Obiettivi formativi
Il corso si prefigge di razionalizzare la descrizione della struttura dei composti inorganici nei diversi stati di aggregazione, in particolare nello stato solido, mettendo in evidenza le relazioni tra proprietà chimico-fisiche delle sostanze e la loro struttura.
Contenuti dell'insegnamento
<br />1 Struttura e proprietà della materia nello stato solido.<br />Importanza dello stato solido. Struttura dei composti inorganici. Metodi chimico-fisici per la determinazione delle strutture e delle geometrie molecolari.<br />Limitazioni geometriche e topologiche nelle strutture di molecole e cristalli. Polimorfismo. Chimica strutturale di una sostanza: struttura allo stato solido, cambiamenti strutturali con la fusione,l'ebollizione e la sublimazione. Classificazione dei cristalli: cristalli con strutture tridimensionali, a strati, a catena o con unità discrete.<br />Poliedri e reticolati. I sistemi fondamentali di punti collegati. Poliedri regolari e semiregolari. Reticolati piani.Reticolati tridimensionali. Molecole e ioni a struttura poliedrica, ciclica e a catena. Strutture cristalline basate su reticolati 3-collegati e 4-collegati. Disposizione di poliedri che riempiono lo spazio. Strutture contenenti unità base tetraedriche e ottaedriche.<br />2 Legami chimici nei cristalli<br />Metalli. Proprietà dei metalli. Tipi di impacchettamento nei metalli. Raggi metallici. Legame metallico. Struttura dei metalli. Leghe. Soluzioni solide sostituzionali e a superreticolo. Composti interstiziali. Composti intermetallici. Struttura delle leghe. Ferro e acciaio.<br />Composti ionici. Legame ionico. Energia nei cristalli ionici. Uso delle energie reticolari. Raggi ionici. Impacchettamento nei cristalli ionici. Difetti nei cristalli: difetti di Schottky e di Frenkel. Composti non stechiometrici. Conducibilità nei solidi ionici. Strutture semplici di composti AmBn. Strutture di alcuni ossidi.<br />Cristalli covalenti. Legame covalente. Raggi covalenti. Energia e lunghezza dei legami covalenti. Struttura di molecole e ioni semplici di elementi non di transizione. Molecole giganti. Legami covalenti elettron-deficienti. Legami metallo-metallo. Legame di van der Waals. Legame di idrogeno. Tipi di legame di idrogeno. Legami di idrogeno in sistemi inorganici.Composti di inclusione.<br />3 Struttura e proprietà di elementi dei gruppi principali e dei loro più importanti composti:<br />Idrogeno (idruri, acidi e sali acidi). Alogeni (alogenuri semplici e complessi, polialogenuri). Ossigeno (acqua, ossidi, ossoioni, idrossidi). Zolfo, selenio e tellurio (solfuri, selenuri e tellururi). Boro e alluminio. Carbonio, silicio, stagno e piombo. Azoto, fosforo, arsenico, antimonio e bismuto. <br /><br />
Bibliografia
<br />J.E. HUHEEY, E.A. KEITER, R.L. KEITER, Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity, Harper-Collins<br /><br /><br />N.N. GREENWOOD e A. EARNSHAW,Chimica degli Elementi, Casa Editrice Piccin<br /><br /><br />A.F. WELLS, Structural Inorganic Chemistry, Clarendon Press
