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Misurazione: la scienza di base. Sistemi di misura. Analisi dimensionale. Cifre significative. Notazione scientifica.
Proprietà fisiche della materia. Cambiamento chimico fisico e conservazione della materia. Miscele, composti, elementi. Periodicità chimica e classificazione degli elementi, peso atomico, massa atomica. Tavola periodica degli elementi.
L’atomo. Struttura dell’atomo. Isotopi. Elettroni e periodicità chimica. Orbitali. Principio di Pauli. Principio di Hund. Aufbau
Il legame chimico. Energia di legame, regola dell’ottetto, potenziale di ionizzazione, affinità elettronica, carattere metallico di un elemento, rappresentazione degli atomi. Tipi di legame chimico: legami atomici, elettrostatici, metallici. Elettronegatività. Ibridizzazione , risonanza. Formule di Lewis.
Stato solido e Stato gassoso: sostanze molecolari, solidi ionici e metallici. Gas ideali, pressione,volume, temperatura, equazione di stato dei gas ideali, gas reali.
Stato liquido: Soluzioni, colloidi e sospensioni. Concentrazione delle soluzioni. Proprietà colligative delle soluzioni.
L’equilibrio chimico: legge dell’azione di massa, acidi e basi, prodotto ionico dell’acqua, pH e pOH, acidi e basi deboli e loro costanti di equilibrio, titolazioni acido-base, indicatori acido-base, equilibri di precipitazione, idrolisi di sali, soluzioni tampone, prodotto di solubilità.
Esercitazioni su equilibrio chimico: pH, Idrolisi, Tamponi e solubilità, titolazioni acido-base.
Elettrochimica: potenziali standard, equazione di Nerst, celle elettrolitiche, reazioni di ossido-riduzione, semireazione redox, bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione, elettrolisi, pile.
Termodinamica: concetti generali, entalpia, entropia, energia libera, primo, secondo e terzo principio della termodinamica.
Cinetica chimica: concetti generali, velocità delle reazioni chimiche, ordine di reazione, meccanismo di reazione, catalisi e catalizzatori, energia di attivazione, legge di Arrhenius, effetto dei catalizzatori sulla velocità di reazione.
Formule ed equazioni chimiche. Numero di ossidazione. Nomenclatura, bilanciamento delle equazioni chimiche. Reazioni di trasferimento di elettroni. Reazioni di precipitazione, di idrolisi , di complessazione, di spostamento, acido-base, elettrolitiche. Rapporti tra masse nelle reazioni chimiche-
Esercitazioni su : reazioni chimiche e loro bilanciamento.
Il carbonio: configurazione elettronica, ibridazione e legami /: legame semplice, doppio, triplo.
Reattività chimica e reazioni organiche: acidi e basi di Lewis, reagenti elettrofili e nucleofili, carbocationi e carbanioni. Principali tipi di reazioni organiche: addizione, sostituzione, eliminazione.
Nomenclatura: nomenclatura sistematica e comune dei principali gruppi funzionali.
Stereochimica e stereoisomeria: enantiomeria ed attività ottica, diastereoisomeria, isomeri geometrici, configurazioni e conformazioni.
Idrocarburi: Alcani: proprietà chimico-fisiche, nomenclatura, reattività.
Alcheni e alchini: proprietà chimico-fisiche, nomenclatura, reazioni di eliminazione.
Alogenuri alchilici, alcoli, eteri ed epossidi: proprietà chimico-fisiche, nomenclatura, sostituzioni nucleofile alifatiche.
Il gruppo carbonilico ed i suoi composti:
Aldeidi e chetoni: proprietà chimico-fisiche, nomenclatura, reazioni di addizione nucleofila.
Acidi carbossilici e derivati funzionali degli acidi carbossilici: proprietà chimico-fisiche, nomenclatura, acidità, reattività, esterificazione e saponificazione.
Composti azotati: Ammine, Ammidi, proprietà chimico-fisiche, nomenclatura, basicità, reattività, urea.
Aromaticità: anello benzenico, principali composti aromatici, nomenclatura, sostituzione elettrofila aromatica.
Biomolecole: classificazione, strutture, proprietà di carboidrati, lipidi, amminoacidi, proteine e peptidi.
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