ISTITUTO TECNICO PER GEOMETRI di PALAU

IL PROGRAMMA DI CHIMICA E LABORATORIO NEL BIENNIO

Primo anno di corso: ore settimanali 3 - prove d'esame: scritta/orale
Secondo anno di corso: ore settimanali 3 - prove d'esame: scritta/orale

Premessa
Nel biennio l'insegnamento è finalizzato alla cosidetta "chimica di base". Gli allievi dovranno giungere alla comprensione a alla utilizzazione dei fondamenti della disciplina e, successivamente, alla sistematizzazione concettuale delle conoscenze al fine di pervenire ad una armonica integrazione fra attività teorica e attività di laboratorio.
Contenuti

1. La materia: proprietà, trasformazioni, struttura particellare
   • miscugli, con particolare riferimento ai miscugli omogenei (suluzioni);
   • processi fisici e chimico-fisici di separazione di un miscuglio;
   • purificazione di alcune sosteanze e concetto operativo di sostanza pura;
   • grandezze fisiche e loro unità di misure. Passaggi di stato;
   • caratterizzazione di sostanze pure mediante alcune proprietà fisiche (punto di fusione, ecc.);
   • decomposizione di sosteanze pure. Concetto operativo di elemento e di composto;
   • trasformazioni fisiche e chimiche: concetto operativo di reazione chimica. Leggi ponderali delle reazioni;
   • teoria atomica di Dalton-Cannizzaro. Concetto di molecola e di atomo;
   • volume di combinazione e "numero di particelle". Ipotesi di Avogadro e numero di Avogadro.
2. Comportamento della materia allo stato gassoso
   • grandezze fisiche che caratterizzano la stato gassoso;
   • comportamento dei gas e leggi fondamentali che li governano. Interpretazione cinetico-molecolare della pressione di un gas;
   • temperatura standard. Introduzione al concetto di mole;
   • reazione fra gas e volume di combinazione.
3. Composti ed elementi
   • pesi atomici e pesi molecolari. Concetto di valenza e suo impiego;
   • tipi di elementi: metalli e non metalli e loro cartteristiche fisiche e chimiche essenziali;
   • principali tipi di reazioni. Tipi di composti: ossidi, acidi, idrossidi, sali;
   • introduzione di una classificazione degli elementi (con la costruzione di una semplice tavola periodica ad otto colonne con riferimento ai primi venti elementi ordinati secondo il p.a. crescente);
   • concetto di periodicità delle caratteristiche chimiche e fisiche degli elementi con particolare riferimento agli elementi C,S,Fe,Al.
4. Periodicità e struttura atomica
   • atomi e carica elettrica. Elettrolisi: gli ioni come particelle trasportatrici di carica e l'elttrone come "atomo di elettricità";
   • modello elettrostatico dell'atomo e sviluppo dei modelli atomici. Assetto elementare del nucleo e conceto di isotopo;
   • gli elettroni negli atomi: energia di ionizzazione, affinità elettronica ed elettronegatività. Definizioni e significati;
   • approfondimento del concetto di mole e la mole come unità di misura nel S.I.;
   • caratteristiche periodiche delle proprietà fisiche e chimiche degli atomi. Uso della tavola periodica moderna.
5. Legami chimici e struttura delle molecole
   • il legame interatomico. Collocazione spaziale della carica elettronica e regola dell'ottetto;
   • molecola "tipo" e disposizione spaziale delle particelle. Polarità del legame e transizione al legame ionico.
   • effetto della polarità del legame sulle proprietà fisiche e chimiche. Organizzazione del legame metallico e non metallico;
   • legami intermolecolari. Stato solido: aspetti chimici e strutturali. Classificazione.
6. Reazioni e loro aspetti fondamentali
   • aspetti cinetici delle reazioni. Fattori che influenzano la velocità di reazione, catalizzatori, enzimi;
   • aspetti energetici delle reazioni. Realzione tra sistema di reazione e ambiente esterno;
   • equilibri di reazione. Il principio dell'equilibrio mobile;
   • concetto di costante di equilibrio e significato del suo valore;
   • le soluzioni: i tipi, la proprietà colligativa. Vari modi di esprimere la concentrazione delle soluzioni e calcolo della stessa.
7. Reazioni acido base e redox
   • concetto operativo di pH. Teoria di Arrhenius degli acidi e basi;
   • prodotto ionico. Trattazione semplificata della teoria di Bronsted-Lowry e di Lewis;
   • le titolazioni acido-base. Concetto operativo di numero di ossidazione e di reazione Redox;
   • pile e concetto di potenziale normale. Usi applicativi dei più importanti processi Redox.
8. Energia e reazioni
   • semplici aspetti termodinamici delle reazioni. Reazioni eso ed endoenergetiche, eso ed endotermiche;
   • entalpia di reazione: significato e convenzione sui segni. Energia in gioco nelle reazioni e loro spontaneità;
   • reazioni fortemente esotermiche e loro impiego come fonte di energia;
   • risorse energetiche e processi di produzione di nenergia mediante reazioni chimiche. Problematiche ambientali legate alla produzione di energia.
9. Il Carbonio e i composti del Carbonio
   • il carbonio allo stato puro. Forma comune del carbonio in natura;
   • posizione del carbonio nella tavola periodica. Tipi e numero di legami che il carbonio è in grado di formare;
   • i composti ossigenati del carbonio. I composti idrogenati del carbonio;
   • modelli strutturali dei primi termini delle principali serie di idrocarburi;
   • aspetti conoscitivi dei principali tipi di reazione organiche: sostituzione, addizione, polimerizzazione;
   • principali gruppi funzionali ed esempi di composti comuni: alcoli, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici, eteri, esteri, ammine.

  Il programma di chimica e laboratorio nella classe terza.
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