di fase.
Soluzioni e principio di dissoluzione. Concentrazione e sue unità di misura. Diluizioni. Entalpia di dissoluzione. Solubilità in funzione della pressione e della temperatura. Legge di Raoult. Proprietà colligative delle soluzioni. Colloidi.

Controllo delle reazioni chimiche
Energia e sue unità di misura. Prima legge della termodinamica. Energia interna. Concetti generali di Termochimica ed energia nelle reazioni chimiche. Entalpia e calori di reazione: Legge di Hess. Calore specifico e capacita' termica. Calorimetria.
Termodinamica chimica. Seconda legge della termodinamica. Energia libera di Gibbs e criteri di spontaneità. Potenziale chimico. Descrizione termodinamica delle transizioni di fase.
Equilibrio chimico. Legge d'azione di massa. Costante di equilibrio. Quoziente di reazione. Principio di Le Chatelier. Cinetica chimica. Velocità di una reazione chimica. Meccanismo di reazione. Energia di attivazione.
Bilanciamento di una reazione tramite metodi ponderali. Resa di una reazione. Agente limitante.

Chimica delle soluzioni acquose (II)
Teoria degli acidi e delle basi secondo Arrhenius e secondo Brönsted-Lowry. Equilibrio acido-base e prodotto ionico dell'acqua. Concentrazioni di specie acide e basiche in soluzione acquosa: pH, pOH e pKw. Acidi e basi forti e deboli e rapporto con la struttura molecolare. Acidi poliprotici.
Acidi e basi secondo Lewis. Legami covalenti "dativi" e composti di coordinazione. Teoria del campo cristallino.
Idrolisi di sali e influenza sul pH. Soluzioni tampone. Titolazioni acido-base e indicatori.
Sali poco solubili: prodotto di solubilità e precipitazione. Effetto dello ione comune. Effetto del pH sulla solubilità.
Elettrochimica
Celle elettrochimiche e celle elettrolitiche. Potenziali standard di riduzione. Forza elettromotrice di una pila. Energia libera e f.e.m. Celle voltaiche in condizione non standard: equazione di Nernst. F.e.m. e costante di equilibrio. Pile a concentrazione. Determinazioni potenziometriche del Kps e del pH. Elettrodi indicatori e di riferimento. Piaccametro. Elettrolisi e sue leggi. Elettrolisi di sali fusi e di soluzioni acquose. Elettrolisi dell'acqua. Batterie comuni e accumulatori. Corrosione dei metalli.

Chimica nucleare
Reazioni nucleari e decadimento radioattivo. Stabilità dei nuclei atomici. Velocità di decadimento radioattivo. Reazioni nucleari artificiali. Applicazioni della chimica nucleare in ambito medico e analitico.

Chimica bioinorganica
Elementi indispensabili per la vita e metalloma. Elementi essenziali e non essenziali. Ruolo dei metalli nei sistemi biologici. Gli amminoacidi e il loro ruolo di leganti di metalli nell'organismo.
Teoria dello stato entatico negli enzimi. Cinetica enzimatica. Stabilità degli enzimi e loro funzione. Inibitori competitivi e non competitivi della cinetica enzimatica.

Trasporto e accumulo di ossigeno nel sangue: coordinazione al ferro nell'emoglobina e nella mioglobina. Effetto cooperativo. Influenza del pH ed effetto Bohr.