Primo Biennio:
Dalla materia all'atomo (con elementi di nomenclatura)
Agenda 2030 e GreenComp (2 pagine)
Orientamento STEM con GenS (2 pagine)
Per cominciare Metodi e strumenti matematici (12 pagine)
1 Le misure e le grandezze (30 pagine)
1.1 Le grandezze fisiche
1.2 Il Sistema Internazionale di unità di misura
Laboratorio - Tutte le grandezze sono additive?
1.3 La scelta dello strumento
1.4 Incertezze delle misure
Educazione civica - I limiti di legge per la presenza di sostanze tossiche negli alimenti
1.5 La geometria dei corpi
1.6 La massa
Laboratorio - La massa è una proprietà invariante?
1.7 La densità
Laboratorio - Da che cosa dipende la densità?
Laboratorio Excel – Calcolo della densità di un solido
1.8 La temperatura e le scale termometriche
1.9 L'energia
Studio con metodo Esercizi
Compito di realtà: Determina il contenuto di zucchero in un succo di frutta
2 Gli stati della materia e le loro trasformazioni (20 pagine)
2.1 La materia intorno a noi
2.2 Gli stati fisici della materia
2.3 Dagli stati fisici agli stati di aggregazione
Laboratorio - L’aria occupa volume?
2.4 I passaggi di stato
Per saperne di più – L’effetto Mpemba: capitolo chiuso o aperto?
Educazione civica - L’innalzamento degli oceani è dovuto alla fusione dei ghiacciai
2.5 Le curve di riscaldamento e raffreddamento
Laboratorio Excel – Curva di riscaldamento dell’acqua
CHEM&STEM - PCM e transizione ecologica
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: Determina la densità del ghiaccio
3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
La materia e le sostanze (28 pagine)
Scopriamo le sostanze
Le sostanze si trasformano
Le sostanze semplici, composte e gli elementi
Educazione civica - I termovalorizzatori
I sistemi omogenei ed eterogenei
Le soluzioni e la concentrazione
Le principali tecniche di separazione
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: Purifica il sale di una salina
4 I gas e le leggi che li governano (24 pagine)
4.1 I gas e la chimica dell'aria
4.2 La pressione dei gas
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
La legge di Boyle o legge isoterma
Laboratorio Excel – Rappresentazione grafica della legge di Boyle
La legge di Charles o legge isobara
La legge di Gay Lussac o legge isocora
L'equazione dei gas perfetti
Per saperne di più - Come funzionano gli ammortizzatori a gas?
Laboratorio - Come cambia il volume dell’aria nella siringa?
La legge di Dalton
CHEM&STEM - I dirigibili ibridi: il futuro del volo
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: L’effetto della temperatura sui gas
5 Le leggi ponderali e la teoria atomica (28 pagine)
5.1
La legge di Lavoisier della conservazione della massa
Laboratorio - La legge di Lavoisier è sempre valida?
Educazione civica - La legge di Lavoisier e il recupero dei metalli nobili dai rifiuti elettronici
5.2 La legge di Proust delle proporzioni definite
5.3
La legge di Dalton delle proporzioni multiple
5.4 Dalle leggi ponderali alla teoria atomica
5.5 La massa atomica degli elementi secondo Dalton
5.6 Il principio di Avogadro e la corretta determinazione delle masse atomiche
5.7
5.8
La determinazione delle masse molecolari relative
La regola di Cannizzaro e la determinazione delle masse atomiche
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: Verifica la conservazione della massa
6
6.1
La tavola periodica e i primi modelli atomici (38 pagine)
La tavola periodica degli elementi
Educazione civica - Disponibilità e approvvigionamento delle terre rare
6.2
I componenti degli atomi
Laboratorio - I corpi possono elettrizzarsi?
6.3 I primi modelli atomici
6.4 Il nucleo atomico
6.5 La massa atomica
6.6 La radioattività naturale
6.7 Il tempo di decadimento
6.8 La radioattività artificiale e gli elementi transuranici
6.9 Le reazioni nucleari
CHEM&STEM - Immagini tridimensionali del nostro corpo con la SPECT
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: Quanto tempo è passato?
7 Il linguaggio della chimica (30 pagine)
7.1
7.2
La rappresentazione degli atomi e delle molecole
L'unità della quantità di sostanza: la mole
Per saperne di più - Il grande volume molare dei gas permette il gonfiaggio degli airbag
7.3 L'uso della mole
7.4 Il volume molare
7.5 Dalla composizione percentuale alle formule
Educazione civica - La percentuale dei composti e l'importanza del calcolo del rapporto NPK nei fertilizzanti
Studio con metodo Esercizi
Compito di realtà: Quanto è grande una mole?
