Course Syllabus
Obiettivi
Le lezioni in aula sono intese a fornire una prima alfabetizzazione chimica rigorosa agli studenti che si accingono allo studio della disciplina. La parte di esercitazioni prevede l’acquisizione degli elementi di base della stechiometria, cioè degli aspetti numerici dei più semplici concetti chimici.
- Conoscenze e capacità di comprensione
Lo studente deve dimostrare di possedere le conoscenze e gli strumenti metodologici basilari necessari per interpretare i fenomeni alla base delle trasformazioni chimiche. Lo studente deve essere in grado di individuare autonomamente le sostanze e le relative proporzioni di mescolamento con cui preparare sistemi (tipicamente soluzioni) con proprietà chimico-fisiche definite (es. volume, concentrazione, pH, potenziale di cella). Lo studente deve essere in grado di definire le grandezze termodinamiche e la cinetica di una reazione chimica. Lo studente deve familiarizzare con i termini propri della disciplina, e spiegare a persone non esperte le nozioni di base sulle relazioni proprietà/struttura della materia, le sue trasformazioni e le applicazioni a sistemi semplici. - Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Lo studente deve dimostrare di essere in grado di risolvere problemi base concernenti la manipolazione di sostanze chimiche, prevedendone la capacità di trasformarsi, la reattività e il comportamento nelle soluzioni acquose. - Autonomia di giudizio
Lo studente ha la capacità di raccogliere e interpretare i dati ritenuti utili a determinare la risposta ad un problema quantitativo o qualitativo dato, inclusa la riflessione su temi di reattività e comportamento chimico e fisico delle sostanze. - Abilità comunicative
Lo studente sa comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti. - Capacità di apprendimento
Lo studente sviluppa quelle capacità di apprendimento che sono necessarie per intraprendere studi successivi con un alto grado di autonomia.
Contenuti sintetici
La materia. Gli atomi e la teoria atomica. Gli isotopi. I composti chimici. Le reazioni chimiche. Ossidoriduzioni. Gas. Termochimica. Elettroni negli atomi. Tavola periodica. Legame chimico. Forze intermolecolari. Liquidi. Solidi. Diagrammi di fase. Soluzioni. Cinetica chimica. Equilibrio. Acidi e basi. Elettrochimica.
Programma esteso
La materia: sue proprietà e misura, errori, cifre significative
Gli atomi e la teoria atomica, Gli isotopi
I composti chimici: formule, mole, stati di ossidazione, nomenclatura
Le reazioni chimiche: equazioni, tipi e bilanciamenti
Ossidoriduzioni
Gas: leggi dei gas, gas ideali, gas reali, equazioni, teoria cinetico-molecolare, miscele di gas
Termochimica: terminologia, calore, entalpia, variazioni di entalpia, legge di Hess, breve accenno al concetto di spontaneità ed energia libera
Elettroni negli atomi: concetti base di chimica quantistica, spettri atomici, orbitali, configurazioni atomiche
Tavola periodica: gruppi, periodi, periodicità delle proprietà (PI, AE, elettronegatività e raggio atomico)
Legame chimico: covalente, covalente polare, ionico, metallico, formule di Lewis, VSEPR, ibridizzazione
Forze intermolecolari
Liquidi: tensione di vapore
Solidi: tipi di solidi, sistemi cristallini, reticoli cubici, coordinazione, diffrazione a raggi X
Diagrammi di fase
Soluzioni: solubilità, concentrazioni, miscelazioni, diluizioni, proprietà colligative
Cinetica chimica: teoria delle collisioni, costanti cinetiche, ordine di reazione, Arrhenius, catalisi
Equilibrio: omogeneo, eterogeneo, costanti, quoziente di reazione, Principio di Le Chatelier
Acidi e basi: teorie di Arrhenius e Bronsted-Lowry, autoionizzazione dell'acqua, forti, deboli, poliprotici, approssimazioni, idrolisi, tampone, curve di titolazione
Elettrochimica: pile, potenziali standard, elettrodo di riferimento a idrogeno, equazione di Nernst, potenziali di elettrodo, relazione con la costante di equilibrio, elettrolisi
Prerequisiti
Conoscenze di base di matematica.
Modalità didattica
28 lezioni da 2 ore in presenza, Didattica Erogativa
Materiale didattico
Testi suggeriti:
Chimica Generale Petrucci, Herring, Madura, Bissonnette (Piccin) + Soluzione degli esercizi.
Chimica Moderna, Oxtoby, Gillis, Butler (Edises).
Stechiometria, Caselli, Rizzato, Tessore (Edises).
Stechiometria, Bertini, Luchinat, Mani (Casa Editrice Ambrosiana).
Stechiometria per la chimica generale, Michelin Lausarot, Vaglio (Piccin).
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
L'esame di Chimica Generale si articola in una prova scritta e in un prova o colloquio orale.
