- L’atomo. Struttura dell’atomo. Teoria quantistica e ondulatoria. Gli orbitali. Energia degli orbitali. Forma degli orbitali. Elettroni ed orbitali. Principi di Pauli e di Hund. Aufbau. Proprietà periodiche degli elementi.
- I legami chimici. Tipi di legame chimico. Legami atomici. Elettronegatività. Ibridizzazione e geometria molecolare. Legami elettrostatici. Legame idrogeno. Legame metallico.
- Processi di ossidazione e riduzione. Numero di ossidazione. Ossidazione, riduzione, ossidoriduzione. Reazioni redox con esempi. Bilanciamento delle reazioni redox col metodo ionico-elettronico.
- Termodinamica chimica. Stato termodinamico di un sistema e variabili di stato. Principi della termodinamica. Lavoro compiuto reversibilmente o irreversibilmente. Entalpia. Esempi di termochimica. Entropia e struttura della materia. Variazioni di entropia in sistemi isolati. Energia libera.
- Lo stato gassoso. Il gas ideale. Pressione, volume e temperatura. Peso atomico, peso molecolare e peso formula. Mole. Teoria cinetica dei gas. Leggi di Boyle, Charles e Gay-Lussac. Equazione di stato del gas ideale. Legge e Numero di Avogadro. Energia cinetica e temperatura. Pressioni parziali e legge di Dalton. Gas reali: equazione di van der Waals. Stato critico dei gas reali.
- Gli stati condensati. Lo stato solido. Tipi di solidi: ionici, covalenti, molecolari, metallici. Lo stato liquido. Tensione superficiale. Viscosità. Pressione di vapore. Equazione di Clapeyron. Influenza della presenza di altri gas sull’equilibrio liquido-vapore. Temperatura di ebollizione.
- Passaggi di stato e diagrammi di stato. Fusione, evaporazione, liquefazione. Diagrammi di stato di sostanze pure. Diagramma di stato dell’acqua. Sublimazione e brinamento.
- Soluzioni. Dissoluzioni in acqua di solidi, liquidi e gas. Concentrazione e composizione di soluzioni. Frazione molare, molarità e molalità. Normalità. Solubilità. Entalpia di mescolamento. Soluzioni ideali. Variazione di energia libera nel fenomeno di soluzione. Cenni sulle soluzioni reali. Pressione osmotica. Proprietà colligative.
- Equilibri chimici. Isoterma di Van’t Hoff, Costanti di equilibrio. Costante di equilibrio e temperatura. Composizione di un equilibrio gassoso e pressione. Grado di dissociazione. Equilibri omogenei ed eterogenei.
- Soluzioni elettrolitiche. Generalità. Attività e coefficiente di attività.
- Acidi e basi. Definizioni: Arrhenius, Brönsted-Lowry, Lewis. Forza di acidi e basi. Acidità e struttura molecolare. Elettroliti anfoteri ed anfiprotici. Prodotto ionico dell’acqua. pH. Calcolo del pH: acidi e basi forti e deboli. Indicatori.
- Equilibri ionici in soluzione. Idrolisi salina. Costante di idrolisi e pH di idrolisi. Esempi. Soluzioni tampone con esempi. Titolazioni acido-base con esempi. Equilibri elettrolita solido-soluzione satura. Prodotto di solubilità ed esempi di applicazione.
- Potenziali elettrodici:pile. Generalità. Equazione di Nernst. Potenziale di un semielemento. Esempi di semielementi. Esempi di pile. Potenziali redox standard in soluzione acquosa. Elettrodi di riferimento. Esempi di applicazione dei potenziali redox.