8 Un'introduzione alla nomenclatura (12 pagine)
8.1 La valenza e il nome dei composti
8.2 La nomenclatura tradizionale e IUPAC dei composti binari
8.3 La nomenclatura tradizionale dei composti ternari
8.4 La nomenclatura dei sali
In laboratorio (11 pagine)
1. Determinazione della densità e della solubilità di sostanze diverse
2. Purificazione per cristallizzazione
3. Distillazione semplice di una soluzione
4. Separazione dei pigmenti di un estratto vegetale
5. Verifica della legge di Lavoisier
CLIL for science (3 pagine)
C1. The ponderal laws
C2. Chemical symbols and the Periodic Table
Indice analitico
Secondo biennio: Dalla struttura dell'atomo all'elettrochimica
Agenda 2030 e GreenComp
Orientamento STEM con GenS
9 La struttura atomica (36 pagine)
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
9.7
La duplice natura della luce
La luce: quanti di energia
Il modello atomico di Bohr
CHEM&STEM “Scenari futuri” - Il sistema GPS: la quantomeccanica ti mette sulla strada giusta
Dall'energia di ionizzazione ai livelli energetici
Il modello atomico a strati
La configurazione elettronica
La natura ondulatoria degli elettroni
9.8 Il metodo quantomeccanico
9.9
La sequenza di riempimento degli orbitali
Per saperne di più - Quantum computing e AI
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: Misura la velocità della luce
10 La tavola periodica degli elementi (24 pagine)
10.1
10.2
10.3
10.4
Il sistema periodico attuale
La periodica distribuzione degli elettroni
Laboratorio Excel – Calcolo della percentuale in massa di un elemento in un composto
La notazione di Lewis
Laboratorio Avogadro – Le formule di Lewis
La periodicità delle proprietà degli elementi
Intersezioni - Il Blu Rinascimento di Michelangelo
Educazione civica - I semimetalli alla base dell'industria elettronica dei semiconduttori
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: Il cobalto, un metallo attrattore
11 Il legame chimico (50 pagine)
11.1 Il legame chimico e la stabilità energetica
11.2 La regola dell'ottetto
11.3
11.4
Intersezioni - L'atomo e Democrito
Il legame covalente
Le strutture di Lewis delle molecole poliatomiche
11.5 Il legame covalente polare
11.6 Il legame ionico
11.7 La forma delle molecole
11.8 La teoria del legame di valenza
Laboratorio Avogadro – La geometria delle molecole e la teoria VSEPR
11.9 Gli orbitali ibridi
11.10 Il carbonio: un elemento particolarmente versatile
Laboratorio Avogadro – I legami multipli
11.11 La teoria degli orbitali molecolari
Laboratorio Avogadro – La molecola di idrogeno e i suoi orbitali
11.12 La configurazione elettronica delle molecole
Educazione civica - Ossigeno, ozono e ambiente
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: Modelli molecolari
12 Le molecole si aggregano (30 pagine)
12.1 La polarità delle molecole
Laboratorio Avogadro – La polarità delle molecole
12.2 I legami intermolecolari
Educazione civica - Adesivi "gecko-like" per applicazioni mediche
12.3 Il comportamento dei solidi
12.4 Struttura e classificazione dei cristalli
Laboratorio Avogadro – La struttura del cloruro di sodio
12.5 I tre allotropi del carbonio
Laboratorio Avogadro – La struttura della grafite
CHEM&STEM “Scenari futuri” - Il grafene: il futuro dei materiali?
12.6 Il comportamento dei liquidi
Laboratorio Avogadro – Struttura e proprietà dell’acqua
12.7 Il comportamento dei gas
Laboratorio Avogadro – La molecola di Idrogeno e i suoi orbitali
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: La tensione superficiale
13 Nomi e formule dei composti (28 pagine)
13.1 Dalla valenza al numero di ossidazione
13.2 Principi generali per rappresentare le formule
13.3 Classificazione e nomenclatura dei composti
Laboratorio Avogadro – La nomenclatura delle molecole
Per saperne di più - IUPAC International Chemical Identifier
13.4 I composti binari
13.5 I composti ternari
STEM “Scenari futuri” - Impiego di Machine Learning per dare i nomi ai composti
Studio con metodo Esercizi
Compito di realtà: I nomi dei composti
14 Le soluzioni (46 pagine)
14.1 Diversi tipi di soluzione
14.2 Il processo di solubilizzazione
14.3 La solubilità
14.4 La concentrazione delle soluzioni
Per saperne di più - Solventi green per la sintesi industriale
14.5 La diluizione
Laboratorio Excel – Calcolo della concentrazione di una soluzione diluita
14.6 Le proprietà colligative
14.7 La legge di Raoult
14.8 L'innalzamento ebullioscopico e l'abbassamento crioscopico
14.9 La pressione osmotica
