- Oggetto:
- Oggetto:
CHIMICA GENERALE E INORGANICA E LABORATORIO - Corso A (cognomi A-K)
- Oggetto:
GENERAL INORGANIC CHEMISTRY WITH LABORATORY
- Oggetto:
Anno accademico 2015/2016
- Codice dell'attività didattica
- MFN1163
- Docenti
- Prof. Elio Giamello (Titolare del corso)
Dott. Stefano Livraghi (Titolare del corso) - Corso di studi
- Chimica e Tecnologie Chimiche
- Anno
- 1° anno
- Tipologia
- Di base
- Crediti/Valenza
- 12
- SSD dell'attività didattica
- CHIM/03 - chimica generale e inorganica
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Lezioni frontali facoltative; laboratorio obbligatorio
- Tipologia d'esame
- Scritto ed orale
- Prerequisiti
- Requisiti minimi associati al TARM
- Propedeutico a
- 1) Esame di "CHIMICA INORGANICA" MFN1169 (II anno)
2) Frequenza del laboratorio del corso "LABORATORIO DI SINTESI ORGANICHE E INORGANICHE" MFN1174/MFN1219 (III anno)
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Il corso è propedeutico a tutti i corsi di chimica degli anni successivi. Esso prevede: una robusta parte teorica, una serie di esercitazioni in aula, durante le quali verranno svolti esercizi di calcolo chimico (stechiometria) inerenti agli argomenti affrontati nella parte teorica del corso ed infine lo svolgimento di esperienze pratiche in laboratorio.
Gli obiettivi principali sono:
a. arrivare ad una comprensione di base dei capisaldi concettuali della disciplina chimica
b. affrontare con disinvoltura i calcoli legati alla reattività e alla manipolazione chimica (stechiometria) con particolare attenzione ai fenomeni in soluzione acquosa.
c. Sviluppare le capacità basilari per operare in sicurezza in laboratorio e per effettuare le operazioni di base connesse alla manualità chimica
The present course concerns the basic elements of chemistry and is therefore preparatory for all the other chemistry courses.
Its main purposes are:
a) to gain a robust knowledge of the basic concepts of chemistry (general chemistry)
b) to become confident with the calculations related to the chemical reactivity (stoichiometry) with particular attention to the chemistry of aqueous solutions.
c) to become confident with the basic actions of the chemical manipulation (in laboratory)
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Il corso si propone di fornire allo studente le conoscenze di base della struttura della materia, del legame chimico e delle leggi che regolano le reazioni chimiche. Fornirà inoltre gli elementi necessari per intuire le proprietà chimiche non tanto dei singoli elementi del sistema periodico quanto di quegli elementi caratterizzati da analoga configurazione elettronica (gruppi della Tavola Periodica). Il corso ha infine l'obiettivo di fornire allo studente gli strumenti per capire la materia e le principali trasformazioni chimiche e fisiche che la coinvolgono ed è propedeutico a tutti i corsi di chimica degli anni successivi.
Il primo risultato atteso in termini di apprendimento è dunque la capacità dello studente di orientarsi con sicurezza tra i caposaldi della disciplina brevemente riassunti qui sopra
Secondo scopo del corso è quello di introdurre gli studenti alla pratica di laboratorio, consentendo loro di apprendere "sul campo" le modalità per il corretto svolgimento delle operazioni più comuni (manipolazione dei prodotti chimici , preparazione di soluzioni, cristallizzazione, filtrazione, ecc.). Ulteriore scopo della parte in laboratorio è quello di affiancare ai concetti appresi nella parte teorica del corso una visione "in concreto" dei fenomeni che faciliti l'assimilazione di quei concetti. In dettaglio si prevede:- esercitazioni in aula, durante le quali verranno svolti esercizi di stechiometria inerenti agli argomenti affrontati nella parte teorica del corso -
esperienze pratiche in laboratorio sui seguenti argomenti: equilibri acido/base, soluzioni tampone, idrolisi; equilibri di solubilità (effetto del pH e dello ione comune); reazioni di ossidoriduzione; sintesi e reattività di sali inorganici.
The course aims to provide the basic knowledge of the matter structure, of the chemical bond and of the laws ruling the chemical reactivity. The chemical properties of the series of elements (groups) will be connected to their electronic configurations. The course will also introduce the physical properties and transformations of the matter.
