Programma di: CHIMICA GENERALE ED INORGANICA
Corso di Laurea in Scienze Biologiche
Anno Accademico 1996/97

Prof. N.Marsich
tel. 6763939

Ultimo aggiornamento: October 28, 1996

CHIMICA GENERALE

Introduzione. Definizioni. Unita' di misura. Errori nelle misure e cifre significative. Calcoli numerici.
Atomi ed elementi. Struttura della materia. Elementi, composti e miscele. Leggi delle combinazioni chimiche. Teoria atomica di Dalton. Atomi ed elementi. Isotopi. Numero e peso atomico. Tavola periodica degli elementi.
Molecole e composti. Molecole e formule molecolari. Massa molecolare e peso molecolare. Numero di Avogadro. Concetto di mole.
Nomenclatura dei composti. Metalli, non metalli e metalloidi. Ossidi. Acidi e basi. Sali. Composti ionici e composti molecolari.
Stechiometria delle reazioni chimiche. Le reazioni chimiche. Equazioni chimiche e loro bilanciamento. Calcoli stechiometrici. Composizione percentuale e analisi elementare. Resa delle reazioni e agente limitante. Reazioni in soluzione acquosa. Equazioni ioniche nette. Come si esprime la concentrazione.
Energia nelle reazioni chimiche (Termochimica).Energia e sue unita' di misura. Energia interna. Calore specifico e capacita' termica. Calorimetria. Entalpia e calori di reazione. Legge di Hess.

Struttura dell'atomo. Le particelle subatomiche. La radiazione elettromagnetica e lo spettro atomico. Atomo di Bohr. Descrizione quantomeccanica dell'atomo e funzioni d'onda.
Configurazione dell'atomo. Numeri quantici e orbitali. Principio di Pauli e regola di Hund. Conformazione elettronica degli elementi e tavola periodica. Proprieta' periodiche: grandezza degli atomi e degli ioni, energia di ionizzazione e affinita' elettronica.
Legame chimico e struttura molecolare. Distribuzione degli elettroni. Legame ionico e covalente. Simboli e struttura di Lewis. Regola dell'ottetto. Risonanza. Elettronegativita'. Momento dipolare e polarita' delle molecole. Forma delle molecole (teoria VSEPR). Teoria del legame di valenza. Orbitali ibridi. Legami e . Legami multipli. Alcune strutture di molecole inorganiche e organiche. Teoria degli orbitali molecolari. Forze intermolecolari deboli. Legame idrogeno.

Gas. Proprieta' dei gas. Leggi dei gas ideali. Equazioni di stato dei gas ideali. Miscele di gas e pressioni parziali. Teoria cinetica dei gas. Effusione e diffusione. Gas non ideali ed equazione di van der Waals.
Liquidi. Transizione di stato ed equilibri di fase. Tensione di vapore. Tensione superficiale. Viscosita'. Diagrammi di stato dell'acqua e dell'anidride carbonica. Proprieta' dell'acqua.
Solidi. Solidi ionici, covalenti, molecolari e metallici. Reticoli cristallini.
Soluzioni. Tipi di soluzioni. Processo di dissoluzione. Unita' di concentrazione. Legge di Raoult. Proprieta' colligative. Osmosi. Solubilita'. Colloidi e dispersioni colloidali.

Cinetica chimica. Velocita' di una reazione chimica. Relazione tra concentrazione e tempo. Relazione tra velocita' e temperatura. Meccanismo di reazione. Energia di attivazione. Catalisi.
Termodinamica chimica. Concetti generali. Prima legge della termodinamica. Variazioni entalpiche e spontaneita'. Entropia e spontaneita'. Seconda legge e terza legge della termodinamica. Energia libera di Gibbs criteri di spontaneita'. La costante di equilibrio.
Equilibrio chimico. Legge d'azione di massa. Costante di equilibrio. Quoziente di reazione. Equilibri omogenei ed eterogenei. Grado di dissociazione. Principio di Le Chatelier.

