Course Syllabus
Obiettivi
Le lezioni frontali sono strutturate per fornire agli studenti una solida e rigorosa preparazione in chimica generale, preparando loro agli studi più avanzati della disciplina. Il corso si concentra sul consolidamento dei concetti chimici fondamentali, con particolare attenzione agli aspetti quantitativi della stechiometria e all’interpretazione numerica dei principi chimici essenziali.
Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di:
- Dimostrare una conoscenza e una comprensione sufficienti dei principi della chimica generale.
- Applicare i metodi stechiometrici e la teoria chimica per risolvere problemi numerici.
- Analizzare criticamente i concetti chimici all’interno di un quadro teorico.
- Comunicare le informazioni chimiche in modo chiaro ed efficace utilizzando un linguaggio scientifico appropriato.
- Sviluppare capacità di apprendimento autonomo per approfondire la loro comprensione della chimica.
Contenuti sintetici
La materia. Gli atomi e la teoria atomica. I composti chimici. Reazioni chimiche in soluzione acquosa. Ossidoriduzioni. Gas. Termochimica. Elettroni negli atomi. Tavola periodica. Legame chimico. Forze intermolecolari. Liquidi. Solidi e materiali moderni. Diagrammi di fase. Soluzioni. Cinetica chimica. Equilibri acido-base. Elettrochimica.
Programma esteso
La materia: le sue proprietà e misurazione, errori, cifre significative.
Gli atomi e la teoria atomica.
I composti chimici: formule, mole, stati di ossidazione, nomenclatura.
Reazioni chimiche in soluzione acquosa: equazioni, tipi e bilanciamento.
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.
Elettroni negli atomi: concetti di base di chimica quantistica, spettri atomici, orbitali, configurazioni atomiche.
Tavola periodica: gruppi, periodi, periodicità delle proprietà (potenziale ionico, affinità elettronica, elettronegatività e raggio atomico).
Legame chimico: covalente, covalente polare, ionico, metallico, teoria VSEPR.
Forze intermolecolari: forze di van der Waals, legami a idrogeno, forze dipolo-dipolo, forze dipolo-indotto.
Liquidi: tensione di vapore, punto di ebollizione.
Solidi e materiali moderni: tipi di solidi, sistemi cristallini, reticoli cubici, coordinazione, diffrazione ai raggi X.
Diagrammi di fase.
Soluzioni: solubilità, concentrazioni, diluizioni.
Cinetica chimica: teoria delle collisioni, costanti cinetiche, ordine di reazione, principio di Le Chatelier.
Equilibri acido-base: teorie di Arrhenius e Bronsted-Lowry, auto ionizzazione dell'acqua, acidi e basi forti, deboli, idrolisi, soluzioni tampone.
Elettrochimica: pile, potenziali standard, elettrodo a idrogeno, equazione di Nernst.
Prerequisiti
Gli studenti dovrebbero avere conoscenza di base delle operazioni matematiche.
Modalità didattica
16 lezioni da 2 ore in presenza e 8 lezioni da 2 ore in LEEL.
Materiale didattico
“Chemistry: The Central Science” by Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Bruce E. Bursten, Catherine J. Murphy, Patrick M. Woodward & Matthew W. Stoltzfus
“Chemistry: Principles and Reactions” by William L. Masterton & Cecile N. Hurley
"Inorganic Chemistry" by Peter Atkins, Tina Overton, Jonathan Rourke, Mark Weller, Fraser Armstrong
"Chemical Principles" by Peter Atkins, Loretta Jones, Leroy Laverman
Periodo di erogazione dell'insegnamento
2º semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Non sono previste prove in itinere o prove parziali. La valutazione del profitto consiste in una prova scritta obbligatoria e una orale facoltativa al termine del corso.
Prova scritta: sei quesiti (due problemi di stechiometria e quattro domande a risposta aperta sugli argomenti del programma).
Gli studenti che vogliono tentare di migliorare il loro voto (entro la misura massima del 10%) possono sostenere una prova orale.