The first expect result in terms of learning is the ability of the students to confidently handle the above reported concepts. The second result is to acquire a certain confidence in performing the basic operation of the chemical lab trying also to connect the practical experiments with the concepts dealt with in the first part.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L'insegnamento in Aula viene fatto utilizzando metodiche tradizionali della lezione frontale (lavagna) e affiancando immagini e grafici (proiezione) in particolare nei casi in cui l'immagine necessaria sia di qualità sofisticata. Le "slide" proiettate a lezione sono caricate su questo sito.
Si prevede una parte del corso dedicata ad esercitazioni di calcolo (stechiometria) durante le quali si tenta nei limiti del possibile di coinvolgere gli studenti in modo attivo ( esercizi alla lavagna).
Le esercitazioni pratiche sono invece condotte in laboratorio dove ogni studente, dopo la necessaria preparazione, riceve una postazione individuale per condurre gli esperimenti.
The course is based on some 32 lectures (2 hours each) of general chemistry and of 24 hours of stoichiometry exercises (blackboard in the same lecture hall).
The second part is conducted in a classic basic-chemistry laboratory where each student work at an individual post.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame si svolge, di norma, come segue: vi è una prova scritta basata su calcoli stechiometrici e reattività elementare. Segue un laboratorio con una serie di esercitazioni sugli argomenti dei punti 6 e 7 del Programma . Si viene ammessi alla prova orale dopo aver frequentato il laboratorio e aver superato la prova scritta .
N.B.
La prova orale dovrà essere sostenuta nell’anno in cui è stata superata la prova scritta.
Al termine dell’anno solare (Dicembre) gli studenti che non avranno ancora sostenuto la prova orale dovranno ridare anche l’esame scritto.
a) Script based on stoichiometric calculations
b)Oral exam possible after having passed step a) and completed the laboratory acivities.
- Oggetto:
Attività di supporto
Le attività esercitative in aula e il laboratorio sono parte integrante del corso e non devono essere considerate attività di supporto. Queste potranno essere, anche in relazione alla disponibilità di tempo, spazi e risorse, cicli di esercizi affidati a tutors.
- Oggetto:
Programma
- Fondamenti di Chimica. Sostanze elementari e composte. Allotropi. Stati di aggregazione della materia. Miscugli (omogenei ed eterogenei).Nozioni di base e definizioni sugli atomi: particelle costitutive e loro caratteristiche fisiche, numero atomico, numero di massa. Massa atomica e unità corrispondente. Isotopi. Il concetto di mole e la costante di Avogadro. Massa molecolare e massa molare. Formula minima, formula molecolare, formula di struttura. Isomeria strutturale.
- Elementi di struttura dell’atomo. Particelle fondamentali. Modello nucleare degli atomi. Il Nucleo: stabilità dei nuclei. Decadimenti. Onde elettromagnetiche. Effetto fotoelettrico. Spettroscopia atomica. Atomo di Bohr. Dualismo onda particella..L’atomo ondulatorio. Funzione d’onda e densità di probabilità. Orbitali atomici e numeri quantici. Atomi polielettronici. Configurazioni elettroniche degli atomi e modello a gusci.. Periodicità delle proprietà chimiche e tavola periodica. Comportamento metallico e non metallico. Periodicità delle proprietà atomiche (dimensioni, energia di ionizzazione).
- Legame chimico. Scambio di elettroni e legame ionico. Legame covalente. Elettronegatività e polarità dei legami. L’approccio di Lewis. Geometrie molecolari e teoria della minima repulsione (VSEPR). Teoria del legame di valenza. Legami semplici e multipli. Legami s e p. Ibridazione e orbitali ibridi. Orbitali ibridi e geometrie molecolari. Cenni alla teoria dell’orbitale molecolare. Legame metallico. Legame chimico e composti binari (ionicità vs. covalenza vs. stato metallico). Proprietà chimiche fondamentali degli elementi principali Forze intermolecolari.
