Corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche

I parte, 8 CFU
•    Atomo polielettronico
•    Struttura orbitalica dell’atomo: penetrazione e schermatura. Proprietà periodiche: raggio ionico; contrazione lantanoidea. Energia di ionizzazione. Affinità elettronica. Elettronegatività: definizione di Pauling, di Mulliken, di Allred-Rochow. Polarizzabilità atomica: regole di Fajans.
•    Legame chimico
•    Modello di Lewis.  Risonanza. Modello VSEPR. Teoria del legame di valenza. Ibridizzazione
•    Strutture dei solidi
•    Solidi amorfi e solidi cristallini. Descrizione delle strutture cristalline. Celle elementari. Sistemi e reticoli cristallini. Impaccamenti degli atomi e interstizi. Solidi ionici. Strutture di fasi binarie (con esempi): salgemma, cloruro di cesio, sfalerite, wurtzite, fluorite, antifluorite, rutilo. Strutture di fasi ternarie: perovskite, spinello. Fattori che determinano la struttura.
•    Aspetti energetici del legame ionico
•    Calcolo e misura dell’energia reticolare. Ciclo di Born-Haber ed equazione di Born-Mayer. Proprietà dei solidi dipendenti dall’energia reticolare: stabilità termica dei solidi, stabilità degli stati di ossidazione, solubilità.
•    Acidi e Basi
•    Acidi di Broensted. Equilibri di trasferimento protonico in acqua. Acidi e basi forti e deboli. Forza degli acidi. Affinità protonica. Effetto della solvatazione. Effetto livellante del solvente.
•    Tipologie di acidi di Broensted (con esempi)
•    Acquoacidi: andamenti periodici; Idrossoacidi; Ossoacidi: forza degli ossoacidi, regole di Pauling.
•    Ossidi (con esempi) : ossidi acidi, basici e anfoteri. Poliossidi.
•    Solventi non acquosi.
•    Acidi di Lewis
•    Tipologie degli acidi e basi di Lewis. Acidi e basi degli elementi del blocco s  dei gruppi 13, 14, 15, 16, 17. Reazioni degli acidi e basi di Lewis. Acidi a basi hard e soft: classificazione, interpretazione e utilità.
•    Ossidazione e riduzione
•    Potenziali di riduzione. Aspetti termodinamici. Serie elettrochimica. Equazione di Nernst.
•    Stabilità redox: dipendenza dal pH; reazioni con l’acqua; disproporzione e comproporzione; effetto della complessazione; effetto della solubilità.
•    Diagrammi di Latimer con esempi ( Cl) . Diagrammi di Frost con esempi (N in ambiente acido e basico, O in ambiente acido e basico, Mn in ambiente acido).  Diagrammi di Pourbaix.
•    Estrazione chimica degli elementi
•    Riduzione chimica: aspetti termodinamici e diagrammi di Ellingham. Produzione del ferro, del silicio, del titanio ( processo Kroll)
•    Ossidazione chimica: estrazione dell’oro; produzione degli alogeni
•    Estrazione elettrochimica: produzione del magnesio, del calcio, dell’alluminio ( processo Hall-Héroult), dello zinco.
•    Simmetria molecolare
•    Operazioni di simmetria, elementi di simmetria e gruppi puntuali: identificazione degli elementi di simmetria e assegnazione del gruppo puntuale.
•    Composti di coordinazione
•    Definizione. Tipologie di leganti. Nomenclatura ( e abbreviazioni utilizzate).
•    Struttura e geometria. Numeri di coordinazione bassi, intermedi ed elevati (con esempi). Complessi polimetallici.
•    Isomeria e chiralità: complessi planari quadrati, complessi tetraedrici, complessi ottaedrici.
•    Struttura elettronica dei complessi: teoria del campo cristallino; serie spettrochimica dei leganti; energia di stabilizzazione del campo dei leganti; proprietà magnetiche dei complessi: suscettività magnetica e sua misura; correlazione con la configurazione elettronica). Applicazioni alla geometria ottaedrica, tetraedrica, planare quadrata ( con esempi). Effetto Jahn-Teller. Serie di Irving-Williams. Teoria del campo dei leganti: il legame sigma e il legame pi greco. Basi sigma; acidi e basi pi greco. Spettri elettronici dei complessi. Termini spettroscopici. Effetto della correlazione elettronica. Diagrammi di Orgel.
•    II parte , 4 CFU
•    Composti metallorganici.
•    Sintesi e reazioni dei metallo carbonili ( sostituzione, trasferimenti alchile).
•    Composti s metallo-carbonio
•    Metallo alcheni e metallo alchini. Idrogenazione alcheni.  Reazione di β-eliminazione. Addizione ossidativa.
•    Composti idrurici
•    Composti di diidrogeno
•    Leganti contenente fosforo. Angolo di Tolmann. Leganti contenenti azoto. Complessi di diazoto
•    Cicli catalitici  di idrogenazione e idroformilazione.
•    Cinetiche e Meccanismi di reazione.
•    Reazioni di sostituzione in complessi planari quadrati. Cinetiche e meccanismi. Effetto ed influenza trans. Reaz. Di sost. in complessi ottaedrici. Reazioni di idrolisi acida e basica. Reazioni redox a sfera esterna ed interna.