Programma:

La chimica come scienza
. Definizione del suo campo di interesse. Materia, sostanze, proprietà, sistemi, fase. Struttura: proprietà e trasformazioni. Il linguaggio della chimica. Simboli, formule, equazioni.
Le basi quantitative
La legge di conservazione della massa e della massa - energia. Unità di massa atomica. I concetti di massa atomica relativa, massa molecolare, mole, massa equivalente. Il numero di Avogadro. Espressioni della concentrazione: molarità, normalità, frazione molare, percentuali in volume ed in peso, parti per milione.
La struttura dell’atomo
L’esperimento di Rutherford. L’ipotesi di Bohr: la quantizzazione e i numeri quantici Il principio di indeterminazione di Heisemberg e l’equazione di De Broglie. Le funzioni d’onda e l’equazione di Schroedinger. Gli orbitali.
Il sistema periodico degli elementi e proprietà periodiche
Raggio atomico, volume atomico, energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività, carattere metallico.
Il legame chimico
Energia di legame, angolo di legame, distanza di legame. Il modello del legame ionico. Il legame covalente: l’ibridazione degli orbitali e la geometria delle molecole; il momento di dipolo; la teoria del legame di valenza e dell’orbitale molecolare (cenni). Il legame metallico e la conducibilità elettrica nei materiali: conduttori, semiconduttori ed isolanti; drogaggio. Le interazioni deboli: ponti idrogeno, forze di Van der Waals e di London.
Gli stati di aggregazione della materia
Solidi ionici, covalenti, molecolari e metallici. Lo stato cristallino: proprietà e difetti dei cristalli: Conduttori, semiconduttori, isolanti. I liquidi e le soluzioni. I gas: il modello dei gas ideali e le equazioni di stato. La liquefazione dei gas. I gas reali e le equazioni di stato.
Le trasformazioni chimiche
Elementi di termodinamica: trasformazioni reversibili e irreversibili. Il primo principio e la termochimica: le funzioni energia interna ed entalpia. Entalpia ed entalpia standard di reazione. La legge di Hess. Il secondo principio della termodinamica e la funzione entropia. Il terzo principio. La spontaneità di un processo e le funzioni energia libera di Gibbs.
L’equilibrio chimico
La costante di equilibrio. L’equazione di Van’t Hoff. Il principio di Le Chatelier. L’equilibrio ionico in soluzione acquosa: il concetto di acido e base; il pH. Idrolisi.
Cenni di termodinamica elettrochimica
Le pile: teoria del doppio strato elettrico; forza elettromotrice di una pila ed equazione di Nernst. Elettrodi di riferimento e potenziali redox. L’elettrolisi e le leggi di Faraday alcuni esempi di elettrolisi in soluzione acquosa e allo stato fuso. Il fenomeno della corrosione nei metalli.
Introduzione alla Chimica Organica
Idrocarburi alifatici ed aromatici. Nomenclatura IUPAC. Materiali polimerici, polimerizzazioni e correlazioni struttura-proprietà delle classi principali dei in funzione delle loro applicazioni.

Testi di riferimento:

A. MUNARI, A. R. MICHELIN, Fondamenti di Chimica per le Tecnologie, CEDAM.