Fondamenti Di Chimica Dei Materiali 2022/2023

Introduzione alla Chimica dei Materiali: contenuti ed obiettivi

Definizioni e criteri di classificazione di materiali e nano materiali

Applicazioni di materiali convenzionali ed innovativi in diversi settori dell’ingegneria

Sostanze pure e miscugli

Struttura atomica: numero atomico, massa atomica, isotopi, massa atomica media), configurazione elettronica (atomo di idrogeno ed atomi polielettronici)

Tavola periodica degli elementi: periodi e gruppi

Periodicità: raggio atomico, raggio ionico, energia di ionizzazione, affinità elettronica, proprietà chimiche.

Legami chimici: legame ionico (distanza interionica, energia reticolare, forza elettrostatica, periodicità), legame covalente (distanza interatomica, ordine, lunghezza ed energia di legame, polarità, elettronegatività, strutture di Lewis, strutture di risonanza, calcolo variazione entalpia di reazione), legame metallico (distanza interatomica, energia di legame e temperatura di fusione)

Legami intermolecolari(dipolo-dipolo, ione-dipolo, legame idrogeno)

Relazioni di massa, stechiometria, equazioni chimiche

Soluzioni, elettroliti e non elettroliti, classificazione degli elettroliti.

Concentrazione delle soluzioni (molarità, molalità, percentuale in peso, frazione molare)

Reazioni chimiche: equazioni chimiche, bilanciamento, quantità di reagenti e prodotti, resa

Reazioni in soluzione acquosa: precipitazione, acido-base, ossido-riduzione

Gas: leggi dei gas (Boyle, Charles, Avogadro), equazione di stato di gas perfetti, densità e massa molare, legge di Dalton delle pressioni parziali, equazione di stato dei gas perfetti e stechiometria delle reazioni

Cinetica chimica: velocità di reazione, ordine di reazione, legge di Arrhenius

Equilibrio chimico: costante di equilibrio, equilibri omogenei ed equilibri eterogenei, equilibrio acido-base, equilibrio di solubilità

Termochimica: energia interna, diagramma di energia, conservazione dell’energia, entalpia di formazione, entalpia di reazione, entalpia standard, entalpia molare), processi endotermici ed esotermici, legge di Hess,

Diagrammi di fase ad un componente (H2O, CO2, Fe)

Solidi cristallini (ionici, ionico-covalenti, covalenti, molecolari, metallici) e solidi amorfi

Sistemi cristallini e reticoli di Bravais

Materiali metallici (cenni): metalli puri e leghe metalliche, celle elementari di  materiali metallici (cubica a corpo centrato, cubica a facce centrate, esagonale compatta), difetti (punto, linea, superficie), soluzioni solide, diagrammi di stato binari (sistema a due componenti miscibili in tutto intervallo di composizione), principali leghe metalliche (ferrose e non ferrose), applicazioni

Materiali ceramici (cenni): definizione, classificazione, materiali cristallini ed amorfi, struttura, principali ceramici avanzati (zirconia e allumina), applicazioni

Cenni di chimica organica: idrocarburi (saturi, insaturi ed aromatici), gruppi funzionali

Materiali polimerici (cenni): classificazione, struttura (amorfi e semicristallini), principali polimeri (PE, PP, PVC, PTFE, PS…), applicazioni.

Materiali compositi (cenni): definizione, classificazioni, struttura