GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY

Single discipline educational activity

Course Sheet

Course code:

C2013

Academic Year of enrolment:

2022

Year of supply:

2022/2023

Type of Course:

Basic

Degree:

Course of Single Cycle Degree 5 years in PHARMACY

Disciplinary Sector:

General and Inorganic Chemistry

Language:

Italian

Location:

CHIETI

Divisions:

Cognomi A-G - Professor: COLETTI Cecilia
Cognomi H-Z - Professor: MARRONE Alessandro

Credits:

Programme Year:

Cycle:

Second semester

Obligatory attendance:

Yes

Minimum hours of attendance:

Hours of classroom activity:

Individual study hours:

204

Prerequisites:

Prerequisiti PREREQ Sì L'insegnamento di "Chimica Generale ed Inorganica" può essere fruito anche da coloro che non hanno pregresse conoscenze di chimica, sebbene sia utile che gli studenti abbiano già acquisito le nozioni di base della chimica svolte in almeno un corso annuale delle scuole superiori.
Inoltre, per la natura degli argomenti che saranno trattati, è importante che gli Studenti abbiano padronanza di alcune conoscenze di base della matematica, in particolare: l'esecuzione e le proprietà delle operazioni con i numeri esponenziali e i logaritmi, la soluzione di equazioni di primo e secondo grado, sistemi di equazioni e alcune conoscenze di base della fisica, in particolare: energia cinetica e potenziale, lavoro, legge di Coulomb, carica elettrica, dipolo elettrico, corrente elettrica.
Nessuna Propedeuticità. The course in "General and Inorganic Chemistry" can be followed by students with no career in Chemistry, though the basic knowledge of chemical principles learnt in high school courses might be useful.
Moreover, considering the nature of the subject, it is important that the students know and can use basic mathematics elements, such as the use of numbers in exponential form, logarithms, the solution of first and second degree equations and basic knowledge of physics.

Objectives

The course of general and Inorganic Chemistry intends to provide the basic concepts of chemistry for the student to face the subsequent courses with a chemical background,

At the end of the course the student should:
- know the baisc chemical notions on composition, structure, properties and transformation of matter
- have the basic knowledge on atomic structure, the nature of the chemical bonding and molecular structure
- have the basic knowlwdge of properties of gases and solutions
. know how to balance a chemical reaction and solve stoichiometry problems
- know how to evaluate concentration and dilution of aqueous solutions

Contents

Contenuti CONTENUTI Sì - Introduzione
- Struttura atomica della materia
- Nomenclatura delle principali sostanze chimiche
- Reazioni chimiche
- Calcoli con formule ed equazioni chimiche
- Lo stato gassoso
- Termodinamica e termochimica
- Struttura elettronica
- Il legame chimico
- Cambiamenti di stato e legami intermolecolari
- Stati della materia
- Le soluzioni
- Reazioni ed equilibri chimici
- Teorie acido-base
- Equilibri acido-base
- Equilibri di solubilità
- Termodinamica ed equilibrio
- Reazioni di Ossidoriduzione
- Elettrochimica
- Elettrolisi
- Breve descrizione delle proprietà degli elementi - Introduction
- The atomic structure of matter
- Nomenclature of inorganic compounds
- Chemical Reactions
- Stoichiometry
- Thermochemistry
- Electronic structure
- Intermolecular forces and states of the matter
- Solutions
- Reactions and chemical equilibrium
- Acid-base theories
- Acid-base equilibria
- Solubility
- Thermodynamics
- Redox
- Electrochemistry
- Electrolysis
- Short description of the properties of the principal groups elements

