• La Teoria dell’Atomo:

-La Crisi della Fisica Classica: Breve introduzione storica all’avvento della Fisica Moderna: Corpo nero e Catastrofe Ultravioletta, Effetto Fotoelettrico, Effetto Compton. Natura ondulatoria della materia e Principio di Indeterminazione

-I Costituenti dell’Atomo: Il nucleo, l’elettrone. Tubo di Crookes, Esperimento di Thomson, Esperimento di Rutherford; Cenni al Modello Standard. 

-Modelli Atomici: modello di Thomson e di Rutherford, modello di Bohr, spettro di emissione dell’idrogeno. Cenni alla Teoria Moderna: funzioni d’onda di Schrödinger, numeri quantici, probabilità radiale, orbitali atomici e loro rappresentazioni. Esperimento di Stern e Gerlach.

• La Tavola Periodica:

-Proprietà di base degli elementi: Atomi Polielettronici, Peso e Massa Atomica, Numero Atomico, elementi comuni, isotopi. Configurazione elettronica.

-Proprietà degli elementi e loro periodicità: Tavola Periodica degli Elementi e sua rappresentazione, Carica Nucleare Effettiva e Costante di Schermo, regole di Slater. Sistematica Chimica: raggio atomico e raggio ionico; energia di ionizzazione, affinità elettronica ed elettronegatività, periodicità delle proprietà atomiche. Gruppi, periodi e blocchi e loro proprietà.

• La Materia:

- Composti Chimici, Terminologia: elementi composti e miscele, forme allotropiche, composti ionici; nomenclatura degli ioni mono- e poli-atomici, di acidi e basi e dei composti inorganici. Unità di misura delle proprietà fisiche e chimiche, cifre significative.

-Legame Chimico: Legame Covalente, Dativo, Ionico, Metallico; ordine di legame, polarizzazione del legame, distanza di legame energia reticolare. Cenni minimi alla teoria delle bande e sulle proprietà dei semiconduttori.

-Teoria di Lewis e Teoria VSEPR: Regola dell’Ottetto, Cariche Formali e Stati di Ossidazione, eccezioni alla regola dell’ottetto, iper-valenza; Determinazione della geometria molecolare.

-Teoria VB: interazione tra orbitali, ibridazione degli orbitali atomici, legami σ e π; Cenni di Teoria degli Orbitali Molecolari

-I quattro Stati della Materia: Forze intermolecolari; Stato solido: solidi cristallini (metallici, ionici, covalenti, molecolari) e amorfi; Stato liquido: tensione superficiale, tensione di vapore, equilibrio liquido/vapore, capillarità. Diagrammi di fase: punto triplo, punto critico, vapore e gas.

-I Gas e le loro Proprietà. Leggi dei Gas: legge di Boyle, legge di Gay-Lussac, legge di Charles, legge di Avogadro, legge dei gas ideali, Legge di Dalton, frazioni molari e pressioni parziali; deviazioni dall’idealità, fattore di comprimibilità Z, equazioni dei gas reali.

-Soluzioni. solvente, soluto, soluzioni sature e sovra-sature,dissoluzione di composti ionici e non. Concentrazione, Solubilità, aspetti qualitativi della precipitazione in miscele di composti ionici. Proprietà colligative. 

• Introduzione alla Termodinamica Chimica:

-Sistemi termodinamici: sistema e ambiente, sistema aperto, chiuso e isolato; Principio zero. Conservazione dell’energia e Primo Principio della Termodinamica; processi endo- ed esotermici, Energia Interna. Entalpia: scambio di calore, condizioni standard, Entalpie standard di formazione e di reazione, calorimetria, legge di Hess.

-Introduzione al Secondo e al Terzo Principio della Termodinamica: espansione libera di un gas; Entropia e disordine, relazione di Boltzman ed enunciato di Nernst, definizione classica di Entropia. Spontaneità dei processi: contributo entropico ed entalpico, dipendenza dalla temperatura, Energia Libera di Gibbs, energie libere standard di reazione e formazione.

• La Trasformazione Chimica:

-Introduzione alla Reazione Chimica: equazioni chimiche e relativo bilanciamento, equilibrio omogeneo ed eterogeneo, coefficienti stechiometrici, resa e reagente limitante, equazioni ioniche, reazioni di ossidoriduzione, semireazioni, stato di ossidazione.

-Equilibrio e Costante di equilibrio: equilibrio dinamico, reversibilità delle reazioni legge di azione delle masse, cenni al concetto di attività; definizione di K_c e K_p e loro relazione; relazioni tra K e stechiometria dell’equazione chimica, quoziente di reazione. Equazione di van’t Hoff. Principio di Le Chatelier-Brown.

-Energia libera ed equilibrio: relazione tra quoziente di reazione, costante di equilibrio, variazioni di energia libera ed energia libera standard di reazione.

-Reazioni di trasferimento di protoni: acidi e basi di Arrhenius e di Brønsted-Lowry e di Lewis; forza di acidi e basi; pH e pKa. Miscele di acidi e di basi, Soluzioni tampone. Cenni alla titolazione acido-base.

-Solubilità: aspetti quantitativi: prodotto di solubilità e solubilità molari, effetto dello ione in comune, sali con anione basico ed effetto del pH sulla solubilità. 

-Reazioni di trasferimento di elettroni: Reazioni redox; semireazioni e bilanciamento; Pile chimiche: elettrodi (anodo e catodo), ponte salino, forza elettromotrice. Elettrolisi.

Sono previste tre sessioni di appelli per l'esame nelle date stabilite dal Calendario della Facoltà (Febbraio, Luglio, Settembre).

L'esame scritto (obbligatorio) se valutato sufficiente (voto ≥ 18) permette di accedere all'esame orale (facoltativo).

Sono anche previste due prove in itinere (Novembre e Gennaio). Le prove in itinere sono facoltative. Nel caso entrambe vengano valutate sufficienti (voto ≥ 18), esse permettono l'ottenimento dell’esonero dalla prova scritta del primo appello (Febbraio).