CHEM&STEM “Scenari futuri” - L'osmosi forzata per la purificazione dell'acqua
Studio con metodo Esercizi
Compito di realtà: Una dimostrazione della pressione osmotica
15 La stechiometria delle reazioni (30 pagine)
15.1 L'equazione chimica
15.2 La classificazione delle reazioni chimiche
15.3 Le equazioni in forma ionica
15.4 Calcoli stechiometrici
15.5 Il reagente limitante e la resa percentuale di una reazione
Educazione civica - Il fosforo, agente limitante responsabile della eutrofizzazione
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: Il reagente limitante
16 Aspetti energetici delle reazioni chimiche (34 pagine)
16.1 La chimica e la termodinamica
16.2 Il trasferimento dell’energia: calore e lavoro
16.3 Funzioni di stato e di percorso
16.4 Il primo principio della termodinamica
16.5 L'entalpia
Educazione civica - Proprietà entalpiche dei materiali ed efficientamento energetico degli edifici
Per saperne di più - I calorimetri a reazione adiabatica nelle industrie farmaceutiche
16.6
16.7
16.8
16.9
La legge di Hess
Il secondo principio della termodinamica
L'entropia
L'energia di Gibbs
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: L’entropia e l’espansione di un gas
17 La cinetica chimica (32 pagine)
17.1 La velocità di reazione
Laboratorio Excel – Curva della cinetica di una reazione
17.2
17.3
La teoria degli urti
L'effetto della concentrazione e la legge cinetica
17.4 L'effetto della temperatura: la legge di Arrhenius
17.5 Altri fattori che influenzano la velocità di reazione
17.6
Meccanismo di reazione e molecolarità
Per saperne di più - Utilizzo industriale dei catalizzatori biologici
CHEM&STEM “Scenari futuri” - La fotocatalisi
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: La catalisi enzimatica
18 L'equilibrio chimico (32 pagine)
18.1 I sistemi in equilibrio
18.2 L'equilibrio chimico
18.3 La costante di equilibrio
18.4 La costante di equilibrio in funzione delle pressioni parziali
18.5 L'equilibrio omogeneo e l'equilibrio eterogeneo
18.6 Lo spostamento dell'equilibrio
18.7
Gli equilibri di solubilità
Educazione civica – L’acidificazione degli oceani
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: L’equilibrio dinamico
19 Le reazioni di trasferimento di protoni (38 pagine)
19.1 Le proprietà degli acidi e delle basi
19.2 La teoria di Arrhenius
19.3
La teoria di Bronsted e Lowry
19.4 La teoria di Lewis
19.5 Il prodotto ionico dell'acqua
19.6 Il pH
19.7 Acidi forti e acidi deboli
19.8 Basi forti e basi deboli
19.9 Il pH di soluzioni di acidi e basi
Laboratorio Excel – Curva di una titolazione acido-base
19.10 Le soluzioni saline
19.11 Le soluzioni tampone
19.12 Le reazioni di neutralizzazione
Educazione civica – Acidità dei terreni
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: Un indicatore casalingo
20 Le reazioni di trasferimento di elettroni (22 pagine)
20.1 I fenomeni ossidoriduttivi
20.2 Le reazioni redox
Educazione civica – Cloro e sbiancamento della carta, ricerca di alternative sostenibili
20.3 Il bilanciamento di un'equazione di ossidoriduzione
20.4 Le reazioni di dismutazione
20.5 La stechiometria nelle titolazioni redox
Intersezioni - Tecnica d'incisione all'acqua forte in Goya
Studio con metodo
Esercizi
Compito di realtà: Pulire l’argento
21 I processi elettrochimici (28 pagine)
21.1 La spontaneità delle reazioni redox
21.2 Le pile
21.3 La forza elettromotrice di una pila
21.4 Termodinamica di una pila
STEM “Scenari futuri” - Batterie di flusso: il futuro della conservazione di energia?
21.5 La corrosione dei metalli
21.6 L'elettrolisi
Per saperne di più - Elettrolisi per la cromatura (Galvanostegia e Galvanoplastica)
21.7 Le leggi di Faraday
Laboratorio Excel – Calcolo dei grammi di una sostanza prodotta per elettrolisi
Intersezioni - La produzione dell'alluminio: da un metallo più costoso dell'oro alla sua diffusione
Studio con metodo Esercizi
Compito di realtà: Chiodi inossidabili
In laboratorio (21 pagine)
1. Saggi alla fiamma
2. La polarità delle molecole
3. Estrazione con solvente
4. Conducibilità delle soluzioni
5. Reazioni con sviluppo di gas
6. Trasformazioni con scambi di calore
7. Uso degli indicatori per la misura del pH
8. Titolazione di una soluzione di acido cloridrico
9. Misura della differenza di potenziale di una pila
10. L'elettrolisi dell'acqua
CLIL for science (5 pagine)
C1. Chemical bonds
C2. Chemical reactions and balanced equations
C3. What is thermochemistry?
C4. Acids, bases and the pH scale
Indice analitico