Extended Syllabus

• Introduction: Physical States of Matter, Homogeneous and Heterogeneous Systems. Chemical Substances and Elements.
• Atomic Structure of Matter: the law of mass conservation and Dalton’s Atomic Theory. Atomic properties. Nuclear Structure and Isotopes. Atomic weights. Chemical Symbols and their quantitative meaning.
• Names and formulas of chemical compounds: Molecular and ionic compounds.
• Chemical Reactions: writing and balancing chemical equations. Calculations involving chemical formulas and equations. Avogadro’s number, the mole concept. Determination of chemical formulas, Stoichiometry.
• Gas Phase: Gas pressure and its measurement. The gas laws and their experimental foundation. The ideal gas law. Gas mixtures and partial pressure. The kinetic-molecular theory. Molecular speed distribution, diffusion and effusion.
• Thermochemistry: Energy and its units. Heat and work. Enthalpy and heats of reaction. Thermochemical equations. Hess’s law
• Atomic Structure: First Models. Atomic spectra and their interpretation. The Bohr model of hydrogen atom. Principles of quantum theory: wave nature of electrons, de Broglie equation, the Heisemberg uncertainty principle. Atomic Orbitals and Quantum Numbers. Electron Spin and Pauli exclusion principle. Aufbau principle. Electron configurations of atoms. Hund’s rule. The periodic system of elements. Periodic trends of elements: Ionization Energy, Electron Affinity.
• Chemical bonding: Ionic bonding model, Electron configuration of ions. Covalent bonding model: properties, octet rule, Lewis dot structures. Delocalized bonds and resonance a dell'ottetto. Bond length, bond order and bond Energy. Valence-Shell Electron-Pair Repulsion Theory and molecular shape. Molecular Geometry and molecular polarity. Valence Bond Theory and Orbital Ibridization, resonance, multiple bonds. Examples (methane, boron fluoride, ethene). Magnetic properties of molecules. Molecular orbital theory: hydrogen molecule, molecular electron configuration ofdiatomic molecole, bond order.
• Phase changes: Equilibrium nature of phase changes. Liquid-gas equilibrium, Vapor pressure. Boiling point. Phase diagrams
• Liquids: Main properties of the liquid state, Intermolecular forces. Hydrogen bonding.
• The solid state: Structure, Properties and Bonding. Crystilline solids, Ionic solids, Molecular and covalent solids, Metals
• Solutions: Types of solutions, Solubility: effect of temperature and of pressure. Henry’s law. Quantitative ways to express concentration. Ideal solutions. Raoult’s law. Mixtures of totally miscible liquids: liquid-vapor equilibrium. Colligative properties: boiling point elevation, freezing point depression, osmotic pressure.
• Chemical Kinetics: Reaction Rates, Factors that influence reaction rate, The rate law. Collision Theory and Transition State Theory. Arrhenius equativo. Catalysis.
• Reactions and chemical equilibria: equilibrium state. Chemical equilibrium. Equilibrium constant. Heterogeneous equilibria. Reaction conditions and the equilibrium state: Le Chatelier’s principle. Effect of temperature on the equilibrium state: van’t Hoff equation.
• Acid-base equilibria: Acid and base definitions according to Arrhenius, Brønsted-Lowry and Lewis. Molecular structure and acid strength. Autoionization of water. Solution of strong acids or strong bases. The pH scale. Ionization equilibria of a weak acid or a weak base. Hydrolysis. Buffer solutions. Acid-base titrations. Acid-base indicators.
• Equilibria of slightly soluble ionic compounds. Solubility Product constant. The effect of a common ion on solubility. Precipitation. The effect of pH on solubility.
• Thermodynamics and Equilibrium: First principle of thermodynamics. Entropy and second principle of thermodynamics. Standard entropies and third principle of thermodynamics. Gibbs free energy and spontaneous reactions. Relationship between free energy and equilibrium constant.
• Redox reactions: oxidation states. Balancing redox reactions.
• Electrochemistry: electrical work from redox reactions. Voltaic cells. Cell potential and electromotive force. Standard cell potentials. Nernst equation. Types of Electrodes.. Concentration Cells.
• Electrolysis: Electrolysis of molten salts. Electrolysis of aqueous ionic solutions. The stoichiometry of electrolysis.
• Description of the chemical elements in main groups. Periodic chemical properties Structure and properties of compounds of main groups elements.

