Chimica generale

Fondamenti di Chimica

Struttura dell'atomo: protoni, neutroni, elettroni, numero atomico e di massa.

Tavola periodica: organizzazione degli elementi, gruppi, periodi e periodicità delle

proprietà chimiche (energia di ionizzazione, elettronegatività, affinità elettronica).

Legame chimico:

Legami covalenti, ionici e metallici.

Teoria del legame di valenza (VB) e orbitali molecolari (MO).

Geometria molecolare e teoria VSEPR.

2. Chimica delle Soluzioni

Solubilità: concetti di solvente, soluto e tipi di soluzioni.

Concentrazione: molarità, molalità, frazione molare e calcoli pratici.

Proprietà colligative: abbassamento della pressione di vapore, aumento ebullioscopico,

abbassamento crioscopico e pressione osmotica.

3. Reazioni Chimiche

Bilanciamento delle reazioni.

Tipi di reazioni chimiche: sintesi, decomposizione, spostamento semplice, doppio

scambio, combustione.

Stechiometria: calcoli delle quantità di reagenti e prodotti.

Termochimica: entalpia, energia interna, entropia e leggi della termodinamica.

4. Stati della Materia

Gas: legge dei gas ideali, leggi di Boyle, Charles, Avogadro, e gas reali (equazione di

van der Waals).

Liquidi: tensione superficiale, viscosità, capillarità.

Solidi: reticoli cristallini, solidi amorfi, diagrammi di fase.

5. Equilibrio Chimico

Costante di equilibrio (K): calcolo e interpretazione.

Principio di Le Châtelier: effetti di temperatura, pressione e concentrazione

sull'equilibrio.

Equilibri acido-base: pH, pOH, acidi e basi forti e deboli, buffer.

Equilibri di solubilità: prodotto di solubilità (Ksp).

6. Cinetica Chimica

Velocità di reazione: fattori che la influenzano (concentrazione, temperatura,

catalizzatori).

Ordine di reazione e equazioni cinetiche.

Energia di attivazione e diagrammi del profilo di reazione.

7. Elettrochimica

Reazioni redox: bilanciamento e concetti fondamentali.

Pile elettrochimiche: celle galvaniche, elettrolisi, potenziale di cella.

Leggi di Faraday sull'elettrolisi.

8. Introduzione alla Chimica Organica e Inorganica

Composti organici: idrocarburi, gruppi funzionali, isomeria.

Chimica inorganica: proprietà dei metalli di transizione, composti di coordinazione.

Obiettivi del Corso:

Comprendere e applicare i principi chimici.

Risolvere problemi quantitativi e qualitativi.

Prepararsi per corsi avanzati e per l'applicazione in contesti pratici.

Fondamenti di Chimica Organica

Carbonio come elemento chiave: tetravalenza, formazione di legami covalenti e

capacità di formare catene lunghe e complesse.

Idrocarburi:

Alcani: struttura, isomeria conformazionale e reattività limitata.

Alcheni e alchini: insaturazioni, reattività e reazioni caratteristiche (addizione,

polimerizzazione).

Aromatici: struttura del benzene, aromaticità e reazioni elettrofile aromatiche.

2. Isomeria

Isomeria strutturale: differenze nella connessione degli atomi (catena, posizione,

gruppo funzionale).

Stereoisomeria:

Cis-trans (geometrica): in composti con doppi legami o anelli.

Enantiomeri e diastereoisomeri: chiralità e centri stereogenici.

Configurazione assoluta (R/S) e polarimetria.

3. Reazioni Organiche

Reazioni fondamentali:

Sostituzione nucleofila (SN1, SN2).

Sostituzione elettrofila aromatica.

Eliminazione (E1, E2).

Addizione (idroalogenazione, idratazione, idrogenazione).

Reazioni radicaliche: come la clorurazione e bromurazione degli alcani.

Reazioni di ossidazione e riduzione:

Alcoli → aldeidi/chetoni → acidi carbossilici.

Riduzione di doppi legami o gruppi carbonilici.

4. Gruppi Funzionali

Alcoli e fenoli: acidità, reattività, formazione di eteri.

Aldeidi e chetoni: reazioni di addizione nucleofila, formazione di emiacetali, acetali.

Acidi carbossilici e derivati:

Esteri, ammidi, anidridi, cloruri acilici.

Reazioni di esterificazione e idrolisi.

Ammine: basi organiche, formazione di sali e reazioni.

Eteri e epossidi: sintesi e reattività.

Composti eterociclici: struttura e proprietà.

5. Meccanismi di Reazione

Comprensione dettagliata dei passaggi intermedi, come:

Intermedi carbocationici, carboanionici, radicali liberi.

Effetti elettronici (induttivi, di risonanza).

Stabilità degli intermedi e selettività delle reazioni.

Acidità e basicità dei composti organici (pKa).

Effetti sterici e elettronici sulla reattività.

Metodi spettroscopici: spettroscopia IR, NMR (1H, 13C), spettrometria di massa.

7. Polimeri e Macromolecole

Polimerizzazione: reazioni di addizione e condensazione.

Polimeri sintetici: polietilene, PVC, nylon, poliestere.

Polimeri naturali: cellulosa, amido, proteine, DNA.

8. Biochimica Organica

Composti biologici:

Carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici.

Reazioni enzimatiche e metabolismo.