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Chimica generale ed inorganica I anno
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Di cosa parla
- Introduzione alla Chimica: Definizione della chimica, della materia (elementi, composti, miscele) e delle sue proprietà (fisiche, chimiche, intensive, estensive). Descrizione dei tre stati fondamentali della materia (solido, liquido, gassoso).
- Energia: Spiegazione dell'energia cinetica e potenziale (gravitazionale, elettrostatica). Concetti di radiazione elettromagnetica (modello ondulatorio, formule E=hν, λν=c, E=mc²), conservazione dell'energia, calore e temperatura. Unità di misura SI.
- Struttura Atomica:
- La mole e il numero di Avogadro come quantità di sostanza.
- Modelli atomici storici: Dalton (atomi, elementi, composti), Thomson (scoperta degli elettroni), Rutherford (modello planetario, nucleo), Bohr (stati stazionari, quantizzazione dell'energia).
- Meccanica quantistica: Principio di indeterminazione di Heisenberg, quanti di Planck, dualismo onda-particella di De Broglie.
- Equazione di Schrödinger: Orbitali atomici (s, p, d, f) e numeri quantici (principale n, secondario l, magnetico m, spin m_s).
- Composizione atomica: Protoni, neutroni, elettroni.
- Isotopi: Definizione, abbondanza naturale (es. Idrogeno).
- Massa atomica (u.m.a.), peso atomico, peso molecolare e massa molare.
- Configurazione Elettronica e Periodicità:
- Principi di riempimento degli orbitali: Aufbau, regola di Hund, principio di esclusione di Pauli.
- Tavola periodica: Gruppi, periodi, classificazione (metalli, non metalli, semimetalli).
- Proprietà periodiche: Energia di ionizzazione, affinità elettronica, raggio atomico.
- Numero di ossidazione e carica formale.
- Geometria molecolare (VSEPR): Lineare, trigonale planare, tetraedrica, bipiramidale, ottaedrica.
- Legami Chimici:
- Legame covalente: Condivisione di elettroni, legami σ e π, sovrapposizione di orbitali.
- Legame di coordinazione: Atomo centrale e leganti, numero di coordinazione.
- Legame ionico: Attrazione elettrostatica tra ioni, legge di Coulomb, struttura dei solidi ionici (es. NaCl).
- Legame metallico: Elettroni delocalizzati, proprietà dei metalli (conducibilità, malleabilità).
- Forze intermolecolari: Forze di Van der Waals (dispersione/London, orientazione, induzione), legami a idrogeno.
- Stati della Materia:
- Solidi: Cristallini e amorfi, impacchettamento compatto (esagonale, cubico a facce centrate), cavità (ottaedriche, tetraedriche).
- Gasi: Leggi dei gas ideali (Boyle, Charles-Gay-Lussac, Avogadro, Dalton) e equazione di stato (PV=nRT). Teoria cinetica dei gas. Equazione di Van der Waals per gas reali.
- Liquidi: Proprietà, punto di ebollizione e interazioni intermolecolari, tensione superficiale, viscosità.
- Termodinamica Chimica:
- Entalpia (ΔH): Variazioni in condizioni standard, legge di Hess.
- Spontaneità delle reazioni: Processi reversibili e irreversibili.
- Entropia (ΔS): Misura del disordine, relazione con la spontaneità.
- Energia libera di Gibbs (ΔG): Criterio di spontaneità (ΔG = ΔH - TΔS).
- Equilibrio Chimico: Concetto di equilibrio dinamico, costante di equilibrio (Keq), quoziente di reazione (Q), costante Kp (pressioni parziali) ed equilibri eterogenei.
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