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Fondamenti Di Chimica Dei Materiali 2023/2024
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