Chimica degli acidi e delle basi
- Prodotto ionico dell'acqua, pH, pOH e pKw. Elettroliti forti e deboli. Acidi e basi secondo Arrhenius e Brönsted-Lowry. Coppie coniugate di acido-base. Forza degli acidi e basi. Soluzioni acquose di acidi e basi forti e deboli. Grado di ionizzazione. Acidi poliprotici. Effetto ione a comune. Acidi e basi secondo Lewis. Legami covalenti dativi e ioni complessi. Reazioni tra acidi e basi. Idrolisi di sali. Soluzioni tampone. Titolazioni acido-base. Stechiometria nelle titolazioni. Equivalenti e normalita'. Indicatori acido-base. Diagrammi di neutralizzazione.
Reazioni di precipitazione
- Sali poco solubili e prodotto di solubilita'. Solubilita' e Kps. Solubilita' e ione a comune. Influenza del pH sulla solubilita'. Precipitazioni selettive. Solubilita' e ioni complessi. Equilibri simultanei. Reazioni di ossido-riduzione. Numeri di ossidazione. Bilanciamento delle equazioni. Reazioni redox in laboratorio. Pesi equivalenti e normalita'. Titolazioni redox.

Unita' di misure elettriche. Conducibilita' delle soluzioni acquose. Coducibilita' specifica ed equivalente. Cella conduttometrica. Legge di Kolhrausch.

Celle elettrochimiche e celle elettrolitiche. Potenziali standard di riduzione. Forza elettromotrice di una pila. Energia libera e f.e.m. Celle voltaiche in condizione non standard: equazione di Nernst. F.e.m. e costante di equilibrio. Pile a concentrazione. Determinazioni potenziometriche del Kps e del pH. Elettrodi indicatori e di riferimento. Piaccametro. Elettrolisi e sue leggi. Elettrolisi di sali fusi e di soluzioni acquose. Elettrolisi dell'acqua.Batterie comuni e accumulatori. Corrosione dei metalli.

Natura della radioattivita'. Effetti della radiazione e unita' di misura. Reazioni nucleari. Stabilita' dei nuclei. Velocita' di decadimento radioattivo e periodo di semitrasformazione. Datazione radiochimica. Traccianti.

Composizione dell'atmosfera e circolazione dei suoi componenti. L'ozono: importanza e sua decomposizione. Acque marine: composizione chimica. Acque dolci: durezza e addolcimento, BOD e qualita' delle acque. Inquinamento ambientale: aria, acque e suolo.

La chimica dell'idrogeno: sintesi, reattivita' e usi.
Metalli alcalini: Li, Na e K. Proprieta' e composti piu' comuni.
Metalli alcalino-terrosi: Mg, Ca, Sr e Ba. Proprieta' ed usi. La loro chimica: alogenuri, ossidi e carbonati. Effetti biologici.
Elementi del gruppo 3A: B e Al. La loro chimica: ossidi, idrossidi, alogenuri e idruri. Minerali piu' comuni dell'alluminio.
Elementi del gruppo 4A: C, Si, Sn e Pb. Minerali piu' comuni. La loro chimica: ossidi del carbonio, silice e silicati, alogenuri del carbonio, carburi e ossidi dello stagno e del piombo.
I non metalli del gruppo 5A: N e P. Proprieta' degli elementi. Composti con l'idrogeno e con l'ossigeno ( ossidi, ossiacidi e sali)
I non metalli del gruppo 6A: O e S. Proprieta' degli elementi. Composti dell'ossigeno (ossidi, perossidi e superossidi ). Ozono e l'atmosfera. Chimica dello zolfo: ossidi, ossiacidi e sali.
Gli alogeni: F, Cl, Br e I. Proprieta' ed usi. La chimica degli acidi alogenidrici, degli ossiacidi e dei sali.
Gli elementi di transizione. Proprieta' fisiche e configurazione elettroniche. Stati di ossidazione. Principali proprieta' chimiche di: Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ag, Hg. Proprieta' magnetiche.
La chimica dei composti di coordinazione. Struttura dei complessi. Leganti e chelanti. Numeri di coodinazione e struttura geometrica. Complessi nei sistemi viventi. Nomenclatura. Isomeria. Colore e magnetismo. Teoria del campo cristallino (complessi tertaedrici)

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