La prova scritta può anche essere sostituita da due prove scritte parziali:
la prima prova scritta parziale viene svolta nella pausa didattica di Novembre e consiste in 3 esercizi di stechiometria sugli argomenti svolti durante la parte di corso sino alla pausa didattica e un esercizio di nomenclatura chimica (nome del composto data la formula oppure formula dato il nome del composto);
la seconda prova scritta parziale si svolge subito dopo la fine del corso e consiste in 3 esercizi di stechiometria sugli argomenti svolti nella seconda parte del corso dopo la puasa didattica di Novembre.
Sono ammessi alla seconda prova parziali solo colaoro che abbiano superato la prima con una votazione superiore o uguale a 18/30.
In alternativa alle due prove parziali o per coloro che non le abbiano superate, si propone una prova scritta totale che consiste in 5 esercizi di stechiometria su tutti gli argomenti svolti durante il corso. Ad ogni appello d'esame, durante tutto l'anno, è possibile svolgere la prova totale.
Coloro che abbiano superato le due prove parziali con una votazione maggiore o uguale a 18/30 e che siano in regola con la frequentazione del corso di laboratorio e la consegna delle relazioni di laboratorio, sono ammessi alla prova orale.
La prova orale può essere svolta nello stesso appello d'esame in cui si è svolta la prova scritta (o il primo appello per coloro che abbiano superato le prove parziali) oppure nei due appelli successivi (il secondo o il terzo per coloro che abbiano superato le prove parziali).
Nel caso in cui il candidato non si presentasse alla prova orale o non la superasse in queste tre occasioni , dovrà svolgere e superare nuovamente la prova scritta per essere ammesso nuovamente alla prova orale.
La prova orale consiste in un primo quesito di nomenclatura, di determinazione di configurazione atomica o geometria molecolare. Seguono alcune domande aperte sui vari argomenti svolti nel corso di Chimica Generale.
La valutazione positivi (18-30L) viene stabilita secondo i seguenti criteri:
18-19: preparazione su un numero ridotto di argomenti presenti nel programma del corso, con capacità di trattazione e analisi limitate che, nel caso della prova orale, emergono solo a seguito dell’aiuto e delle domande del docente; competenza espositiva e lessico non sempre corretti, con una capacità di elaborazione critica limitata;
20-23: preparazione su una parte degli argomenti presenti nel programma del corso, capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente pratiche ed esecutive, uso di un lessico corretto anche se non del tutto accurato e chiaro e di una capacità espositiva a tratti incerta;
24-27: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati nel programma del corso, capacità di svolgere in modo autonomo l’argomentazione e l’analisi critica, capacità di applicazione delle conoscenze ai contesti e collegamento dei temi a casi concreti, uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare;
28 – 30/30L: preparazione completa ed esaustiva sugli argomenti in programma d’esame, capacità personale di trattazione autonoma e di analisi critica dei temi, capacità di riflessione e autoriflessione e di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti, ottima capacità di pensiero critico e autonomo, piena padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione, riflessione e di autoriflessione, capacità di collegamenti ad altre discipline.
Orario di ricevimento
Il docente riceve su appuntamento.
Sustainable Development Goals
Aims
The lectures aim at providing a first rigorous alphabetization in chemistry to those students who have just started the study of this discipline. The exercises aim at providing the fundaments of stoichiometry, i.e. the numerical aspects of the simplest chemical concepts.
- Knowledge and understanding
The student must demonstrate that he/she possesses the basic knowledge and methodological tools necessary to interpret the phenomena underlying chemical transformations. The student must be able to independently identify the substances and the relative mixing proportions with which to prepare systems (typically solutions) with defined chemical-physical properties (e.g. volume, concentration, pH, cell potential). The student must be able to define the thermodynamic quantities and the kinetics of a chemical reaction. The student must familiarize himself/herself with the terms specific to the discipline, and explain to non-experts the basic notions on the property/structure relationships of matter, its transformations and applications to simple systems. - Applied knowledge and understanding
The student must demonstrate that he/she is able to solve basic problems concerning the manipulation of chemical substances, predicting their ability to transform, their reactivity and their behavior in aqueous solutions. - Autonomy of judgment
The student has the ability to collect and interpret data deemed useful to determine the answer to a given quantitative or qualitative problem, including reflection on issues of reactivity and chemical and physical behavior of substances. - Communication skills
The student is able to communicate information, ideas, problems and solutions to specialist and non-specialist interlocutors. - Learning ability
The student develops those learning skills that are necessary to undertake subsequent studies with a high degree of autonomy.
Contents
Matter. Atoms and atomic theory. Isotopes. Chemical compounds. Chemical reactions. Redox reactions. Gases. Thermochemistry. Electrons in atoms. Periodic Table. Chemical bond. Intermolecular forces. Liquids. Solids. Phase diagrams. Solutions. Chemical kinetics. Equilibrium. Acids and basis. Electrochemistry.