Recommended Bibliography

Kotz, Treichel, Townsend; Chimica, Edises - Napoli , or
Petrucci, Harwood, Herring; Chimica Generale - Principi e Moderne Applicazioni, Piccin Editore, or
Silberberg; Chimica, McGraw-Hill Editore

Methods of Provision

Conventional

Teaching Methods

Metodi didattici METODI_DID Sì L'insegnamento si compone di lezioni frontali in aula (previste 80 ore) e di esercitazioni di stechiometria (previste 16 ore).
Lezioni frontali.
La didattica è principalmente di tipo convenzionale, con esposizione orale, supportata da proiezioni di slide e scrittura su lavagna. Il Docente illustra la rilevanza degli argomenti dando esempi concreti della loro applicazione nel contesto delle applicazioni numeriche e dei successivi insegnamenti del Corso di laurea Scopo delle lezioni frontali è trasmettere le nozioni di teoria pertinenti agli argomenti discussi.
Esercitazioni di stechiometria.
Le esercitazioni sono svolte in parallelo alle lezioni frontali, al termine di un ciclo di lezioni dai contenuti coerenti. Scopi delle esercitazioni sono:
- l'applicazione pratica delle nozioni teoriche proposte (acquisizione di abilità pratiche)
- stimolare la capacità di analisi e di individuare una strategia finalizzata alla soluzione del problema (acquisizione di capacità di elaborazione). The course consists of 80 hours of lectures and 16 hours of stoichiometry .

Teaching is carried out according to a standard fashion, through lectures supported by slides and the use of a board.

Evaluation methods

Verification of learning:

Modalità di verifica dell'apprendimento MOD_VER_APPR Sì L'esame consiste di una prova scritta ed una prova orale.
L'esame scritto è costituito da un test a risposta multipla di 16 quesiti di cui 8 domande teoriche e 8 esercizi. Con le domande s'intende valutare sia la comprensione dei principi fondamentali della chimica sia la capacità dello studente di applicare a casi reali quanto descritto in teoria. I problemi di stechiometria sono invece volti a verificare la capacità dello studente ad utilizzare i concetti acquisiti mediante lo svolgimento di esercizi numerici Chi supera lo scritto con una votazione di almeno 18/30 è ammesso a sostenere l'orale nella stessa sezione.
La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 30 minuti in cui saranno posti quesiti relativi ad aspetti teorici inerenti alle tematiche affrontate nell’insegnamento e riportati nel programma dettagliato del corso, ed è finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma. Essa consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicazione dell'allievo con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione degli argomenti, nonché verificare la capacità dello studente di applicare le competenze acquisite a sistemi più complessi comunque riconducibili al programma dell’insegnamento.
La votazione conclusiva della prova d'esame sarà espressa in trentesimi e terrà conto complessivamente delle valutazioni ottenute nella prova scritta e nella prova orale. The exam consists of a written and of an oral test. The written exam is made of a multiple choice test of 16 exercises, both questions and numerical stoichiometry exercises, meant to evaluate the comprehension of the fundamental principles of chemistry and the ability of teh student to aplly them to real cases. In order to pass the exam the written part must be approved with 18/30 points. The oral part is an oral discussion of 30 min. ca.
The final mark will be the result of the overall evaluation of both the written and the oral parts.

Contacts/More Information

Altre informazioni ALTRO Sì Informazioni, avvisi, e materiale utile al corso sono disponibili presso il corrispondente sito e-learning o contattando il docente via e-mail: cecilia.coletti@unich.it Useful information and material for the course are available at the corresponding e-learning website or by contacting the teacher via e-mail: cecilia.coletti@unich.it

Università degli Studi
"G. d'Annunzio"

Chieti - Pescara

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