L'obiettivo del corso è quello fornire agli studenti le conoscenze di base per poter  correlare le proprietà e la reattività delle sostanze chimiche con la loro struttura e i parametri molecolari. La chimica inorganica offre la più vasta e variata disponibilità di soggetti per il riscontro e l'applicazione delle leggi generali. 

The course is aimed at providing students with the basic knowledge to correlate the properties and reactivity of chemicals with their structure and molecular parameters. Inorganic chemistry offers the most comprehensive and wide availability of subjects for demonstrating the validity of the general laws.

Gli studenti dovranno dimostrare di possedere una buona padronanza di tutti gli argomenti trattati nel corso, con particolare riferimento a quelli maggiormente collegati con le applicazioni nei settori biologico e farmaceutico.

Students must demonstrate a good knowledge of all the topics covered in the course, with particular reference to those ones more related to the application of chemistry in biological and pharmaceutical fields.

Il corso prevede un supporto didattico che è primariamente destinato alla risoluzione di problemi di chimica generale.

The course includes a tutorial that is primarily focused to the resolution of exercises of general chemistry.

Materia: Definizione. Sostanze pure, composti e miscele.

Teoria atomica della materia. Particelle subatomiche: protoni, elettroni e neutroni. Numero atomico e numero di massa. Isotopi. Massa atomica.

Struttura dell’atomo. Radiazioni elettromagnetiche e materia. Atomo di Bohr. Principio di Indeterminazione di Heisenberg. Descrizione quanto-meccanica dell’atomo. Numeri quantici, orbitali atomici. Principio di Pauli. Regola di Hund. Metodo dell’Aufbau.

Tavola periodica degli elementi. Proprietà periodiche. Metalli, non-metalli e semi-metalli. Legame chimico. Legame ionico e covalente. Strutture di Lewis.

Distanze, energie e polarità dei legami. Concetto di risonanza. Carica formale e numero di ossidazione. Forma delle molecole: teoria VSEPR. Teoria del legame di valenza: orbitali ibridi. Teoria degli orbitali molecolari. Legame metallico. Conducibilità elettrica dei materiali.

Polarità delle molecole: legami intermolecolari.

Stati di aggregazione delle materia. Stato gassoso: leggi dei gas ideali e reali. Stato liquido e stato solido: solidi amorfi e cristallini. Transizioni di fase e Diagrammi di stato.

Soluzioni. Concentrazione. Proprietà colligative delle soluzioni.

Termodinamica chimica. Capacità termica. Primo principio. Entalpia: legge di Hess. Entropia: secondo e terzo principio. Energia libera di Gibbs e spontaneità delle reazioni chimiche.

Cinetica chimica. Fattori influenzanti la velocià di una reazione. Legge cinetica. Meccanismo di reazione. Catalisi.

Equilibrio chimico. Costante di equilibrio. Principio di Le Chatelier.

Acidi e Basi. Teorie di Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis. Forza di un acido e di una base. Soluzioni Tampone.

Equilibri di dissoluzione/precipitazione. Solubilità e prodotto di solubilità. Fattori influenzanti la solubilità.

Elettrochimica. Reazioni redox. Celle galvaniche ed elettrolitiche. Equazione di Nerst. Pile.

Cenni di Chimica Nucleare.

Chimica Inorganica. Proprietà principali dei gruppi della tavola periodica: Idrogeno, metalli alcalini ed alcalini-terrosi, metalli di transizione, gruppo del Boro, del Carbonio, dell’Azoto, dell’Ossigeno, gruppo degli Alogeni, Gas Nobili.

Esercitazioni

Nomenclatura chimica. Composizione percentuale degli elementi in un composto. Formule minime e formule molecolari. Concetto di Mole. Bilanciamento delle reazioni chimiche. Reazioni complete. Resa di un reazione. Concentrazione delle soluzioni. Esercizi sul comportamento dei gas, proprietà colligative, equilibri chimici acido-base, dissoluzione/precipitazione e redox.

Matter: definition. Pure substance, compounds and mixtures.

Atomic theory. Subatomic particles: protons, electrons and neutrons. Atomic and Mass numbers. Isotopes. Atomic mass.

Atom structure. Electromagnetic waves and matter. Bohr atomic model. Heisenberg Indetermination principle. Quanto-mechanical description of the atom. Quantic numbers, atomic orbitals. Pauli principle. Hund rule. Aufbau method.

Periodic table of the elements. Periodic properties. Metals, non-metals e semi-metals. Chemical bond. Ionic and covalent bonds. Lewis structures.

Bond distances, energies and polarity. Resonance. Formal charge and oxidation number. Molecule shape: VSEPR theory. Valence Bond theory: hybrid orbitals. Molecular Orbitals theory. Metallic bond. Electric conducibility of the materials.

Polarity of molecoles: intermolecular bonds.

Aggregation states. Gases: laws for ideal and real gases. Liquids. Solids: amorphous and cristalline. Phase transition and phase diagrams.

Solutions. Concentration. Colligative properties.

Thermodynamic. First principle of thermodynamic. Enthalpy: Hess law. Entropy: second and third principles of thermodynamic. Gibbs free energy and spontaneity of chemical reactions.

Kinetic. Factors affecting the rate of a chemical reaction. Kinetic law. Reaction mechanism. Catalysis.

Chemical equilibrium. Equilibrium constant. Le Chatelier principle.

Acids and Bases. Arrhenius, Bronsted-Lowry and Lewis models. Acid and base strenght. Buffer solutions.

Dissolution/precipitation equilibria. Solubility and solubility product. Physical and chemical factors affecting the solubility.

Electrochemistry. Redox reactions. Galvanic and electrolytic cells. Nerst equation. Batteries.

Nuclear chemistry.

Inorganic chemistry. Main properties of the groups of the periodic table: Hydrogen, Alkaline and earth-alkaline metals, transition metals, groups of Borum, Carbon, Nitrogen, Oxygen, Halogens, Noble gases.

Tutorial

Nomenclature. Percentage composition of the elements in a compound. Minimum and Molecular Formulas. Mole. Balancing of chemical reaction. Reaction yield. Concentrations of a solute in a solution. Exercises on gas behaviour, colligative properties, acid-base, dissolution/precipitation and redox chemical equilibria.