Syllabus del corso
Obiettivi
Obiettivo del corso è fornire un'adeguata conoscenza della chimica degli elementi e dei composti inorganici, con particolare attenzione agli andamenti periodici che caratterizzano la loro chimica e alle relazioni tra struttura, proprietà e reattività.
Conoscenze e capacità di comprensione
Lo studente, al termine del corso, dovrà conoscere i principi base della chimica inorganica e degli elementi dei gruppi principali e dei loro composti, in particolare per quel che riguarda la preparazione, le proprietà principali, la reattività e le applicazioni. Lo studente sarà in grado di mettere in relazione le proprietà degli elementi e dei gruppi con la posizione dell’elemento nella tavola periodica. Nel Laboratorio, inoltre, lo studente avrà appreso un certo numero di metodologie sperimentali per la sintesi di composti inorganici.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Al termine del corso lo studente sarà in grado di: descrivere in modo adeguato le caratteristiche e le proprietà dei gruppi principali; valutare la stabilità/reattività dei principali composti inorganici; utilizzare le metodologie sperimentali apprese in laboratori di sintesi di composti inorganici.
Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà essere in grado di: prevedere la stabilità/reattività di composti inorganici; individuare i composti più appropriati per una data applicazione/reazione in base alla conoscenze delle proprietà chimiche.
Abilità comunicative
Lo studente alla fine del corso dovrà essere in grado di descrivere gli argomenti affrontati con chiarezze e coerenza espositiva e proprietà di linguaggio
Capacità di apprendere
Lo studente dovrà essere in grado di affrontare i problemi e gli argomenti più complessi che verranno presentati nei successivi insegnamenti di chimica inorganica della laurea triennale e magistrale.
Contenuti sintetici
Il corso di Chimica Inorganica è articolato in due parti: a) gli argomenti fondamentali della chimica inorganica (struttura atomica, struttura molecolare e legame covalente, struttura dei solidi, simmetria molecolare, acidità e basicità, ossidazione e riduzione, composti di coordinazione, proprietà periodiche degli elementi); b) la chimica degli elementi dei gruppi principali e dei metalli di transizione
Il Laboratorio di Chimica Inorganica comprende una parte teorica di richiamo e approfondimento delle conoscenze di chimica inorganica alla base delle esperienze condotte in laboratorio ed una parte pratica di esperienze di sintesi e reattività di composti inorganici , svolte individualmente o a coppie, dedicate anche all'apprendimento delle principali tecniche del laboratorio sperimentale.
Programma esteso
Chimica Inorganica
Richiami di struttura atomica e periodicità degli elementi. – Introduzione al legame chimico. Il legame e le proprietà dei composti covalenti e ionici - La struttura dei solidi - Chimica acido-base e accettore-donatore – Reazioni di ossidazione e riduzione - Caratteristiche generali e periodicità degli elementi s e p e dei metalli di transizione – L’idrogeno – I gruppi 1 e 2 – Il gruppo del boro – Il gruppo del carbonio - Il gruppo dell’azoto – Il gruppo dell’ossigeno – Gli alogeni- La chimica dei metalli di transizione. Composti di coordinazione. Numero e simmetria di coordinazione. Classificazione dei leganti. Le costanti di stabilità. Il legame chimico nei composti di coordinazione. Reazioni dei complessi: sostituzione, redox, isomerizzazione.
Laboratorio di Chimica Inorganica
Esperienze di sintesi e reattività di composti dei gruppi principali e dei metalli di transizione: 1) Sintesi ed analisi termica degli ossalati idrati del gruppo II; 2) Sintesi di polisilossani; 3) Le proprietà acide del boro: sintesi e reattività dell'anione tetrafluoroborato; 4) Gli stati di ossidazione dello stagno: sintesi degli ioduri di Sn(II) e Sn(IV); 5) Sintesi di acetilacetonati dei metalli di transizione; 6) Sintesi in emulsione e proprietà di ZnO.
Prerequisiti
Conoscenze di base riguardanti la Chimica Generale e il Laboratorio di Chimica Generale.