Due punti aggiuntivi sono assegnati agli studenti che svolgono correttamente, ed entro i tempi assegnati, gli esercizi assegnati via Moodle alla fine del corso.
Orario di ricevimento
I docenti sono disponibili su appuntamento per eventuali chiarimenti sugli argomenti trattati a lezione.
Sustainable Development Goals
Aims
The classroom lessons are structured to provide students with a solid and rigorous foundation in general chemistry, preparing them for more advanced studies in the discipline. The course focuses on mastering fundamental chemical concepts, with particular attention to the quantitative aspects of stoichiometry and the numerical interpretation of essential chemical principles.
By the end of the course, students will be able to:
- Demonstrate sufficient knowledge and understading of general chemistry principles.
- Apply stoichiometric methods and chemical theory to solve numerical problems.
- Critically analyze chemical concepts within a theoretical framework.
- Communicate chemical information clearly and effectively using appropriate scientific language.
- Develop autonomous learning skills to deepen their understanding of chemistry.
Contents
Matter. Atoms and atomic theory. Chemical compounds. Chemical reactions in aqueous solution. Redox reactions. Gases. Thermochemistry. Electrons in atoms. Periodic table. Chemical bonding. Intermolecular forces. Liquids. Solids and modern materials. Phase diagrams. Solutions. Chemical kinetics. Acid-base equilibria. Electrochemistry.
Detailed program
Matter: its properties and measurement, errors, significant figures.
Atoms and atomic theory.
Chemical compounds: formulas, moles, oxidation states, nomenclature.
Chemical reactions in aqueous solution: equations, types, and balancing.
Redox reactions.
Gases: gas laws, ideal gases, real gases, equations, kinetic-molecular theory, gas mixtures.
Thermochemistry: terminology, heat, enthalpy, enthalpy changes, Hess's law.
Electrons in atoms: basic concepts of quantum chemistry, atomic spectra, orbitals, atomic configurations.
Periodic table: groups, periods, periodicity of properties (ionization potential, electron affinity, electronegativity, and atomic radius).
Chemical bonding: covalent, polar covalent, ionic, metallic, VSEPR theory.
Intermolecular forces: van der Waals forces, hydrogen bonding, dipole-dipole forces, induced dipole forces.
Liquids: vapor pressure, boiling point.
Solids and modern materials: types of solids, crystal systems, cubic lattices, coordination, X-ray diffraction.
Phase diagrams.
Solutions: solubility, concentration, dilution.
Chemical kinetics: collision theory, rate constants, reaction order, Le Chatelier’s principle.
Acid-base equilibria: Arrhenius and Brønsted-Lowry theories, autoionization of water, strong and weak acids and bases, hydrolysis, buffer solutions.
Electrochemistry: batteries, standard potentials, hydrogen electrode, Nernst equation.
Prerequisites
Students should have a basic knowledge of mathematical operations.
Teaching form
16 lessons of 2 hours in person and 8 lessons of 2 hours in LEEL.
Textbook and teaching resource
“Chemistry: The Central Science” by Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Bruce E. Bursten, Catherine J. Murphy, Patrick M. Woodward & Matthew W. Stoltzfus
“Chemistry: Principles and Reactions” by William L. Masterton & Cecile N. Hurley
"Inorganic Chemistry" by Peter Atkins, Tina Overton, Jonathan Rourke, Mark Weller, Fraser Armstrong
"Chemical Principles" by Peter Atkins, Loretta Jones, Leroy Laverman
Semester
2º semester
Assessment method
There are no mid-term or partial exams scheduled. The assessment of learning consists of a mandatory written exam and an optional oral exam at the end of the course.
Written exam: six questions (two stoichiometry problems and four open-ended questions on the topics of the program)
Students who want to try to improve their grade (up to a maximum of 10%) can take an oral exam.
Two additional points are awarded to students who correctly complete, and within the allotted time, the exercises assigned via Moodle at the end of the course.
Office hours
Professors are available by appointment for any clarifications on the topics covered in class.
Sustainable Development Goals
Staff
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Daniele Perilli
