Insegnamento

Chimica

Docente
Prof. Zaza Fabio

Settore scientifico Disciplinare

CHIM/07

CFU

6

Descrizione dell'insegnamento

Il corso si propone di fornire le basi della chimica per la comprensione della composizione e della struttura della materia, delle sue proprietà e delle trasformazioni che essa può spontaneamente o forzatamente compiere per formare altri materiali.

Obiettivi formativi (espressi come risultati di apprendimento attesi)

Al termine di questo corso lo studente sarà in grado di

1. Conoscenza e comprensione

  • Conoscenza dei fondamenti della chimica moderna.
  • Conoscenza della natura dell’atomo (particelle subatomiche) e la struttura dell’atomo secondo la teoria classica (modello di Dalton, Thomson e Rutherford).
  • Conoscenza dei fondamenti della teoria quantistica (costante di Planck, il quanto di energia, il dualismo onda-corpuscolo, il principio di indeterminazione di Heisenberg) e la struttura dell’atomo secondo la teoria quantistica (modello atomico deterministico di Bohr, modello probabilistico di Schrӧdinger).
  • Comprensione dei fondamenti teorici per ricavare la configurazione elettronica di un atomo.
  • Conoscenza della struttura della tavola di Mendeleev e della periodicità delle proprietà degli elementi.
  • Conoscenza delle particelle elementari alla base della materia (Fermioni) e dell’energia (Bosoni).
  • Conoscenza della natura del nucleo atomico (particelle elementari di massa e d energia) e i modelli che lo descrivono (modello a potenziale medio, modello a goccia di liquido e modello a gusci concentrici).
  • Conoscenza delle modalità di decadimento del nucleo e delle razioni nucleari indotte di fissione e fusione.
  • Conoscenza delle varie teorie che descrivono il legame chimico (VSEPR, VP e LCAO).
  • Comprensione dei fondamenti teorici per ricavare la configurazione elettronica di una molecola.
  • Comprensione dei principi della termodinamica e delle forme di energia governano le trasformazioni di un sistema.
  • Conoscenza degli stati fisici della materia e dei fondamenti teorici per determinare la struttura cristallina di un solido e il comportamento di un gas (legge dei gas ideale e equazione di van der Waals).
  • Comprensione del concetto di mole e di concentrazione (molarità, molalità, frazione molare, percentuale).
  • Comprensione dei principi della termochimica e delle forme di energia governano le trasformazioni fisiche e chimiche della materia (energia libera di Gibbs, costante di equilibrio di reazione e composizione all’equilibrio).
  • Comprensione dei fondamenti teorici alla base dei processi di mescolamento e dei processi di transizione di stato fisico di una sostanza pura e di una miscela binaria (diagramma di stato e proprietà colligative).
  • Comprensione dei fondamenti teorici alla base delle reazioni chimiche (reazioni di ossido-riduzione, reazione di dissociazione acida/basica, reazione di neutralizzazione, reazioni di idrolisi salina).
  • Comprensione dei fondamenti teorici per la determinazione del pH di una soluzione acquosa.
  • Comprensione del meccanismo di reazione e della cinetica di reazione.
  • Comprensione dei principi dell’elettrochimica.
2. Competenze trasversali

L’insegnamento contribuisce a sviluppare le seguenti competenze trasversali:
  • abilità comunicative, utilizzando termini scientificamente appropriati ed evidenziando come parole simili in italiano abbiano significato diverso in campo scientifico perché altamente specifici;
  • capacità critica e di giudizio, proponendo test di verifica a risposta multipla, che includono domande di teoria e problemi di calcolo numerico;
  • capacità di apprendimento, illustrando il processo evolutivo di una teoria scientifica e, quindi, insegnando sia il metodo di studio di un argomento, sia il processo logico da seguire per la risoluzione dei problemi.

Prerequisiti

Al fine di studiare in modo proficuo gli argomenti previsti dall’insegnamento è utile aver sostenuto con successo gli esami di Matematica e Fisica. Tali conoscenze, seppur non obbligatorie, rappresentano un prerequisito utile alla comprensione effettiva delle teorie fondanti della chimica.

Contenuti dell'insegnamento

  • Primi modelli atomici
  • Modelli atomici secondo la teoria quantistica
  • La configurazione elettronica dell’atomo
  • La tavola periodica degli elementi
  • Il nucleo atomico
  • Il legame chimico
  • Termodinamica
  • Stato fisico della materia
  • Grandezze chimiche fondamentali
  • Termochimica
  • Transizioni di stato
  • Reazioni redox
  • Reazioni acido-base
  • Cinetica chimica
  • Elettrochimica

Attività didattiche

Le attività didattiche si articolano in didattica erogativa e didattica interattiva.
Per quanto riguarda la didattica erogativa, l'insegnamento prevede, per ciascun CFU, 5 ore di Didattica Erogativa, costituite da 2,5 videolezioni (tenendo conto delle necessità di riascolto da parte dello studente). Ciascuna videolezione esplicita i propri obiettivi e argomenti, ed è corredata da materiale testuale in formato .pdf. Le videolezioni riguardano in particolare sia argomenti di teoria sia esercizi di calcoli numerici. Queste ultime, mediante le apposite video esercitazioni fornite, consentono allo studente di ampliare e testare il proprio bagaglio teorico e altresì di aumentare la capacità di misurare le competenze acquisite, cosa che è fondamentale per chi studia Chimica.
Per quanto riguarda la didattica interattiva, l’'insegnamento segue quanto previsto dalle Linee Guida di Ateneo sulla Didattica Interattiva e l'interazione didattica, e propone, per ciascun CFU, 1 ora di Didattica Interattiva dedicata alle seguenti attività: lettura area FAQ, partecipazione ad e-activity strutturata costituita da attività finalizzate alla restituzione di un feedback formativo e interazioni sincrone dedicate a tale restituzione. Sono a tal proposito previste aule virtuali che consentono una interazione sincrona con lo studente. In particolare, il docente con le aule virtuali potrà rendicontare agli studenti quali sono i maggiori punti di sofferenza nella loro preparazione, per poter quindi intervenire su specifiche tematiche con ulteriori spiegazioni ed esercizi pratici.

Criteri di valutazione

Tutte le prove di verifica e autoverifica intermedie previste dai Corsi ed erogate in modalità distance learning sono da considerarsi altamente consigliate e utili ai fini della preparazione e dello studio individuali. Le prove di verifica e autoverifica intermedie non sono obbligatorie ai fini del sostenimento della prova d´esame, la quale deve essere svolta in presenza dello studente davanti ad apposita Commissione ai sensi dell´art. 11 c.7 lett.e) del DM 270/2004.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame si svolge in forma scritta.
Esso è costituito da 4 quesiti di teoria e 4 esercizi di calcolo numerico.
La durata massima è di 120 minuti e possono essere utilizzate la calcolatrice e la tavola periodica.

Libri di testo

Oltre alle lezioni realizzate dal Docente ed ai materiali didattici pubblicati in piattaforma, è obbligatorio lo studio su testi di Chimica. Si suggerisce l’utilizzo dei seguenti testi:

  • Fondamenti di chimica di Mario Schiavello, Leonardo Palmisano Edises - 2017
  • Esercizi di chimica generale di Alessandro Del Zotto - Edises - 2019

Ricevimento studenti

Previo appuntamento (f.zaza@unimarconi.it).