- Stati di aggregazione della materia. Lo stato gassoso. Modello cinetico e cenni alla teoria cinetica dei gas. Lo stato solido. Reticoli cristallini e celle elementari. Solidi e legame chimico. Lo stato liquido: proprietà dipendenti dalle forze intermolecolari. Equilibri tra le fasi. Passaggi di stato (punto di congelamento e punto di ebollizione). Diagrammi di stato ad una componente. Sospensioni, colloidi, micelle. Soluzioni. Princìpi che regolano la solubilità (solventi polari e apolari). Tensione di vapore delle soluzioni. Legge di Raoult. Proprietà colligative delle soluzioni.
- Spontaneità delle reazioni chimiche. Entalpia libera ed equilibrio dinamico. Legge di azione di massa e costante di equilibrio.. Principio di Le Chatelier. Equilibrio in sistemi eterogenei. Equilibri in soluzioni acquose. Proprietà degli acidi e delle basi. Teoria acido-base secondo Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis. Scala del pH. Equilibrio di autoprotolisi dell' acqua, Acidi e basi forti. Acidi e basi deboli.. Acidi poliprotici. Sostanze anfiprotiche. Proprietà acido-base dei sali: equilibri di idrolisi. Soluzioni tampone: Prodotto di solubilità e effetto dello ione comune.
- Elettrochimica - Conducibità elettrica. Celle galvaniche. Potenziali di riduzione standard. Elettrodo di riferimento. Equazione di Nernst. Pile a concentrazione. Relazione tra E° e Keq. Elettrolisi. Elettrolisi di sali fusi e di soluzioni acquose.. Leggi di Faraday
- Cinetica chimica. Velocità di reazione. Ordine di reazione. Reazioni del I ordine: dipendenza della concentrazione dal tempo. Tempo di dimezzamento e correlazione tra tempo di dimezzamento e k cinetica. Datazione con isotopo 14C. Legge di Arrhenius
- Chimica Inorganica Descrittiva – Chimica dei principali gruppi della Tavola periodica.
- Laboratorio pratico esercitativo
9.1 Esercitazioni di stechiometria inerenti gli argomenti affrontati durante le lezioni frontali
9.2 Svolgimento di esperienze pratiche in laboratorio sui seguenti argomenti: equilibri acido/base, soluzioni tampone, idrolisi; equilibri di solubilità (effetto del pH e dello ione comune); reazioni di ossidoriduzione; sintesi e reattività di sali inorganici.
Basic concepts in Chemistry. Substances and mixtures. States of matter. Atoms and atomic parameters (Z,A). Atomic mass and isotopes. The Mole concept. Chemical formulas. Isomers. Elements of atomic structure. Nuclear model and stability of nuclei. Radioactivity. Electrons in the atom and energy levels. The Bohr model of hydrogen atom.. Wave functions and quantum numbers.. Electron configuration of atoms. Electron configuration and the periodic table. Atomic properties and periodicity. The chemical bonding. Ionic and covalent bonding. The Lewis approach. Valence bond theory. Molecular orbitals. Metal bond. Atomic properties and chemical bonding. Molecules and intermolecular interactions. States of the matter. Gas laws. The solid state and chemical bond. The liquid state and its properties. Phase transitions and phase diagrams. Solutions and colloids. Chemical reactions and chemical equilibrium for gaseous reactions. Equilibria in solution.. The pH concept. Acid-base equilibria and solubility equilibria. Electrochemistry. Voltaic cells. Electrolysis and related laws. Chemical kinetics and reaction rates. Arrhenius law. Chemistry of the main group elements..
Introduction to basic laboratory techniques of inorganic chemistry. Selected experiments are designed to reinforce concepts covered during class lectures.
I contenuti delle attività di supporto sono analoghi a quelle svolte in aula nella parte esercitativa con un maggior coinvolgimento diretto degli studenti (esercizi alla lavagna, simulazione di prove scritte etc.)
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
1) P. Zanello, R. Gobetto, R. Zanoni – Conoscere la chimica (Ed. Ambrosiana)
2) Kotz, Treichel, Towsend Chimica EDISES
3) MICHELIN LAUSAROT, VAGLIO, Stechiometria per la Chimica generale (Piccin)
4) Giannoccaro P., Doronzo S. Elementi di stechiometria (EdiSESE’ consigliato l’utilizzo del seguente testo per approfondimenti e integrazioni:P. Atkins, L. Jones Principi di Chimica Zanichelli
- Oggetto:
