CHIMICA GENERALE ED INORGANICA II
Anno accademico 2018/2019 - 2° annoCrediti: 6
SSD: CHIM/03 - Chimica generale e inorganica
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 98 di studio individuale, 28 di lezione frontale, 24 di esercitazione
Semestre: 1°
Obiettivi formativi
Trattare gli aspetti fondamentali della Chimica Generale ed Inorganica con particolare attenzione alle proprietà chimiche dei principali elementi di transizione del blocco d, sulla struttura e reattività dei loro complessi di coordinazione e del loro ruolo in sistemi biologici allo scopo di facilitare la comprensione di tematiche connesse e sviluppati in altri corsi del Corso di Laurea.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni ed esercitazioni in aula.
Prerequisiti richiesti
Aver superato l’esame di Chimica Generale ed Inorganica I.
Frequenza lezioni
Obbligatoria
Contenuti del corso
Elementi di termodinamica* - Sistema termodinamico e funzioni di stato. Primo principio della termodinamica e termochimica. L´entalpia. Secondo principio della termodinamica. Entropia, energia libera e fenomeni chimici.
Elettrochimica - Conduzione elettrolitica. Elettrolisi. Le leggi di Faraday*. Celle galvaniche e celle elettrolitiche. Potenziali standard*. Equazione di Nernst.
Cinetica Chimica - Velocità e ordine di reazione. Energia di attivazione* e complesso attivato. Parametri che influenzano la velocità di reazione*. Equazione di Arrhenius. Catalizzatori.
Elementi di transizione* - Struttura elettronica e principali proprietà chimiche.
Composti di coordinazione* - Struttura dei composti di coordinazione. Nomenclatura. Legame di coordinazione. Numero di coordinazione e geometrie di coordinazione. Principali classi di composti di coordinazione. Teorie del campo cristallino e dell'orbitale molecolare. Struttura elettronica dei composti di coordinazione Reattività dei composti di coordinazione. Reazioni di sostituzione e di trasferimento elettronico.
Metalli nei sistemi biologici - Composizione media degli elementi nel corpo umano. Elementi essenziali. Funzioni biologiche degli elementi inorganici e classificazione delle metallo-biomolecole.
N.b. con asterisco*, sono indicati gli argomenti minimi irrinunciabili per il superamento dell’esame
Testi di riferimento
1. A. M. Manotti Lanfredi & A. Tiripicchio, FONDAMENTI DI CHIMICA, CEA
2. F. A. Cotton, G. Wilkinson e P. L.Gaus. -- Principi di Chimica Inorganica. Casa Editrice Ambrosiana, Milano.
3. W. Kaim, B. Schwederski -- BIOINORGANIC CHEMISTRY: INORGANIC ELEMENTS IN THE CHEMISTRY OF LIFE Ed. Wiley.
Stechiometria
4. P. M. Lausarot, G.A. Vaglio - STECHIOMETRIA PER LA CHIMICA GENERALE- Piccin
5. P. Giannoccaro, S. Doronzo -ELEMENTI DI STECHIOMETRIA- Edises
N.B.: Eventuali testi non elencati, possono essere sottoposti al vaglio del docente.
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Introduzione Corso. - Termodinamica: sistemi aperti, chiusi e isolati. - Variabili di stato, funzioni di stato, entalpia | Testo 1: Cap. 9 |
| 2 | Primo principio della termodinamica. - Legge di Hess. - Entalpia standard di formazione dagli elementi. - Processi spontanei e reversibili. - Passaggi di stato, entropia. | Testo 1: Cap. 9 |
| 3 | Secondo principio delle termodinamica. - Entropia di Boltzmann. - Entropia standard. - Terzo principio della termodinamica. - Energia libera di Gibbs | Testo 1: Cap. 9 |
| 4 | Energia libera di Helmholtz. - Energia libera standard di formazione. - Energia libera di reazione. - Connessione con la costante di equilibrio. | Testo 1: Cap. 9 |
| 5 | Elettrochimica: Leggi di Faraday, elettrodo ad idrogeno, potenziali normali di riduzione, Equazione di Nerst. | Testo 1: Cap. 13 |
| 6 | Introduzione Cinetica Chimica. -Velocità di reazione: Influenza della concentrazione dei reagenti; Reazioni del primo e secondo ordine. | Testo 1: Cap. 14 |
| 7 | Influenza della radiazione. - Influenza della temperatura. - Legge di Arrhenius. - Teoria degli urti, Energia di Attivazione. | Testo 1: Cap. 14 |
| 8 | Catalizzatori omogenei ed eterogenei. - Elettrochimica: celle elettrolitiche, celle galvaniche | Testo 1: Cap. 14 |
| 9 | Richiami di chimica quantistica: Numeri quantici, configurazione elettronica degli elementi. | Testo 1: Cap. 2; Testo 2 Caps 2 e 3. |
| 10 | Metalli di transizione*: Proprietà e caratteristiche. - Legami nei metalli della serie di transizione ''d'' | testo 2: Cap 8 par 12 e cap 23. |
| 11 | Legame nei complessi: Teoria del legame di valenza. | Testo 2: Cap. 23 |
| 12 | CFT: Teoria del campo cristallino nei complessi. | Testo 2: Cap. 23 |
| 13 | Teoria dell’orbitale molecolare (MO): Legami sigma e p-greca | Testo 2: Cap. 23 e Testo 1: Cap 3. |
| 14 | Leganti p-grecp accettori - Leganti p-greco donatori - Classificazione 'Hard-Soft' | Testo 2: Caps 7, 23 e 28 |
| 15 | Teoria MO e regola EAN (Effective Atomic Number) e relative eccezioni. - Conteggio degli elettroni. | Testo 2 |
| 16 | Nomenclatura dei composti di coordinazione. - Effetto Chelzione. | Testo 2: Cap 6. |
| 17 | Composti Metallorganici - Cenni di Bioinorganica: Ruolo dei metalli, Porfirine, Proteine-eme. | Testo 2: Caps 29 e 31 |
| 18 | Effetto Bohr - Esercitazioni | Testo 2: Cap. 31 |
| 19 | Esercitazioni | |
| 20 | Esercitazioni | |
| 21 | Esercitazioni | |
| 22 | Esercitazioni | |
| 23 | Esercitazioni | |
| 24 | Esercitazioni |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Test a risposta multipla.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Calcolo dell’energia libera di una reazione;
Calcolo dell’energia di attivazione;
f.e.m. di una pila;
Configurazione elettronica degli elementi di transizione;
Formule di struttura dei Complessi.