Contenuti generali
Struttura, reattività e proprietà degli elementi dei gruppi principali e dei loro composti.
Descrizione sistematica della chimica dei blocchi s e p: vengono enfatizzate tendenze nelle proprietà chimiche all’interno di un gruppo e tra gruppi, così come i metodi preparativi, i tipi di legami, la stabilità termodinamica, la struttura, le reazioni tipiche, le applicazioni industriali e le nuove scoperte.
Studio dettagliato della chimica dell’idrogeno e degli idruri, degli alogeni e degli alogenuri, dell’ossigeno e degli ossidi, ossiacidi ed ossoanioni.

Programma Dettagliato
Proprietà periodiche degli elementi: configurazioni elettroniche di valenza, parametri atomici, relazioni diagonali. Andamenti periodici generali ed anomalie. Carica nucleare effettiva. Calcolo della costante di schermo mediante le regole di Slater. L’elettronegatività.
Chimica acido-base di Lewis e teoria HSAB.

Gli elementi e i loro composti
Idrogeno. L’elemento, l’atomo e i suoi ioni. Proprietà e reazioni. Isotopi dell’idrogeno ed effetti isotopici. Diidrogeno: produzione e usi. Reazioni del diidrogeno; attivazione dell’idrogeno molecolare. Economia dell’idrogeno. Celle a combustibile. Idruri degli Elementi. Natura del legame E-H. Idruri molecolari.
Il Legame a idrogeno. Effetti sulle proprietà fisiche. Effetti strutturali. Acqua, ghiaccio, idrati e clatrati.
Idruri salini. Idruri metallici. Sintesi, reattività e utilizzo dei più importanti idruri binari.

I calcogeni. Proprietà atomiche, produzione e usi degli elementi del gruppo 16.

Ossigeno.
Proprietà atomiche. Produzione e usi. Ossigeno molecolare nello stato di singoletto. Proprietà chimiche del diossigeno. Ozono: preparazione, usi e reattività. Ozono e CFC.
L’acqua. Campo di esistenza dell’acqua.
Perossido di idrogeno. Preparazione ed usi. Proprietà chimiche: proprietà redox, decomposizione catalitica, comportamento acido-base. Perossidi e superossidi ionici.

Ossidi degli Elementi
Classificazione in base al tipo di legame E-O. Classificazione strutturale. Ossidi ionici e ossidi covalenti: andamenti periodici delle strutture e dello stato fisico. Ossidi covalenti polimerici. Ossidi metallici. Classificazione in base alle proprietà acido-base. Andamenti periodici delle proprietà acido-base. Ossidi binari dei metalli del blocco s. Ossiacidi. Applicazioni pratiche e chimica ambientale degli ossidi volatili e degli ossiacidi. Produzione industriale dei più importanti ossiacidi.
Ossidi metallici; ossidi metallici misti e non-stechiometrici. Ossoanioni polinucleari degli elementi dei blocchi p e d.

Aspetti essenziali della chimica degli elementi dei gruppi 1, 2, 13, 14, 15.
In dettaglio, i polimeri siliconici: un esempio di polimeri inorganici.

Elementi del gruppo 17: gli alogeni. Aspetti essenziali. Proprietà atomiche. Strutture molecolari, proprietà e reattività. Produzione e usi. Composti degli alogeni.

Esercitazioni in laboratorio.
Gli esperimenti sono stati scelti in modo da esemplificare quanto trattato nella parte teorica del corso, e consistono nella sintesi e caratterizzazione di composti degli elementi dei gruppi principali, ed in esperienze concernenti la loro reattività. Un aspetto importante è l’analisi della correlazione tra struttura e proprietà dei composti studiati.