Università degli studi dell'Insubria

Modulo A

A.A. di erogazione 2016/2017
Insegnamento obbligatorio

Laurea triennale in INGEGNERIA PER LA SICUREZZA DEL LAVORO E DELL'AMBIENTE (A.A. 2016/2017)
Anno di corso: 
1
Tipologia di insegnamento: 
Base
Settore disciplinare: 
CHIMICA GENERALE E INORGANICA (CHIM/03)
Crediti: 
9
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
72
Dettaglio ore: 
Lezione (72 ore)

Il Modulo A del corso, implementato per essere adeguato a studenti di corsi di laurea di tipo scientifico, propone un’ampia e puntuale introduzione ai principi basilari, teorici e sperimentali della chimica generale, con frequenti richiami al mondo reale. Quali risultati dell’apprendimento, ci si attende la comprensione approfondita i) del modello atomico e la sua applicazione alle configurazioni elettroniche e alla tavola periodica; ii) degli aspetti di termochimica e cinetica trattati; iii) della teoria degli acidi e delle basi; iv) dell’equilibrio chimico. È altresì auspicata la capacità di i) elaborare formule di Lewis; ii) prevedere la stereochimica mediante la teoria VSEPR; iii) rappresentare diagrammi degli orbitali molecolari per molecole biatomiche semplici; iv) eseguire semplici calcoli di stechiometria (incluso il bilanciamento di reazioni). Infine, è fondamentale apprendere a utilizzare proprietà periodiche, interazioni intermolecolari, concetti di termodinamica, cinetica ed equilibrio chimico per l’interpretazione della vasta fenomenologia della chimica generale.

Prerequisiti: 

È prerequisito fondamentale per affrontare le tematiche del Modulo A del corso la conoscenza di nozioni e di fondamenti di base di matematica (e.g. integrale, esponenziale, logaritmo, derivata, vettore, tensore, matrice…) e di fisica (e.g. i concetti di forza, pressione, velocità, energia potenziale, energia cinetica…).

I contenuti principali del Modulo A sono riassumibili come segue:
1.Definizioni di materia, stati di aggregazione, elemento, composto, miscela, atomo, isotopo.
2.Evoluzione del modello atomico. Cenni di meccanica quantistica: equazione d’onda di Schroedinger per atomi idrogenoidi e polielettronici; orbitale atomico; spin elettronico; configurazioni elettroniche degli elementi.
3.La tavola periodica e le proprietà periodiche: raggi atomico, ionico, metallico, covalente; energie di ionizzazione, affinità elettroniche, elettronegatività.
4.Il legame ionico: energia reticolare, ciclo di Born-Haber. Il legame covalente: formule di Lewis e loro eccezioni; legame covalente parzialmente polare, dativo e coordinativo. Teoria ‘Valence Shell Electron Pair Repulsion’. Modello dell’orbitale ibrido di legame. Modello dell’orbitale molecolare. Il legame metallico: teoria del mare di elettroni; teoria delle bande per metalli e semiconduttori.
5.Stati liquido, solido e gassoso. Transizioni di fase e diagrammi fase.
6.Termodinamica chimica: entalpia, entropia, energia libera di Gibbs; primo, secondo e terzo principio della termodinamica.
7.Equilibrio chimico: costanti termodinamiche di equilibrio; principio di Le Chatelier.
8.Cinetica chimica: velocità di reazione; reazione di ordine primo, secondo, zero; equazione di Arrhenius; teoria ‘delle collisioni’ e ‘del complesso attivato’.
9.Acidi e basi: definizioni di Arrhenius, Broensted, Lewis; equilibri acido-base; costanti di ionizzazione acida e basica; scala di pH. pH di soluzioni acquose di acidi forti, di acidi deboli, di basi forti, di basi deboli; titolazioni.
10.Cenni di radiochimica e chimica nucleare.
11.Equilibri di solubilità in acqua. Sali poco solubili: l’effetto dello ione comune; effetto della dissoluzione di un sale sul pH in soluzione acquosa.
12.Cenni di elettrochimica.
13.Stechiometria: il rapporto tra massa e mole; il bilanciamento delle reazioni; la preparazione di soluzioni non reattive o reattive; lo svolgimento di reazioni in assenza o in presenza di agente limitante.

Il Modulo A ed il Modulo B dell’insegnamento non prevedono l’adozione di un unico testo di riferimento. I docenti consigliano un insieme di testi di chimica generale, di chimica organica di livello universitario in lingua italiana o inglese, tra i quali gli studenti possono scegliere quello a loro più congeniale. L’insieme di testi suggeriti non viene citato in questa sede in quanto può variare ogni Anno Accademico, in funzione dell’uscita eventuale di nuove pubblicazioni. A integrazione delle lezioni, il docente del Modulo B fornisce le slides proiettate, che sono da considerarsi linee guida allo studio, non già materiale sostitutivo di un libro di testo.
Per il Modulo B uno dei testi consigliati è il seguente:
John McMurry - Fondamenti di Chimica Organica - 4a edizione Zanichelli

Ciascuno dei due Moduli dell’insegnamento prevede una prova finale con attribuzione di un voto. L’esito di ogni prova è in trentesimi: la prova si ritiene superata se il candidato ottiene una votazione pari ad almeno 18/30. Il voto finale è la media, pesata sul numero di crediti, dell’esito delle due prove.
La prova relativa agli argomenti del Modulo A è un esame scritto delle durata di 3 ore. Si tratta di quesiti a risposta multipla in numero sufficiente a coprire tutti gli argomenti svolti a lezione, inclusi gli esercizi di stechiometria. A ogni risposta corretta viene attribuito 1 punto, mentre alle risposte sbagliate viene attribuito punteggio nullo.
La prova relativa al Modulo B è un esame scritto della durata di circa 2-2,5 ore in cui vi sono domande in forma aperta, quesiti a risposta breve ed anche domande a risposta multipla sull’intero programma svolto durante il corso. A ogni risposta corretta viene attribuito un punteggio, mentre alle risposte sbagliate viene attribuito punteggio nullo.
Il punteggio totale acquisito dal candidato in ogni prova scritta viene normalizzato in modo da essere espresso in trentesimi. A seguito della pubblicazione dei voti, i docenti del Modulo A e del Modulo B offrono la possibilità, molto spesso disattesa, di visionare gli scritti, convocando ad hoc i candidati.