Insegnamento CHIMICA INORGANICA
| Nome del corso di laurea | Chimica |
|---|---|
| Codice insegnamento | 55009912 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Alceo Macchioni |
| CFU | 12 |
| Regolamento | Coorte 2021 |
| Erogato | Erogato nel 2022/23 |
| Erogato altro regolamento | |
| Anno | 2 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa integrata |
| Suddivisione |
CHIMICA INORGANICA 1
| Codice | A000799 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Alceo Macchioni |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Discipline chimiche inorganiche e chimico-fisiche |
| Settore | CHIM/03 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Forze chimiche. Energetica e struttura dei solidi ionici e metallici. Acidi, basi e ioni in soluzioni acquose e non-acquose. Reazioni di ossido-riduzione. Chimica di coordinazione. Chimica descrittiva dei metalli di transizione. Chimica Organometallica. Cenni di catalisi omogenea ed eterogenea. |
| Testi di riferimento | J. H. Huheey, E. A. Keiter, R. L. Keiter "Chimica Inorganica", 1999, Piccin. |
| Obiettivi formativi | Il corso rappresenta una continuazione e, allo stesso tempo, un approfondimento ed un'estensione degli argomenti trattati nei corsi di Chimica Generale ed Inorganica e di Chimica Generale 2. Inoltre, il corso fornisce le basi per affrontare lo studio dei seguenti argomenti: 1) struttura dei solidi ionic; 2) complessi di coordinazione dei metalli di transizione; 3) composti organometallici; 4) meccanismi di rezione per complessi di coordinazione; 5) processi catalitici, sia omogenei che eterogenei, mediati da complessi di coordinazione o da composti organometallici. Alla fine del corso ci si attende che gli studenti abbiano acquisito la capacità critica di saper analizzare e/o prevedere la struttura dei sistemi inorganici, sia a livello molecolare che supramolecolare, in relazione alla loro reattività. |
| Prerequisiti | E' necessario avere sostenuto con successo gli esami di Chimica Generale ed Inorganica e di Chimica Generale 2. |
| Metodi didattici | Lezioni frontali su tutti gli argomenti del corso, esercitazioni numeriche sugli argomenti delle lezioni frontali ed esercitazioni di laboratorio relative, principalmente alla chimica dei complessi di coordinazione. Per lo svolgimento delle esercitazioni di laboratorio gli studenti vengono divisi in gruppi (massimo da 3-5 studenti per gruppo) che portano avanti indipendentemente le sintesi dei complessi di coordinazione, la loro caratterizzazione e gli studi cinetici. |
| Altre informazioni | |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Prova orale (1 ora circa di colloquio) atta a verificare che gli studenti abbiano acquisito la capacità critica di saper analizzare e/o prevedere la struttura dei sistemi inorganici, sia a livello molecolare che supramolecolare, in relazione alla loro reattività. |
| Programma esteso | Prova orale (1 ora circa di colloquio) atta a verificare che gli studenti abbiano acquisito la capacità critica di saper analizzare e/o prevedere la struttura dei sistemi inorganici, sia a livello molecolare che supramolecolare, in relazione alla loro reattività. Forze chimiche: distanze internucleari e raggi atomici, tipi di forze chimiche, legame a idrogeno ed effetti delle forze chimiche. Energetica e struttura dei solidi ionici e metallici: le strutture dei solidi complessi, imperfezioni nei cristalli, conducibilità nei solidi ionici, solidi tenuti assieme da legami covalenti, materiali allo stato solido con legami polari. Acidi, basi e ioni in soluzioni acquose e non-acquose: concetti acido-base, misura della forza acido-base, acidi e basi "hard" e "soft", proprietà dell'acqua, solventi non acquosi e sali fusi. Reazioni di ossido-riduzione: potenziali standard di riduzione in relazione alle proprietà termodinamiche, elettrochimica in soluzioni acquose e non acquose. Chimica di coordinazione: considerazioni generali, struttura, reazioni, cinetica e meccanismi di reazione. Chimica descrittiva dei metalli di transizione: andamenti periodici generali, chimica dei vari stati d'ossidazione, la chimica degli elementi potassio-zinco, chimica dei metalli di transizione più pesanti, cenni sui lantanidi e sugli attinidi. Chimica Organometallica: la regola dei diciotto elettroni, complessi metallo carbonili, complessi nitrosili, complessi di diazoto, metallo-alchili, -carbeni, -carbini e -carburi, complessi di olefine e di acetileni non aromatici, metalloceni, reazioni di complessi organometallici. Cenni di catalisi omogenea ed eterogenea: introduzione e definizioni, applicazioni industriali della catalisi omogenea, sviluppo di catalizzatori omogenei, superfici e interazioni con specie adsorbite in catalisi eterogenea, applicazioni commerciali della catalisi eterogenea. |
CHIMICA INORGANICA 2
| Codice | 55078612 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Paola Belanzoni |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Discipline chimiche inorganiche e chimico-fisiche |
