Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
CHIMICA ORD. 2014


10

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 40 10 48 102

Periodo

AnnoPeriodo
III annoannuale

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
01/10/201609/06/2017

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
affine/integrativo Nessun ambitoCHIM/0310


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. ZECCA MARCOCHIM/03Dipartimento di Scienze Chimiche

Altri Docenti

DocenteCoperturaSSDStruttura
Dott. CENTOMO PAOLOAffidamento direttoCHIM/03Dipartimento di Scienze Chimiche
Dott. CENTOMO PAOLOAffidamentoCHIM/03Dipartimento di Scienze Chimiche

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Chimica Inorganica 1

Si intende dare una visione completa delle proprietà degli elementi del blocco d (gruppi 3-12) e introdurre alcune basi concettuali per la loro interpretazione. Nella parte di laboratorio gli studenti familiarizzeranno con alcune operazioni e tecniche tipiche del laboratorio inorganico e potranno verificare sperimentalmente alcuni concetti e fenomeni illustrati nella parte teorica. Per quanto riguarda le analisi stumentali il laboratorio prevede la raccolta e interpretazione di spettri FT-IR (medio e basso IR), di spettri elettronici in soluzione (UV-Vis), la caratterizzazione mediante GC-MS e misure di magnetismo di composti dei metalli di transizione.

Il corso consiste in una parte teorica, dedicata ad alcuni argomenti generali e alla chimica descrittiva degli elementi dei gruppi 3-12, e in una parte di laboratorio. La parte teorica sarà aviluppata attraverso lezioni frontali (40 ore, in italiano), anche mediante l'uso di proiezione di diapositive. La parte di laboratorio sarà sviluppata attraverso lezioni frontali introduttive e di commento (10 ore, in italiano), comprendenti anche la formazione specifica sulla sicurezza, e attività pratica svolta dagli studenti (48 ore). Per motivi organizzativi l'attività pratica non sarà svolta individualmente, ma a gruppi di due o tre studenti (a seconda della numerosità degli iscritti). Al termine della pratica di laboratorio ogni studente dovrà redigere due relazioni individuali su altrettanti esperimenti del programma di laboratorio.

• Il blocco d e le serie di transizione, configurazioni elettroniche. Struttura dei metalli in stato solido: modello a sfere rigide, reticoli compatti, cenni di teoria delle bande. Proprietà fisiche, chimico-fisiche e chimiche degli elementi del blocco d e loro variazione lungo le serie e nei gruppi. • Tipi di leganti, modi di coordinazione, nomenclatura e scrittura di formule dei complessi. Numeri di coordinazione e geometrie ricorrenti per i numeri di coordinazione da 2 a 6. Il modello di Kepert. Isomeria nei composti di coordinazione. • Teoria del campo cristallino: simmetria degli orbitali d, separazione degli orbitali atomici in campo ottaedrico e tetraedrico, dipendenza della forza del campo cristallino dalla carica dello ione centrale, dal periodo di appartenenza dell'elemento e dalla natura dei leganti (serie spettrochimica). Complessi ad alto spin e a basso spin. L'energia di stabilizzazione del campo cristallino e sua variazione con la configurazione elettronica dello ione metallico. Previsione delle distorsioni tetragonali della struttura ottaedrica, il campo quadrato-planare. • Teoria dell'orbitale molecolare: complessi ottaedrici sigma, complessi pi-greco. Leganti pi-greco-basici e pi-greco-acidi. Interpretazione della serie spettrochimica e della regola dei 18 elettroni. • Spettroscopia elettronica dei complessi: spettri elettronici, bande di trasferimento di carica, bande d-d, le regole di selezione, valori tipici di ε. Repulsioni elettroniche, termini atomici, regole di Hund, termini spettroscopici per i complessi ad alto spin, diagrammi di Orgel e di Tanabe-Sugano. Il parametro B di Racah, effetto nefelauxettico, la teoria del campo dei leganti. • Paramagnetismo e diamagnetismo, l'ipotesi di solo spin, suscettività magnetica e sua relazione con il momento magnetico. Ferro- e ferrimagnetismo, antiferromagnetismo. • Effetto dell'energia di stabilizzazione del campo cristallino su alcune proprietà termodinamiche di composti dei metalli della prima serie di transizione: energie reticolari dei di e trialogenuri, entalpia standard si idratazione degli ioni divalenti, stuttura degli spinelli. • Costanti termodinamiche di formazione parziali e globali dei complessi: l'effetto chelato; la serie di Irving-Williams. • Reazioni di sostituzione nei complessi ottaedrici: tipi di meccanismo e criteri per individuarli; l'energia di attivazione del campo cristallino e inerzia cinetica. • Chimica descrittiva degli elementi di transizione: diffusione in natura e metodi di estrazione degli elementi. Comportamento chimico degli elementi della prima serie di transizione e di alcuni della seconda e terza serie di transizione: classi di composti principali (ossidi, alogenuri), chimica acquosa e di coordinazione. • Laboratorio: Descrizione dei rischi specifici dell'attività sperimentale prevista per il corso, delle relative misure di prevenzione del rischio e delle regole di buona tecnica; test sulla sicurezza; introduzione alle esperienze di laboratorio; discussione dei risultati delle esperienze di laboratorio. Esperimenti: sintesi e purificazione di complessi di metalli di transizione; nitrazione di cromo acetilacetonato; spettroscopia elettronica e misura di ΔO e B mediante i diagrammi di Tanabe-Sugano; isomeria di legame nei complessi di cobalto(III) e geometrica nei complessi di rame(II); velocità di idrolisi di pentaamminoclorocobalto(III); chimica ossidoriduttiva acquosa del vanadio.

L'esame prevede un test scritto preliminare e un successivo colloquio orale, che riguarda sia gli argomenti teorici delle lezioni in aula che gli argomenti di laboratorio. Non è consentito sostenere separatamente un colloquio sulla parte teorica e uno sulla parte laboratorio. Per essere ammessi al colloquio è necessario: 1) aver frequentato tutte le ore di laboratorio e del 75% delle relative lezioni (firme di presenza richieste); la frequenza del laboratorio è consentita solo se si è stati presenti alle lezioni sulla sicurezza si è superato il relativo test; 2) Aver consegnato nei termini e nelle modalità stabilite le relazioni scritte sugli esperimenti di laboratorio; 3) aver ottenuto un risultato positivo nel test preliminare. Se per qualunque motivo i precedenti requisiti relativi al laboratorio non vengono raggiunti, esso andrà frequentato nel successivo anno accademico (non sono previsti turni di recupero). Nel caso in cui l'esame non venga superato anche il test scritto preliminare dovrà essere ripetuto.

Il profitto dello studente viene valutato sulla base di due elementi: le relazioni scritte di laboratorio; il colloquio orale. Il colloquio riguarda sia la parte teorica generale (compresa la chimica descrittiva) che quella di laboratorio (completa e non limitata agli esperimenti trattati delle relazioni). Nel caso in cui si accerti che le relazioni sono state copiate o tradotte, non verranno valutate e il laboratorio dovrà essere nuovamente frequentato l'anno successivo (non son previsti turni di recupero). Gli elementi considerati nella valutazione delle relazioni sono i seguenti: 1) rispetto delle linee guida; 2) rispetto dei termini di consegna; 3) capacità di selezionare le informazioni importanti ed essenziali; 4) ordine e coerenza nella trattazione degli argomenti; 5) uso appropriato del linguaggio tecnico, delle grandezze, delle cifre significative, delle unità di misura; 6) proprietà dei concetti teorici utilizzati; 7) capacità di collegamento fra risultati sperimentali e teoria; 8) capacità di elaborazione autonoma rispetto alle indicazioni ricevute dai docenti tramite, lezioni e dispense, e dalla letteratura (libri di testo, pubblicazioni scientifiche e tecniche). 9) proprietà della lingua italiana. Gli elementi considerati nella valutazione dei colloquio orale sono i seguenti: 1) capacità e prontezza di inquadramento degli argomenti in discussione; 2) capacità di sviluppare gli argomenti in discussione in modo autonomo; 3) sicurezza nell'esposizione; 4) livello di dettaglio raggiunto nell'illustrazione degli argomenti in discussione; 5) capacità di collegamento logico fra concetti e argomenti diversi, anche secondo schemi non necessariamente messi in evidenza durante le lezioni; 6) uso di linguaggio appropriato.

C.E. Housecroft, A.G. Sharpe, Inorganic Chemistry. : Pearson-Prentice Hall, P. Atkins, T. Overton, J. Rourke, M. Weller, F. Armstrong, Chimica Inorganica. : Zanichelli, N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements. : Butterworth-Heinemann (Elsevier), Francesco Neve, Chimica di coordinazione-Dalla teoria alla pratica. Padova: Piccin,

Diapositive delle lezioni (parte teorica generale, esclusa la chimica descrittiva; in italiano). Dispense di laboratorio (informazioni sulla sicurezza e procedure sperimentali). Linee-guida per la redazione delle relazioni di laboratorio. Il materiale didattico è disponibile nella piattaforma di e-learning del Dipartimento di Scienze Chimiche (richiesta autenticazione con le credenziali di accesso ai servizi on-line dell'Ateneo).