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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2013/2014
Scuola Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
Insegnamento 082603 - CHIMICA A
Docente Cametti Massimo
Cfu 6.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing - Civ (1 liv.)(ord. 270) - CO (344) INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE*AZZZZ082603 - CHIMICA A

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi
  • 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 Kc e Kp 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.


Note Sulla Modalità di valutazione

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).


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaD. W. Oxtoby, H. P. Gillis e A. Campion, Chimica Moderna , Editore: EdiSES
Risorsa bibliografica facoltativaJ. C. Kotz, P. M. Treichel e J. R. Townsend, Chimica, Editore: EdiSES
Risorsa bibliografica facoltativaM. S. Silberberg, Chimica - La natura molecolare della materia e delle sue trasformazioni , Editore: McGraw- Hill
Risorsa bibliografica facoltativaNivaldo J. Tro, Introduzione alla chimica , Editore: Pearson, Anno edizione: 2013

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
30.0
esercitazione
20.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
0.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese

Note Docente
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
25/02/2021