Mario AMATI | Chimica generale ed inorganica ed elementi di chimica organica

Italiano.

L'obiettivo principale del corso consiste nell'introduzione ad argomenti di base della Chimica, conoscenze di base necessarie al corretto prosieguo degli studi nel campo delle Tecnologie Agrarie, Tecnologie Alimentari e Scienze Forestali ed Ambientali. Sono trattate tematiche come la stechimetria delle reazioni chimiche, il riconoscimento dei principali tipi di reazioni chimiche ed il loro bilanciamento, la stechiometria, la nomenclatura di semplici composti inorganici ed organici. Gli studenti saranno inoltre introdotti ad argomenti quali la struttura elettronica degli atomi, le proprietà periodiche degli elementi, il legame chimico, le interazioni intermolecolari, modelli previsionali sulla geometria e parametri strutturali di composti semplici, le proprietà delle gassose, liquide e solide.

Gli studenti del Corso di Scienze Forestali ed Ambientali saranno introdotti alla Chimica Organica. A tal riguardo essi studieranno i principali gruppi funzionali dei composti organici, la loro isomeria e saranno introdotti alle molecole di interesse biologico quali zuccheri, grassi, amminoacidi ed acidi nucleici.

Conoscenze di Algebra, Geometria e Fisica acquisite nella Scuola Secondaria Superiore.

Fondamenti della teoria atomica; struttura elettronica degli atomi; legami chimici ed interazioni intermolecolari; stati di aggregazione della materia ed equilibri di fase; soluzioni ed unità di concentrazione; equilibri ionici in soluzione acquosa; costante di equilibrio; equibri acido-base; equilibri di solubilità; processi redox.

Solo per gli studenti di SFA e TA: aspetti fondamentali dei principali gruppi funzionali in chimica organica: struttura molecolare, formule, isomeria, proprietà chimiche e fisiche e nomenclatura IUPAC di alcani, alcheni, alchini, alcoli, ammine, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici e derivati; introduzione ai polimeri biologici.

Struttura elettronica degli Atomi e Proprietà Periodiche degli Elementi. Struttura atomica. Numeri quantici, orbitali atomici. Configurazioni elettroniche degli atomi e Tavola Periodica. Periodicità delle proprietà atomiche: potenziali di ionizzazione, raggi atomici, raggi ionici, affinità elettronica, elettronegatività.

Il legame chimico. Parametri di legame (energia di legame, lunghezze ed angoli di legame). Legame ionico in solidi ionici. Legame covalente: concetto di orbitale molecolare; orbitale molecolare come combinazione lineare di orbitali atomici (LCAO-MO). Strutture di Lewis e determinazione delle stabilità relative di strutture di risonanza utilizzando il concetto di carica formale. Geometria molecolare: il modello VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion). Polarità dei legami e momento di dipolo in molecole biatomiche e poliatomiche. Legami deboli: forze di London, interazioni dipolo–dipolo, interazioni ione-dipolo, legame a idrogeno.Stati di aggregazione della materia: equazioni di stato.

Proprietà dei gas: pressione dei gas. Cenni sulla teoria cinetica dei gas. Stato liquido e solido. Liquidi ideali. Reticoli cristallini. Solidi amorfi. Soluzioni. Passaggi di fase. Diagrammi di fase di sistemi ad un componente.

Equilibrio chimico. Natura e proprietà dell’equilibrio chimico, costanti di equilibrio e loro significato. Effetto della variazione di concentrazione, pressione, volume, e temperatura sulla composizione di equilibrio. Il Principio di Le Chatelier. Quoziente di reazione.

Equilibri acido-base e di solubilità in soluzione acquosa. Definizioni di acido e di base secondo Arrhenius, Lowry-Brönsted e Lewis. Equilibrio di autoionizzazione dell’acqua e scala del pH. Soluzioni acquose di acidi forti, basi forti e loro miscele. Soluzioni di acidi e basi monoprotici deboli. Equilibri acido-base in soluzioni saline. Soluzioni tampone. Acidi poliprotici e sali derivati.

Sali poco solubili e costante del prodotto di solubilità. Effetto dello ione a comune e del pH sulla solubilità di un sale. Reazioni di precipitazione. Precipitazione selettiva.

Reazioni di ossidoriduzione. Reazioni redox e numeri di ossidazione. Bilanciamento delle reazioni redox. Cenni sulle celle galvaniche.

Elementi di Chimica Organica (solo per gli studenti di SFA e TA). Orbitali ibridi ed orbitali molecolari localizzati in Chimica Organica. Gruppi funzionali dei principali composti organici: idrocarburi, eteri, alcol, composti carbonilici, composti aromatici ed eteroaromatici, ammine. Composti importanti in biochimica: amminoacidi, zuccheri, grassi. Nomenclatura dei composti organici. Isomeria di importanti composti organici.

Il corso prevede 104 ore di didattica tra lezioni ed esercitazioni. In particolare sono previste 56 ore di lezione in aula e 48 ore di esercitazioni.

Il corso prevede una prova di esame scritta riguardante i temi trattati nelle lezioni frontali. Le tracce proposte consisteranno in esercizi da svolgere (calcolo del pH, solubilità dei sali, stechiometria delle reazioni) e di temi di natura teorica da sviluppare.

Steven S. Zumdhal - Chimica - Zanichelli Editore

Materiale didattico ed esercizi forniti dal docente.

Ricevimento studenti in presenza o in videoconferenza o, se necessario, via e-mail.

28/01/2022; 25/02/2022; 25/03/2022; 29/04/2022; 27/05/2022; 24/06/2022; 29/07/2022; 23/09/2022; 28/10/2022; 25/11/2022; 16/12/2022.

Commissare d'esame: Prof. Alfonso Bavoso; Dott.ssa Sonia Stoia; Dott.ssa Annaluisa Mariconda.

Non sono previste.