Fondamenti Di Chimica Dei Materiali 2025/2026

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, il numero di Avogadro e la mole.Soluzioni, elettroliti e non elettroliti, classificazione degli elettroliti.Concentrazione delle soluzioni (molarità, molalità, percentuale in peso e in massa, frazione molare).Reazioni chimiche: equazioni chimiche, bilanciamento, quantità di reagenti e prodotti, resa, reagente limitante.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.Cenni di cinetica chimica.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), polimorfismo.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), 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.