Sandra BELVISO | MOD. FONDAMENTI DI CHIMICA INORGANICA

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Al termine del corso lo studente, dovrebbe aver acquisito le conoscenze teoriche di base relative agli elementi chimici dei gruppi principali ed essere in grado di  comprendere e discutere la relazione fra struttura elettronica e loro proprietà chimico-fisiche e classi di composti più importanti. Lo studente, inoltre, grazie ad un’ampia trattazione delle  proprietà e della reattività dovrebbe possedere un’adeguata conoscenza della chimica dei complessi dei metalli di transizione.

Acquisizione delle conoscenze e delle abilità definite nei corsi di Chimica Generale ed Inorganica, di Chimica Fisica e di Chimica Organica.

(10h) Struttura atomica. Proprietà periodiche degli elementi. Concetti fondamentali di acido e base: Strutture di solidi semplici: solidi ionici

(20h) Elementi dei gruppi principali. Configurazioni elettroniche. Proprietà generali degli elementi. Principali classi di composti – ossidi – idrossidi - idruri - alogenuri.

(18h) Composti di coordinazione. Metalli di transizione (elementi del blocco d). Proprietà periodiche. Aspetti strutturali dei complessi metallici: geometria, isomeria. Il legame chimico nei complessi dei metalli di transizione. Principali tipi e meccanismi di reazione dei complessi dei metalli di transizione.

Struttura atomica. Equazione di Schröedinger. Funzione d’onda. Orbitali atomici. Funzione di distribuzione radiale. Atomi polielettronici. Effetti di penetrazione e di schermatura. Carica nucleare effettiva. Orbitali di Slater. Configurazioni elettroniche. Classificazione degli elementi. Tavola periodica.

Proprietà periodiche degli elementi. Tavola periodica. Elementi dei gruppi principali.  Relazioni fondamentali fra struttura elettronica degli elementi e loro proprietà. Energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività, stati di ossidazione, raggi atomici e raggi ionici.

Concetti fondamentali di acido e base: Acidità di BrØnsted, acidità di Lewis, acidi e basi Duri e Molli. Concetti di donatore e accettore.

Strutture di solidi semplici: solidi ionici

Elementi dei gruppi principali. Configurazioni elettroniche. Proprietà generali degli elementi. Proprietà redox. Ruolo dei bassi stati di ossidazione nel caso degli elementi più pesanti dei gruppi 13-15. Principali classi di composti – ossidi – idrossidi-idruri - alogenuri.

Composti di coordinazione. Nomenclatura IUPAC dei composti di coordinazione. Metalli di transizione (elementi del blocco d) – Gli elementi della prima serie. Proprietà periodiche. Configurazioni elettroniche, proprietà dimensionali, stati di ossidazione, potenziali di ionizzazione. Gli elementi della seconda e terza serie e confronto con gli elementi della prima serie di transizione: configurazioni elettroniche, proprietà dimensionali (contrazione lantanoidica), stati di ossidazione e potenziali di ionizzazione, formazione di legami metallo-metallo e clusters).Coordinazione – Numero di coordinazione – Leganti monodentati e polidentati – Leganti Chelanti – Geometrie di coordinazione – Sfera di coordinazione –Isomeria costituzionale – Stereoisomeria.Il legame chimico nei complessi dei metalli di transizione: teoria del campo cristallino (CFT); modello (LCAO)-MO; modello della sovrapposizione angolare (AOM). Leganti s donatori, p donatori e p* accettori. Sistemi ad alto spin e basso spin. Preferenze strutturali. Distorsioni di Jahn-Teller in geometrie ottaedriche. Proprietà elettroniche e strutturali di composti di coordinazione di particolare interesse: metallo carbonili, composti con legame metallo-metallo e a cluster, composti organometallici.

Principali tipi e meccanismi di reazione dei complessi dei metalli di transizione. Reazione di sostituzione di leganti – Classificazione dei meccanismi di sostituzione: Dissociativo, Associativo, Interscambio. Reazione di sostituzione di complessi a geometria quadrato-planare. Velocità di reazione. Influenza del gruppo entrante e del gruppo uscente. Leganti in posizione trans e cis al gruppo uscente. Influenza del metallo.  Reazioni di sostituzione  di leganti in complessi a geometria ottaedrica. Reazioni di sostituzione di molecole di acqua. Reazioni di anazione e di idrolisi. Influenza dello ione metallico e dei leganti. Effetti sterici. Reazioni di trasferimento elettronico (complessi a geometria ottaedrica): meccanismi a sfera esterna ed a sfera interna.

Lezioni frontali

Esame scritto finale integrato con quello di Metodi e Sintesi in Chimica Inorganica

-Purcell, K. F.; Kotz, J. C., Inorganic Chemistry -  Holt-Saunders International Editions

-Miessler G. L.; Tarr, D. A., Inorganic Chemistry, Forth Edition – Pearson Prentice Hall, 2011. (Ed. It.: Miessler G. L.; Tarr, D. A, Chimica Inorganica - Piccin, 2012)

-Weller et.al., Inorganic Chemistry,  Sixth Edition - Oxford University Press, 2014

-Atkins P.et al., Inorganic Chemistry,  Fifth Edition - Oxford University Press, 2010

- Housecroft, C. E., Sharpe, A. G., Inorganic Chemistry, Third Edition -  Pearson Prentice Hall, 2008

Illustrazione all’inizio del corso di programma, modalità didattiche e modalità di valutazione

-Ricevimento in studio (edificio 2DA 3°piano, stanza 328) il Martedì ed il Giovedì dalle 12:00 alle 13:00 (salvo modifiche a seguito  della formalizzazione dell'orario delle lezioni)

-Il docente è a disposizione degli studenti al di fuori dell'orario di ricevimento previo appuntamento via e-mail.

-Contatti telefonici o via e-mail 

11 febbraio 2021

11 marzo 2021

10 giugno 2021

22 luglio 2021

23 settembre 2021

21 ottobre 2021

9 dicembre 2021

No

I corsi di Fondamenti di Chimica Inorganica e di Metodi e Sintesi in Chimica Inorganica costituiscono due moduli integrati nei quali vengono affrontati,  rispettivamente, gli aspetti teorici e sintetici della Chimica Inorganica.

Per tale motivo è fortemente consigliata la contemporanea frequenza di entrambi i corsi.