| Settore | CHIM/03 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Introduzione alla chimica inorganica. Configurazioni elettroniche degli atomi. Teorie del legame nelle molecole. Simmetria molecolare. Complessi di coordinazione e legame. Proprieta' elettroniche e magnetiche dei complessi di coordinazione. |
| Testi di riferimento | J.E. Huheey, E.A. Keiter, R.L. Keiter, "Chimica Inorganica - Principi, Strutture, Reattivita'", Ed. Piccin, Padova. D.F. Shriver, P.W. Atkins, C.H. Langford "Chimica Inorganica", Ed. Zanichelli, Bologna. C. E. Housecroft, A. G. Sharpe, "Inorganic Chemistry", Second Edition 2005, Pearson Prentice Hall, England. |
| Obiettivi formativi | L'insegnamento rappresenta la continuazione di un percorso formativo durante il quale lo studente deve aver acquisito le conoscenze preliminari e di base della chimica generale. L'obiettivo principale del presente corso e' quello di fornire allo studente le conoscenze dei principi fisici e dei concetti fondamentali della chimica inorganica che costituiscono le basi per affrontare lo studio approfondito della struttura dell'atomo polielettronico, della natura del legame chimico, delle proprieta' elettroniche e magnetiche dei complessi di coordinazione, della simmetria delle molecole e della sue applicazioni. Le principali conoscenze acquisite saranno: struttura dell'atomo poliettronico, trattata mediante l'utilizzo dei concetti fondamentali di meccanica quantistica; effetti relativistici negli atomi; modelli ionico e covalente di legame chimico; principali teorie del legame chimico, quali teoria del legame di valenza (VB) e teoria degli orbitali molecolari (MO), includendo il metodo semi-empirico di Huckel semplice ed esteso; concetti fondamentali di simmetria e teoria dei gruppi; legame nei complessi di coordinazione mediante la teoria del campo cristallino e del campo dei leganti; elementi di base per comprendere gli spettri elettronici e le proprieta' magnetiche dei complessi di coordinazione. Le principali abilita' saranno: analizzare il legame chimico in diversi sistemi, dalle molecole piu' semplici, ai complessi di coordinazione; identificare i principali elementi di simmetria nelle molecole, assegando loro il proprio gruppo del punto, ed utilizzare le tavole dei caratteri per la costruzione dei diagrammi degli orbitali molecolari; applicare il metodo di Huckel semplice a molecole organiche coniugate planari e il metodo di Huckel esteso a molecole piu' generali; usare la teoria del campo cristallino per prevedere le proprieta' magnetiche dei complessi di coordinazione; applicare la teoria degli orbitali molecolari ai complessi di coordinazione per razionalizzare la serie spettrochimica dei leganti; analizzare gli spettri elettronici dei composti di coordinazione per trarne informazioni importanti sulla loro struttura elettronica e sul legame. |
| Prerequisiti | Al fine di saper comprendere e saper affrontare il corso lo studente deve possedere le nozioni di base della chimica generale. |
| Metodi didattici | Il corso e' organizzato in lezioni frontali ed esercitazioni in aula su tutti gli argomenti del corso ed esperienze presso il laboratorio di chimica inorganica. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La prova di esame prevede due possibili modalita': i) prove scritte in itinere; ii) prova orale. Durante lo svolgimento del corso verranno effettuate due prove scritte in itinere. Le due prove consistono nella risoluzione di problemi simili a quelli che si trovano nei libri di testo e a quelli svolti a lezione e di domande di teoria. Se la media dei voti delle due prove è inferiore a 18/30 e' obbligatorio sostenere la prova orale. Altrimenti la prova orale e' facoltativa. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 40 minuti e copre l’intero programma del corso. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | Introduzione alla chimica inorganica. Gli atomi polielettronici e loro struttura elettronica. Stati atomici, simboli di termine e regole di Hund. Regole di Slater per il calcolo della carica nucleare effettiva. Elettronegativita': scala di Pauling, Mulliken e Allred-Rochow. Anomalie periodiche ed effetti relativistici. Modelli di legame chimico: legame ionico e legame covalente. Teoria del legame di valenza (VB). Teoria degli orbitali molecolari (MO). Applicazione ad alcune molecole biatomiche (omonucleari ed eteronucleari) e poliatomiche. Legame a 3 centri e 2 elettroni: borani e composti di Xe. Il metodo di Hückel. Concetti fondamentali di simmetria e teoria dei gruppi. La chimica degli elementi del "blocco d": considerazioni generali. Il legame nei complessi di coordinazione. Teoria del campo cristallino. Teoria degli orbitali molecolari applicata ai complessi di coordinazione. Teoria del campo dei leganti. Serie spettrochimica. Spettri elettronici e proprieta' magnetiche dei complessi di coordinazione. |