Corso integrato di Chimica e propedeutica
biochimica
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Atomi e molecole.
- Nucleo:
protoni e neutroni;
il numero atomico.
- Isotopi e pesi atomici.
- Grammo-atomo e grammo-molecola o mole.
- Radiazioni elettromagnetiche.
- L'elettrone.
- L'atomo discontinuo.
- La meccanica ondulatorioa.
- I numeri quantici e gli orbitali atomici.
- Criteri per la costruzione della struttura elettronica di un atomo.
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Criteri per la costruzione della struttura elettronica di un atomo.
- Periodicità di comportamento degli elementi.
- Le dimensioni dell'atomo.
- Acquisto e perdita di elettroni: energia di ionizzazione, affinità elettronica.
- Elettronegatività.
- Struttura elettronica e propietà chimiche.
- La tavola periodica: metalli, non metalli e metalli di transizione.
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Il legame chimico.
- Guadagno e perdita di eletroni: il legame ionico.
- Elettroni in comune: il legame covalente.
- Molecole apolari..
- La molecola di idrogeno e altre molecole omonucleari.
- Molecole eteronucleari.
- Il legame di Van der Waals.
- Molecole polari: legame covalente polarizzato.
- Interazioni dipolo-dipolo e conseguenze sullo stato fisico delle sostanze.
- Il legame dativo.
- Il legame idrogeno.
- Sostanze acide e basiche.
- Composti ionici e loro propietà.
- Il reticolo cristallino.
- Il legame metallico.
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Cenni di sistematica chimica.
- Ossidi acidi e ossidi basici.
- Variazioni delle proprietà degli ossidi lungo i gruppi e lungo i periodi.
- Stato di ossidazione e numero di ossidazione.
- Composti dei non-metalli con l'ossigeno: gli acidi.
- Metalli alcalini, alcalino-terrosi e i loro composti con l'ossigeno: le basi.
- Le reazioni di neutralizzazione.
- I sali neutri e acidi.
- Gli idruri.
- I metalli di transizione.
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Struttura molecolare.
- Struttura molecolare.
- Orbitali molecolari localizzati (teoria MO).
- Le molecole omonucleari secondo la teoria MO.
- Legami fra atomi a diversa elettronegatività.
- Orbitali ibridi sp3.
- I legami doppi e l'ibridizzazione sp2.
- I legami tripli e l'ibridizzazione sp.
- L'aromaticità: delocalizzazione e risonanza.
- Ibridizzazione dei metalli di transizione nei complessi di cordinazione.
- Gli ioni complessi.
- Cenni sulla teoria del campo cristallino.
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Bioinorganica.
- Proprietà dei principali composti inorganici di rilevanza biologica: ioni dei metalli alcalini e alcalini-terrosi,
ioni di metalli di transizione quali Fe, Co e Cu.
- Fosfati e carbonati.
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Le soluzioni.
- Modi di esprimere la concentrazione delle soluzioni: molarità, normalità, percentuale p/p, percentuale p/v,
densità.
- Soluzioni elettrolitiche e non elettrolitiche.
- Le soluzioni e le proprietà colligative.
- Innalzamento del punto ebulliscopico.
- Abbassamento del punto di comgelamento.
- La pressione osmotica.
- Il coefficiente di Van't Hoff.
- Osmolarità.
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La conservazione della massa, della carica e dell'energia.
- Il principio di conservazione della massa nelle reazioni chimiche.
- La conservazione degli elettroni.
- Le reazioni di ossidoriduzioni.
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Termodinamica: calore, energia e legame chimico.
- Il calore e le reazioni chimiche.
- Calori di formazione.
- Energia di legame.
- Entalpia.
- Legge di Hess.
- Disordine e spontaneità.
- La misura del disordine: l'entropia.
- Il significato statistico dell'entropia.
- Entropia e reazioni spontanee.
- Energia libera e spontaneità di una reazione chimica.
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La velocità di reazione.
- Leggi sperimentali della velocità.
- Ordine di una reazione.
- Molecolarità.
- Lo stadio limitante della velocità di una reazione.
- La teoria delle collisioni molecolari.
- Aumento della velocità di reazione mediante la catalisi.
- Energia di attivazione e la teoria dello stato di transizione.
- La temperatura e la velocità di reazione.
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L'equilibrio chimico.
- L'equilibrio chimico come fenomeno dinamico.
- L'espressione generale della costante di equilibrio.
- Fattori che influenzano l'equilibrio: il principio di Le Chatelier.
- La temperatura e la costante di equilibrio.
- L'energia libera e la costante di equilibrio.
- Semi-reazioni di redox e il potenziale di riduzione.
- Le reazioni redox e il potenziale elettrochimico.
- Equazione di Nerst.
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Ioni ed equilibrio acido-base.
