Università degli studi dell'Insubria

CHIMICA GENERALE E INORGANICA

A.A. di erogazione 2016/2017

Laurea triennale in SCIENZE BIOLOGICHE
 (A.A. 2016/2017)

Docenti

Anno di corso: 
1
Tipologia di insegnamento: 
Base
Settore disciplinare: 
CHIMICA GENERALE E INORGANICA (CHIM/03)
Crediti: 
6
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
68
Dettaglio ore: 
Lezione (40 ore), Esercitazione (12 ore), Laboratorio (16 ore)

L'insegnamento si propone di fornire le basi per la comprensione delle proprietà macroscopiche della materia, partendo dalla struttura di atomi e molecole e dalle loro proprietà. Si sviluppano inoltre i criteri per comprendere la capacità di una sostanza di reagire, ovvero di rompere e formare legami, del modo in cui questo avviene e degli scambi energetici che ne derivano, relativamente alle possibilità delle applicazioni e del comportamento dei materiali. Le esercitazioni approfondiranno, in modo non solo numerico, gli aspetti trattati nelle lezioni.

Prerequisiti: 

Il corso inizia con elementari nozioni di base e non richiede alcuna precedente conoscenza chimica.

Costituzione e proprietà della materia (1,25 CFU–10 ore)
La materia: atomi e molecole, sostanze elementari e composte. Quantità di materia: la mole. Esempi di trasformazioni chimico-fisiche.
Struttura atomica, sistema periodico e cenni di meccanica quantistica: effetto fotoelettrico, relazione di De Broglie, principio di indeterminazione di Heisenberg, cenni all’equazione di Schrödinger. Numeri quantici e orbitali atomici. Struttura elettronica e proprietà degli atomi: principio di Pauli, regola di Hund e “aufbau prinzip”. Tavola periodica degli elementi e proprietà periodiche.
Legame chimico: struttura e proprietà delle sostanze. Legame ionico. Legame covalente e geometria delle molecole secondo la VSEPR. Ibridazione e numero sterico. Elettronegatività secondo Pauling e polarità delle molecole.
Stati di aggregazione della materia. Interazioni fra molecole. Legame a idrogeno. Stati di aggregazione: solido, liquido, gassoso. Solidi cristallini: solidi metallici, solidi ionici, solidi covalenti e solidi molecolari.
Nomenclatura chimica inorganica.
Termochimica e termodinamica chimica (0,625 CFU–5 ore)
Primo principio della termodinamica. Funzione di stato entalpia (H) e legge di Hess. Entalpia di formazione, di reazione e di combustione. Secondo e terzo principio della termodinamica: funzione di stato entropia (S) e funzione di stato energia libera di Gibbs (G).
Equilibrio chimico (0,625 CFU–5 ore)
Equilibrio chimico e costante di equilibrio: equilibri omogenei ed eterogenei. Principio dell'equilibrio mobile di Le Châtelier.
Liquidi e soluzioni (0,625 CFU–5 ore)
Proprietà delle soluzioni: soluzioni ideali, leggi di Raoult e di Henry. Equilibri di fase. Proprietà colligative delle soluzioni. Soluzioni colloidali. Diagrammi di fase a un componente.
Trasformazioni chimiche in soluzione acquosa (1,5 CFU–12 ore)
Reazioni di trasferimento di protoni: definizioni di acidi e basi. Scala di pH e calcolo del pH di soluzioni acide e basiche. Soluzioni tampone. Equilibri di solubilità.
Reazioni di trasferimento di elettroni: bilanciamento delle reazioni di ossido-riduzione, scala dei potenziali standard, equazione di Nernst. Previsione dell’andamento di una reazione. Elettrolisi e leggi di Faraday.
Chimica inorganica (0,375 CFU–3 ore)
Cenni sui principali elementi di interesse biologico.
Esercitazioni in aula (1 CFU–12 ore)

Massa atomica e molecolare, isotopi. Mole e numero di molecole. Bilanciamento delle reazioni. Relazioni ponderali nelle trasformazioni chimiche. Gas ideali e miscele gassose. Calcolo delle formule empiriche. Calcolo delle concentrazioni e stechiometria delle reazioni in soluzione acquosa. Struttura atomica e molecolare, legame chimico. Stati di aggregazione: solidi, liquidi, gas.
Entalpia di reazione e di combustione. Bilancio termico. Termodinamica ed equilibrio chimico. Proprietà colligative delle soluzioni. Acidità delle soluzioni e calcolo del pH. Differenza di potenziale di una pila chimica. Processi elettrolitici.

Il corso prevede lezioni frontali (5 CFU) ed esercitazioni in aula (1 CFU).
Nelle ore di lezione e di esercitazione, il trattamento degli argomenti è svolto anche con l’ausilio di presentazioni proiettate in aula, integrate dalla proiezione di filmati didattici.

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

La verifica dell’apprendimento consiste in una prova scritta basata sulla risoluzione di otto problemi relativi a: stechiometria e redox, geometrie molecolari, termodinamica, reazioni acido-base e solubilità, processi elettrochimici. Solo se la prova risulta sufficiente (≥ 18/30), lo studente è ammesso all’orale. La prova orale consiste in una discussione della prova scritta e una esposizione ragionata di argomenti scelti fra i principali del corso. Il voto finale è opportunamente mediato fra scritto e orale.

È comunque necessario l’ausilio di un testo di livello universitario (assolutamente sconsigliati libri delle superiori). Il libro raccomandato è:
D'Arrigo, Famulari, Gambarotti, Scotti, Chimica: Esercizi e Casi Pratici, Editore: EdiSES, Anno edizione: 2016

Libri consigliati per approfondimenti saranno indicati nelle prime lezioni.

Dispense, testi d’esame con risoluzione ed esercitazioni sono a disposizione dello studente sul sito e-learning

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A.A. 2019/2020

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2018/2019

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2017/2018

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2015/2016

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE