Insegnamenti

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Docente
FRANCESCO DELOGU (Tit.)
Periodo
Primo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/77]  INGEGNERIA CHIMICA [77/00 - Ord. 2020]  PERCORSO COMUNE 6 60

Obiettivi

1) La comprensione dei meccanismi di trasformazione chimica, in relazione alla struttura atomica e molecolare, rappresenta l’obiettivo principale del Corso. Lo studio sistematico del comportamento chimico è limitato ad alcune classi di reattività e di composti di interesse generale e applicativo.
2) Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente al termine del Corso avrà conoscenza delle problematiche inerenti la struttura della materia e i principi che regolano le sue trasformazioni chimico-fisiche (trasformazioni di fase, reazioni chimiche, etc.).
3) Conoscenza e capacità di comprensione applicate: lo studente sarà in grado di utilizzare gli strumenti relativi alla conoscenza della struttura della materia per correlare in modo qualitativo proprietà chimiche e struttura molecolare.
4) Autonomia di giudizio: lo studente sarà in grado di valutare autonomamente la validità e i limiti di approssimazione dei modelli interpretativi della struttura della materia e delle trasformazioni chimiche, e gli ambiti di utilizzo dei principi della termodinamica e della cinetica ai fini della conduzione delle reazioni chimiche.
5) Abilità comunicative: lo studente acquisirà la capacità di comunicare ed esprimere problematiche inerenti la struttura atomica e molecolare, come pure le proprietà termodinamiche e cinetiche delle reazioni chimiche.
6) Capacità di apprendere: le conoscenze acquisite contribuiranno alla formazione del bagaglio di conoscenza delle discipline fenomenologiche (fisiche e chimiche). Questo consentirà allo studente di proseguire gli studi ingegneristici con maggiore autonomia e discernimento.

Prerequisiti

Lo studente deve essere in possesso delle nozioni fondamentali comunicate nei Corsi di Lezione di Matematica, Fisica e Chimica affrontati al primo anno

Contenuti

Brevi richiami a Chimica Generale, legami chimici, specie atomiche e Tavola Periodica.
Molecole: molecole polari e non-polari, forze intermolecolari, strutture di Lewis, risonanza, acidi e basi.
Cinetica e termoduinamica: concetti generali, equilibrio chimico.
Legami carbonio-carbonio: geometria delle molecole organiche.
Alcani: struttura, nomenclatura, proprietà fisiche, reattività.
Reazioni di alcani: radicali, carbocationi, alogenuri alchilici, reazioni di sostituzione di alogenuri alchilici (SN2 and SN1), reazioni di eliminazione (E1 and E2).
Alcheni: struttura, nomenclatura, proprietà fisiche, reattività, alogenuri alchilici, deidrogenazione di alcani, disidratazione di alcoli.
Addizioni ad alcheni: meccanismi di addizione di acidi alogenidrici, regiochimica, effetti di risonanza, stabilità di carbocationi, addizione di reagenti asimmetrici, idroborazione.
Alchini: struttura, nomenclatura, proprietà fisiche, reattività.
Reattività chimica: riarrangiamento di carbocationi, addizione di alogeni ad alcheni, ossimercuriazione, epossidazione e chimica degli ossirani, ciclopropanazione, carbeni, ozonolisi, ossidazione di alcheni con permanganate e tetrossido di Os, addizioni di alchini.
Dieni: struttura, nomenclatura, proprietà fisiche, reattività, dieni e sistema allilico, coniugazione, aromaticità.
Alcoli: struttura, nomenclatura, proprietà fisiche, reattività, disidratazione, reazione con acidi, ossidazione, polialcoli.
Eteri: struttura, nomenclatura, proprietà fisiche, reattività.
Composti aromatici: benzene e alchil-benzene, struttura, nomenclatura, proprietà fisiche, reattività.
Sostituzione elettrofila: reattività delle catene laterali, coniugazione.
Aldeidi e chetoni: struttura, nomenclatura, proprietà fisiche, reattività, addizioni nucleofile.
Fenoli: struttura, nomenclatura, proprietà fisiche, reattività, carattere acido, sostituzioni all’anello.
Acidi carbossilici: struttura, nomenclatura, proprietà fisiche, reattività, carattere acido, esteri, lattami.
Ammine: struttura, nomenclatura, proprietà fisiche, reattività.
Polimeri: struttura, nomenclatura, proprietà fisiche, sintesi.

Concetti:

Acidi e basi
Acidi e basi di Brønsted-Lowry
Costanti di dissociazione acida
Acidi e basi di Lewis
Chemoselettività
Struttura moleculare
Aromaticità
Legame chimico
Legame covalente
Modello di Lewis
Forma delle molecule
Angoli d legame
Strutture di risonanza
Sistemi coniugati
Gruppi funzionali
Stereochimica
Chimica organometallica

Specie chimiche:

Acetali
Emiacetali
Chetali
Alcoli e alogenuri alchilici, dioli, tioli
Alcani e cicloalcani
Alcheni
Alchini
Ammine
Amminoacidi, peptidi, proteine
Aromatici
Benzene
Fenoli
Idrocarburi aromatici
Alogenuri arilici
Composti carbonilici
Anidridi
Alogenuri acilici
Cloruri acilici
Aldeidi
Ammidi
Lattami
Acidi carbossilici
Esteri
Lattoni
Immidi
Chetoni
Enoli
Anioni enolato
Enammine
Eteri
Epossidi
Solfuri
Immine

Reazioni:

Addizione
Elettrofila
Nucleofila
Ciclizzazione
Elimination
Redox
Polimerizzazione
Sostituzione
Elettrofila aromatica
Nucleofila aromatica
SN1
SN2

Metodi Didattici

Il corso prevede 60 ore di didattica frontale.
La didattica verrà erogata prevalentemente in presenza, integrata e “aumentata” con strategie online, allo scopo di garantirne la fruizione in modo innovativo e inclusivo.
Sono previsti dei tutorati facoltativi nei quali gli studenti possono chiedere spiegazioni sulla teoria e lo svolgimento degli esercizi.

Verifica dell'apprendimento

La valutazione dello studente prevede una prova scritta in cui vengono proposti quesiti di carattere concettuale ed esercizi numerici di carattere stechiometrico. La prova scritta verterà su tutto il programma, e verrà valutata sufficiente solo se il candidato avrà affrontato tutti i quesiti e gli esercizi proposti. Il voto verrà espresso in trentesismi, e la sufficienza corrisponderà a 18/30. E' prevista una prova orale facoltativa.

Lo studente dovrà dimostrare di (i) aver compreso gli equilibri chimici e i meccanismi di trasformazione chimica, in relazione alla struttura atomica e molecolare, (ii) il ruolo della struttura della materia e i principi che regolano le sue trasformazioni chimico-fisiche, (iii) di saper utilizzare gli strumenti relativi alla conoscenza della struttura della materia per correlare in modo qualitativo proprietà chimiche e struttura molecolare, (iv) di risolvere gli esercizi proposti mediante i principi della termodinamica e della cinetica. Infine, (v) lo studente dovrà essere in grado di comunicare ed esprimere compiutamente le nozioni acquisite.

La valutazione insisterà sul livello di conoscenza, di comprensione, di connessione logica e di esposizione delle nozioni relative al programma. In termini generali, si può così schematizzare la griglia di valutazione:

ottima conoscenza del programma 28-30
buona conoscenza del programma 24-27
sufficiente conoscenza del programma 18-23

Testi

1. P. Silvestroni, Fondamenti di Chimica, Veschi Editore, Roma

2. T. W. Graham Solomons, Chimica Organica, Editoriale Grasso, Bologna

Altre Informazioni

Testi delle prove d'esame da sessioni d'esame precedenti.

Questionario e social

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