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La materia: proprietà fisiche e chimiche della materia, sostanze pure e miscugli.
Atomi e tavola periodica: teoria atomica, particelle subatomiche, numero atomico e numero di massa; isotopi, radioattività, decadimento radioattivo, tempo di dimezzamento; l’atomo di Thomson, l’atomo di Rutherford, l’atomo di Bohr, spettri di emissione e di assorbimento, l’atomo di Schroedinger, funzioni d’onda, numeri quantici, orbitali atomici, configurazione elettronica, principio di Aufbau, principio di Pauli, principio di di Hund; la tavola periodica, proprietà periodiche degli elementi, reattività chimica, raggio atomico e dimensioni dell’atomo, energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività.
Composti e nomenclatura: composti binari molecolari e ionici, ioni monoatomici, composti ternari molecolari e ionici, ioni poliatomici; nomenclatura tradizionale, di Stock e IUPAC.
Stechiometria e reazioni chimiche: massa atomica assoluta e relativa, massa molecolare, la mole, formula minima e formula molecolare, composizione percentuale; reazioni di sintesi, reazioni di decomposizione, reazioni di scambio semplice, reazioni di doppio scambio, reazioni di combustione; relazioni di massa nelle reazioni chimiche, reagente limitante e resa teorica, resa sperimentale e resa percentuale.
Chimica nucleare: decadimento nucleare, radiazioni alfa, beta e gamma, emissione positronica, cattura elettronica, bombardamento nucleare.
Il legame chimico: teoria del legame di valenza (Valence Bond), simboli di Lewis, regola dell’ottetto, legami semplici, legami doppi, legami tripli, formule di Lewis delle molecole e degli ioni covalenti, forme di risonanza, carica formale, molecole deficienti di elettroni, molecole con ottetto espanso; geometria molecolare secondo la teoria VSEPR (valence shell electron-pair repulsion); ibridazione degli orbitali atomici e geometria molecolare, stati di ibridazione del carbonio; il legame ionico, il legame covalente omopolare ed eteropolare, polarità delle molecole, momento dipolare; forze intermolecolari (interazioni ione-ione, ione-dipolo, dipolo-dipolo, dipolo-dipolo indotto, dipolo istantaneo-dipolo indotto, legame ad idrogeno, forze idrofobiche), effetti delle forze intermolecolari su stato della materia e sui punti di ebollizione e di fusione; teoria degli orbitali molecolari, orbitali leganti e antileganti, ordine di legame, esempi di orbitali molecolari in molecole biatomiche omonucleari e eteronucleari, paramagnetismo e diamagnetismo.
Stati di aggregazione della materia: lo stato gassoso, i gas ideali e la teoria cinetico-molecolare, legge di Boyle, legge di Charles, legge di Avogadro, legge di Gay-Lussac, legge dei gas ideali, pressioni parziali e frazioni molari in miscele gassose, legge di Dalton; lo stato liquido, tensione di vapore, punto di ebollizione, punto di congelamento, punto critico; lo stato solido, solidi molecolari, solidi non molecolari (solidi a reticolo covalente, solidi ionici, solidi metallici); cambiamenti di stato e diagrammi di stato.

Soluzioni e proprietà colligative: elettroliti e non-elettroliti, solubilità, effetti di temperatura e pressione sulla solubilità, saturazione; definizione di concentrazione delle soluzioni (molarità, molalità, normalità, m/V, %m/m, %v/v, %m/v, frazioni molari, ppm), conversione fra unità di concentrazione; proprietà colligative delle soluzioni, abbassamento della tensione di vapore, innalzamento ebullioscopico, abbassamento crioscopico, osmosi e osmosi inversa.
Reazioni di ossidoriduzione: determinazione del numero di ossidazione in composti covalenti e ionici, bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione, bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione in ambiente acido e basico, reazioni di disproporzione, metodo della variazione del numero di ossidazione e metodo ionico elettronico.
Cinetica: velocità di reazione, equazione di velocità e concentrazione, costante di velocità, ordine di reazione e relazioni concentrazione/tempo e velocità/concentrazione; teoria delle collisioni, energia cinetica delle molecole, energia di attivazione, orientamento degli urti; equazione di Arrhenius ed effetto della temperatura sulla velocità di reazione; modello dello stato di transizione; meccanismi di reazione e velocità di reazione; la catalisi.
Termodinamica: sistemi termodinamici, variabili di stato intensive ed estensive, il concetto di funzione di stato; stato di equilibrio termodinamico e trasformazioni di stato; primo principio della termodinamica, energia interna e lavoro, calorimetri, entalpia, reazioni esotermiche ed endotermiche, equazioni termochimiche, legge di Hess, entalpia di fusione e di vaporizzazione, entalpia standard di reazione, entalpia di formazione, entalpia di combustione, entalpia di legame; secondo principio della termodinamica, entropia, energia libera di Gibbs, reazioni esoergoniche ed endoergoniche; effetto della temperatura, della pressione e della concentrazione sulla spontaneità di una reazione chimica, relazione fra energia libera e costante di equilibrio; reazioni accoppiate.
Equilibrio chimico: legge di azione di massa, relazione fra costante di equilibrio ed energia libera di Gibbs; equilibri omogenei, equilibri eterogenei; principio di Le Chatelier, quoziente di reazione, effetto delle variazioni di concentrazione, pressione e temperatura sull’equilibrio chimico.
Equilibri ionici in soluzione acquosa: teorie acido-base (Arrhenius, Broensted-Lowry, Lewis); forza degli acidi e struttura molecolare; ioni come acidi e basi; equilibri di Broensted-Lowry, coppie coniugate acido-base; dissociazione dell’acqua, prodotto ionico dell’acqua, pH e pOH; equilibri di soluzioni acide e basiche, costanti di dissociazione acida e basica; acidi e basi forti e calcolo del pH; acidi e basi deboli e calcolo del pH; acidi poliprotici; idrolisi dei sali e calcolo del pH; soluzioni tampone, equazione di Henderson-Hasselbach e calcolo del pH delle soluzioni tampone, capacità tamponante e intervallo del tampone, sistemi tampone fisiologici; titolazioni acido-base e calcolo del pH, indicatori di pH.
Elettrochimica: concetto di campo elettrico, forza elettrica ed energia elettrica, conduttori di prima e seconda classe; celle galvaniche o pile, la pila Daniell, semielementi di prima specie, seconda specie e a gas; potenziali redox; forza elettromotrice di una pila; energia libera e potenziale di cella, equilibrio e potenziale di cella, equazione di Nerst; elettrolisi e celle elettrolitiche; leggi di Faraday.