Detailed program
Matter: properties and measure, error, significant figures.
Atoms and atomic theory. Isotopes.
Chemical compounds: formulas, moles, oxidation states, nomenclature.
Chemical reactions: equations, types and balancing.
Redox reactions
Gases: gas laws, ideal gas, real gas, equations, kinetic-molecular theory, gas mixtures.
Thermochemistry: terminology, heat, enthalpy, enthalpy changes, Hess law, spontaneous processes, free energy.
Electrons in atoms: basic concepts in quantum chemistry, atomic spectra, orbitals, atomic configurations.
Periodic Table: groups, periods, periodicity of properties (IP, EA, electronegativity and atomic radius).
Chemical bond: covalent, polar covalent, ionic, metallic, Lewis formulas, VSEPR, hybridization.
Intermolecular forces.
Liquids: vapour pressure.
Solids; types of solids, crystalline systems, cubic lattices, coordination, x-ray diffraction.
Phase diagrams.
Solutions: solubility, concentration, mixing, diluition, colligative properties.
Chemical kinetics: collisions theory, kinetic constants, reaction order, Arrhenius, catalysis.
Equilibrium: homogeneous, heterogeneous, constant, quotient reaction, Le Chatelier principle.
Acids and basis: Arrhenius and Bronsted-Lowry theories, self-ionization of water, strong, weak, polyprotic, approximations, hydrolisis, buffer, titration curves.
Electrochemistry: batteries, standard potential, hydrogen reference electrode, Nernst equation, electrode potential, relation with equilibrium constant, electrolysis.
Prerequisites
Basic knowledge of mathematics.
Teaching form
28 two-hour lectures in person, Delivered Didactics
Textbook and teaching resource
Suggested textbooks:
Chimica Generale Petrucci, Herring, Madura, Bissonnette (Piccin) + Soluzione degli esercizi.
Chimica Moderna, Oxtoby, Gillis, Butler (Edises).
Stechiometria, Caselli, Rizzato, Tessore (Edises).
Stechiometria, Bertini, Luchinat, Mani (Casa Editrice Ambrosiana).
Stechiometria per la chimica generale, Michelin Lausarot, Vaglio (Piccin).
Semester
First semester
Assessment method
The General Chemistry exam consists of a written test and an oral test or interview.
The written test can also be replaced by two partial written tests:
the first partial written test is carried out in the didactic break in November and consists of 3 stoichiometry exercises on the topics developed during the part of the course up to the teaching break and a chemical nomenclature exercise (compound name given the formula or formula given the name of the composed);
the second partial written test takes place immediately after the end of the course and consists of 3 exercises of stoichiometry on the topics developed in the second part of the course after the teaching break in November.
Only those who have passed the first partial written test with a grade higher than or equal to 18/30 are admitted to the second partial test.
As an alternative to the two partial tests or for those who have not passed them, we propose a total written test consisting of 5 exercises of stoichiometry on all the topics developed during the course. At every exam session, throughout the year, it is possible to carry out the total test.
Those who have passed the two partial tests with a grade greater than or equal to 18/30 and who are in compliance with the attendance of the laboratory course and the delivery of laboratory reports, are admitted to the oral examination.
The oral examination can be carried out in the same exam session in which the written test took place (or the first appeal for those who passed the partial tests) or in the next two appeals (the second o the third for those who passed the partial tests).
In the event that the candidate does not show up for the oral examination or does not pass on these three occasions, he will have to play and pass the written test again to be admitted again to the oral test.
The oral test consists of a first question of nomenclature, determination of atomic configuration or molecular geometry. Then, some open questions on the various topics in the General Chemistry course follow.
The positive evaluation (18-30L) is established according to the following criteria:
18-19: preparation on a small number of topics in the course program, with limited discussion and analysis skills that, in the case of the oral exam, emerge only following the teacher's help and questions; expository skills and vocabulary that are not always correct, with limited critical processing skills;
20-23: preparation on a part of the topics in the course program, independent analysis skills only on purely practical and executive issues, use of correct vocabulary even if not entirely accurate and clear and an expository skill that is at times uncertain;
24-27: preparation on a large number of topics in the course program, ability to independently carry out argumentation and critical analysis, ability to apply knowledge to contexts and connect themes to concrete cases, use of correct vocabulary and competence in the use of disciplinary language;
28 – 30/30L: complete and exhaustive preparation on the topics in the exam program, personal ability to deal independently and critically analyze the topics, ability to reflect and self-reflect and to connect the topics to concrete cases and different contexts, excellent ability to think critically and autonomously, full mastery of the disciplinary vocabulary and a rigorous and articulated ability to present, ability to argue, reflect and self-reflect, ability to make connections to other disciplines.
Office hours
The professor receives by appointment.
Sustainable Development Goals
Staff
-
Cristiana Di Valentin