Superamento dell’esame di Chimica Generale e Inorganica e Laboratorio del primo anno del corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Chimiche
Modalità didattica
Il corso di Chimica Inorganica è organizzato in lezioni frontali in cui gli argomenti sono esposti con l'ausilio di presentazioni (power point) o alla lavagna. Le dispense di lezione sono fornite agli studenti su piattaforma e-learning.
Il Laboratorio di Chimica inorganica prevede esperienze di laboratorio individuali o a coppie precedute da brevi lezioni frontali esplicative con l'ausilio di presentazioni (power point) o alla lavagna. La frequenza del Laboratorio è obbligatoria.
Nel periodo di emergenza Covid-19 le lezioni si svolgeranno da remoto asincrono con lezioni videoregistrate riportate nella pagina e-learning dell'insegnamento e con eventi in videoconferenza sincrona. Le esperienze di laboratorio si svolgeranno in presenza secondo modalità che rispettino le procedure di sicurezza dovute all’emergenza Covid-19.
Materiale didattico
Le dispense delle lezioni frontali di Chimica Inorganica, esercizi di apprendimento degli argomenti principali di chimica inorganica e le dispense con la descrizione delle Esperienze di Laboratorio sono forniti dal docente sulla piattaforma e-learning.
Testo di Chimica Inorganica indicato dal Docente (P. Atkins, T. Overton, J. Rourke, M. Weller, F. Armstrong, Chimica Inorganica, Zanichelli)
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre del secondo anno del Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Chimiche
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Laboratorio
La valutazione, relativa all'attività del laboratorio, comprende: la frequenza del laboratorio (almeno 5 presenze su 6) e la valutazione delle relazioni di laboratorio relativa a chiarezza espositiva e appropriata terminologia chimica; precisione e correttezza nel riportare calcoli, grafici e risultati numerici; correttezza dei commenti sintetici relativi ad ogni esperimento di laboratorio (relazione in formato cartaceo, votazione da 0 a 5 ). La valutazione positiva delle relazioni di laboratorio (punteggio medio di 3 su un totale di almeno 5 esperienze) consente l'accesso alla prova orale. Lo studente acquisisce i CFU del corso di Laboratorio superando un esame orale finale eseguito in concomitanza con quello di Chimica Inorganica.
Chimica Inorganica
Esame orale sugli argomenti del corso. L'esame orale verrà valutato
secondo i seguenti criteri: congruenza
delle risposte alle domande proposte; conoscenza
delle proprietà generali di un elemento o di un gruppo di elementi e relative nozioni di dettaglio; conoscenza delle relazioni fra le caratteristiche dei diversi elementi/gruppi
e la loro posizione nella tavola periodica; uso appropriato della
terminologia chimica e capacità di scrittura delle equazioni chimiche
bilanciate;
Il voto finale corrisponde ad una somma ponderata della valutazione delle due parti.
Nel periodo di emergenza Covid-19 gli esami orali saranno solo telematici. Verranno svolti utilizzando la piattaforma WebEx e nella pagina e-learning dell'insegnamento verrà riportato un link pubblico per l'accesso all'esame di possibili spettatori virtuali.
Aims
Aim of the course is to give a deep knowledge of the chemistry of the elements and the inorganic compounds, focusing on the relationships between structure, properties and reactivity.
Knowledge and understanding.
Students, by the end of the course, will learn the basic principles of the inorganic chemistry and of the elements and main groups, in particular regarding preparation, reactivity and applications. The students will be able to relate the properties of the elements and of the groups with the position of the elements in the periodic table. Moreover, in the laboratory the students will learn some main experimental methodologies for the synthesis of inorganic compounds.
Applying knowledge and understanding.
By the end of the course, students will be able to describe adequately characteristics and properties of the main groups; to evaluate the stability/reactivity of the main inorganic compounds; to use the learnt experimental methodologies in laboratories for the synthesis of inorganic compounds.
Making judgments.
By the end of the course, students will become able to predict the stability/reactivity of the main inorganic compounds and to individuate the proper compounds to carry out a specific application/reaction based on the knowledge of their chemical properties.
Communication skills.