- Acidi e basi forti.
- Acidi e basi deboli.
- La costante di dissociazione: Ka e pKa.
- Dissociazione dell'acqua.
- La scala e il calcolo del pH.
- La neutralità.
- Acidi e basi poliprotici.
- Il concetto di acido-base coniugati.
- L'idrolisi salina.
- I tamponi ed il controllo del pH.
- Titolazioni acido-base.
- Prodotti di solubilità.
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Calcoli stechiometrici.
- Bilanciamento delle reazioni chimiche di neutralizzazione e di ossidoriduzioni.
- Calcoli ponderali in una reazione chimica.
- Calcolo della concentrazione di una soluzione.
- Calcolo del pH di una soluzione.
- Calcolo del potenziale elettrico e dei parametri termodinamici di una reazione chimica.
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Introduzione.
- Formule molecolari e formule di struttura.
- Diversi modi di rappresentare i legami.
- Reazioni e reagenti.
- Isomeria.
- Effetto induttivo e mesomero dei sostituenti.
- La classificazione dei composti organici secondo i gruppi funzionali.
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Idrocarburi saturi.
- Nomenclatura.
- Alcani.
- Cicloalcani.
- Proprietà fisiche e reazioni caratteristiche.
- Isomeria geometrica e conformazionale.
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Idrocarburi aromatici.
- Nomenclatura divide del benzene.
- Energia di risonanza.
- Reazioni di sostituzione del benzene e i suoi derivati.
- Effetto orientante dei sostituenti nelle reazioni di sostituzione.
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Sterioisomeria e attività ottica.
- Concetti fondamentali di simmetria delle molecole.
- Asimmetria molecolare: l'atomo di carbonio asimmetrico.
- La chiralità: l'enantiomeri.
- Composti con due o più centri chirali: i diasteroisomeri e i composti meso.
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Alcoli, fenoli e tioli.
- Nomenclatura e classificazione.
- Proprietà fisiche.
- Acidità e basicità di alcoli e fenoli.
- Reazioni caratteristiche e meccanismi di reazione: formazione degli eteri, disidratazione.
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Composti carbonilici.
- Classificazione.
- Meccanismi delle reazioni caratteristiche.
- Aldeidi e chetoni.
Nomenclatura.
Proprietà fisiche.
Reazioni caratteristiche e maccanismi di reazione: semiacetali e semichetali, basi di Shiff, tautomeria chetoenolica, condensazione aldolica.
- Acidi carbossilici.
Nomenclatura.
Proprietà fisiche.
Variazione dell'acidità in funzione dei sostituenti.
Reazioni caratteristiche e meccanismi di reazione: esterificazione, formazioni degli anidridi.
Derivati degli acidi carbossilici: idrossiacidi, chetoacidi, poliacidi.
-Altri composti carbonilici.
Anidridi.
Esteri.
Ammidi.
Alogenuri acilici.
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Ammine.
- Nomenclatura.
- Proprietà fisiche.
- Basicità delle ammine in funzione dei sostituenti.
- Reazioni caratteristiche e meccanismi di reazione: formazione delle ammidi.
- Sali di ammonio quaternario.
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Composti eterociclici e policiclici.
- Cenni sui principali composti eterociclici dell'azoto, ossigeno e zolfo di interesse biologico.
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- Esempi di composti policiclici saturi, insaturi ed aromatici.
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Carboidrati.
- Nomenclatura e classificazione.
- Isomeria ottica dei carboidrati.
- Struttura, proprietà e funzioni dei principali carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi.
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Lipidi.
- Gassi.
- Trigliceridi.
- Saponificazione.
- Fosfolipidi.
- Cerebrosidi.
- Le membrane biologiche: cenni sulla struttura.
- I terpeni.
- Gli steroidi: colesterolo e suoi derivati.
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Amminoacidi, peptidi e proteine.
- Gli amminoacidi naturali.
- Isomeria ottica.
- Acidità e basicità degli amminoacidi.
- Il punto isoelettrico.
- Il legame peptidico.
- Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine.
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Basi puriniche e pirimidiniche e gli acidi nucleici.
- Le basi puriniche e pirimidiniche.
- Nucleosidi e nucleotidi.
- La struttura primaria e secondaria dell'RNA e del DNA.
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Vitamine.
- Vitamine idrosolubili e liposolubili.
Gli argomenti d'esame comprendono gli argomenti riportati sul programma del corso.
Testo/i consigliati:
L. Binaglia, B Giardina CHIMICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA McGraw-Hill - Milano.
A. Alberini, M. Avitabile, U. Benfatti, V. Boido, F. Guerrieri, G. Liut, L. Masotti, A. Spisni CHIMICA GENERALE
CHIMICA ORGANICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA (2 volumi) Monduzzi editore - Bologna.salina.