By the end of the course, students will be able to describe the topics of the course with clarity, coherence, and command of language.
Learning skills.
By the end of the course, students will have developed the ability to solve and face with more complex exercises, arguments and experiments.
Contents
The course of Inorganic Chemistry is organized in two parts: a) the fundamental topics of inorganic chemistry (atomic structure, molecular structure and chemical bond, structure of the solids, molecular symmetry, acid and base, oxidation and reduction, coordination compounds, periodic properties of the elements); b) the chemistry of the elements of the main groups and of transition metals.
The Laboratory of Inorganic Chemistry provides a theoretical part to recall and examine in depth the basic knowledge of inorganic chemistry necessary for lab experiments and a practical part of experiments of synthesis and reactivity of inorganic compounds, performed individually or in couple, also devoted to learning the main experimental lab techniques.
Detailed program
Inorganic Chemistry.
Atomic structure – Introduction to the chemical bond. The bonding and the properties of covalent and ionic compounds – The structure of the solids - Chemistry of acid/base and donor/acceptor.- Reactions of oxidation and reduction – Main properties and periodicity of s and p groups and of transition metals. - Hydrogen – Groups 1 and 2 – Group of boron – Group of carbon – Group of nitrogen – Group of oxygen – Halogens- The chemistry of transition metals. Coordination compounds. Coordination number and symmetry. Classification of ligands. The constant of stability. The chemical bond in the coordination compounds. Reaction of complexes: substitution, redox, isomerization.
Laboratory of Inorganic Chemistry .
Experiences of synthesis and reactivity of the main group element and of transition metals: 1)Synthesis and thermal analysis of oxalates hydrate of Group II; 2) Synthesis of polysiloxanes; 3) The acid properties of boron: synthesis and reactivity of tetrafluoroborate; 4) The oxidation states of tin: synthesis of Sn(II) and Sn(IV) iodides; 5) Synthesis of transition-metal acetylacetonates; 6) Emulsion synthesis and properties of ZnO.
Prerequisites
Basic knowledge concerning the General Chemistry and the Laboratory of General Chemistry.
Positive evaluation of General and Inorganic Chemistry and Laboratory Exam of the first year of the Degree Course)
Teaching form
The course of Inorganic Chemistry is organized in lectures, where syllabus topics are exposed with the help of slide presentation (power point) or blackboard explanation. The lessons presentation will be supplied to the students on the e-learning platform.
The Laboratory of Inorganic Chemistry provides individual or in couple laboratory experiences preceded by brief explanatory lectures with the help of slide presentation (power point) or blackboard explanation. The attendance of the Laboratory is compulsory
Textbook and teaching resource
Slides of the lectures of Inorganic Chemistry, Learning exercises of the main topics of Inorganic Chemistry and lecture notes of the Laboratory experiences are supplied by the lecturer in e-learning platform
Textbook of Inorganic Chemistry suggested by the lecturer (P. Atkins, T. Overton, J. Rourke, M. Weller, F. Armstrong, Inorganic Chemistry, Oxford University Press)
Semester
Second semester of the second year of the Degree Course.
Assessment method
Laboratory
The assessment of the Lab activity, is composed by : the attendance to the Lab (at least 5 on 6 experiments) and the evaluation of the final report including clarity of the presentation; precision and accuracy in reporting calculations, graphics, and numerical results; and correctness of the synthetic comments for each laboratory experiments (in printed format, marks in the 0-5 range). The positive evaluation of the laboratory reports (average score of 3 respect to at least 5 experiences) allows the admission to the oral exam. The student acquires the CFU of the Laboratory course passing a final oral examination performed in conjunction to that of Inorganic Chemistry.
Inorganic Chemistry
Oral exam on the main topics of the course. The oral exam will be graded according the following criteria: answer/question congruence; knowledge of the general properties of elements or groups of elements and related detailed concepts; knowledge of the relations between the characteristics of the different elements/groups and their position in the periodic table; appropriate use of the chemical terminology and capability of writing balanced chemical equations.
The final grade corresponds to a weighted sum of the results of the two parts of the course.
Office hours
From Monday to Friday by appointment.