AA 2007/2008

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MILANO-BICOCCA
A.A. 2007/2008
Scienze e tecnologie chimiche - Insegnamenti
Codice
576006
Denominazione BIOCHIMICA
CFU
4
Settore/i
BIO/10
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Parenti Paolo
Programma
La cellula. Biomolecole e macromolecole. Gli acidi nucleici. Aminoacidi e legame peptidico.
Struttura a funzione delle proteine. Gli enzimi: catalisi e velocità delle reazioni.
Dosaggio enzimatico. Il metabolismo: aspetti generali e regolazione.Struttura e ruolo metabolico
dell’ATP. Glicolisi; ciclo di Krebs; ciclo del gliossilato; via dei pentoso fosfati.
Potenziali di ossidoriduzione, trasferimento di elettroni, sintesi dell’ATP e consumo d’ossigeno.
I lipidi: struttura degli acidi grassi e del colesterolo.
Degradazione dei trigliceridi e degli acidi grassi. Corpi chetonici.
Biosintesi degli acidi grassi negli animali. Gluconeogenesi. Fotosintesi: reazioni alla luce e biosintesi
degli zuccheri da CO2 e H2O. Fotorespirazione. Cenni sull’organicazione dell'azoto.
Degradazione degli aminoacidi e ciclo dell'urea.
Codice
576003
Denominazione CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE
CFU
4
Settore/i
CHIM/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Peri Francesco
Programma
Spettroscopia IR, UV, VIS e Raman.
Spettrometria di massa, Spettroscopia 1H-NMR : spettri di ordine superiore. Trasformata di Fourier.
Spettroscopia 13C-NMR. Spettroscopia bidimensionale. Eteronuclei.
Larghezza di banda e processi dinamici. Spettroscopia atomica.
Metodi potenziometrici e coulumbometrici. Voltammetria. Spettroscopia a raggi X.
Microscopia elettronica. Metodi radiochimici. Biosensori e bioanalitica. Elettroforesi capillare.
Tecniche ifenate in cromatografia. HRGC-MS; HPLC-MS; HRGC-IR; ICP-MS.
Il corso prevede esperienze in laboratorio.
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Codice
576011
Denominazione CHIMICA FISICA SUPERIORE (I MODULO)
CFU
4
Settore/i
CHIM/02
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Bonati Laura
Programma
Richiami ad alcuni strumenti matematici. Richiami ad alcuni concetti fondamentali della meccanica
quantitistica: equazione di Schrödinger dipendente e indipendente dal tempo, probabilità, operatori
quantomeccanici, equazioni ad autovalori, degenerazione, valore di aspettazione, soluzione
dell'equazione diSchrödinger per l'atomo di H.
Teoremi e postulati della meccanica quantistica.
Metodi approssimati per la soluzione dell'equazione di Schrödinger indipendente dal tempo per
sistemi che contengono particelle interagenti: metodo variazionale, metodo perturbativo.
Atomi polielettronici: spin elettronico, principio di esclusione di Pauli, metodo Hartree-Fock-SCF per
atomi polielettronici, correlazione elettronica.
Simmetria molecolare: elementi e operazioni di simmetria; gruppi di simmetria.
Struttura elettronica di molecole biatomiche: approssimazione di Born-Oppenheimer, metodo degli
orbitali molecolari (MO-LCAO) e del legame di valenza (VB), soluzione esatta e trattamento MOLCAO per ilsistema H2+, trattamenti MO-LCAOe VB per H2, metodo HF-SCF per molecole closedshell, funzioni d’onda SCF per molecole biatomiche omonucleari ed eteronucleari, interazione di
configurazione.
Introduzione al calcolo della funzione d'onda elettronica per molecole poliatomiche.
Codice
576012
Denominazione CHIMICA FISICA SUPERIORE (II MODULO)
CFU
4
Settore/i
CHIM/02
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Narducci Dario
Programma
Natura e obiettivi della Meccanica Statistica. Meccanica Statistica e Termodinamica classica.
Limiti di validità.
Richiami di statistica descrittiva, di meccanica classica e quantistica.
Rappresentazione lagrangiana dell’equazione del moto.
Momenti generalizzati e equazione canonica del moto.
Insiemi statistici e spazio delle fasi. Distribuzioni di densità degli stati.
Principio di eguale probabilità a priori. Teorema di Liouville. Condizioni di equilibrio statistico.
Insiemi microcanonici, canonici e gran-canonici.
La legge di distribuzione di Maxwell-Boltzmann in un insieme microcanonico.
Il principio di equipartizione. Statistiche classiche e quantistiche di gas perfetti.
Il teorema H di Boltzmann. Il teorema H e le condizioni di equilibrio.
Applicazioni della meccanica statistica.
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Codice
576008
Denominazione CHIMICA INORGANICA E METALLORGANICA (I MODULO)
CFU
4
Settore/i
CHIM/03
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Della pergola Roberto
Programma
Il corso elencherà le caratteristiche chimiche dei composti metallorganici, raggruppati per metallo
(metalli dei gruppi s, di transizione o elementi dei gruppi p), per numero di ossidazione, per leganti
(alchili, alcheni, carbocicli, CO, carben, carbini) e per tipologia di legame (donatore/accettore, s/p),
enfatizzandola particolare reattività dei leganti, mediata dalla presenza del metallo.
Si descriveranno le applicazioni in catalisi e nella sintesi organica.
Codice
576009
Denominazione CHIMICA INORGANICA E METALLORGANICA (II MODULO)
CFU
4
Settore/i
CHIM/03
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Morazzoni Franca
Programma
il corso descriverà, facendo uso della teoria dei gruppi, le caratteristiche strutturali dei composti
inorganici e metallorganici, mettendole in relazione alle possibilità di descrizione del legame chimico.
Il legame tra centro metallico e leganti verrà modellizzato mediante le teorie del “ligand field” e dell’
”angular overlap” al fine di dettagliarne le caratteristiche in dipendenza dal centro metallico
(stato di ossidazione e geometria di coordinazione) e tipologia di legante (donatore/accettore, s/p).
Il rilevamento sperimentale delle energie elettroniche verrà descritto da misure di spettroscopia e
spettromagnetismo.
Verrà proposta, attraverso esempi, una correlazione tra struttura elettronica e reattività, riferita a
metalloe leganti, in sistemi mono e polinucleari.
Particolare enfasi verrà data ai risultati ottenuti su sistemi catalitici ed enzimatici.
Codice
576004
Denominazione CHIMICA MACROMOLECOLARE
CFU
4
Settore/i
CHIM/06
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale congiunti; Voto finale
Docente titolare Sozzani Piero ernesto
Programma
Funzioni di distribuzione delle masse molecolari e definizioni di stereochimica macromolecolare.
Polimerizzazioni a stadi. Dipendenza della massa molecolare dal grado di avanzamento della
reazionee dalla stechiometria. Distribuzione di Flory. Reticolazione e gelazione. Sintesi e proprietà.
Polimerizzazioni a catena: Chimismo delle polimerizzazioni radicaliche. Relazione di Mayo.
Considerazioni cinetiche e condizioni termodinamiche per la propagazione.
Copolimerizzazione, diagrammi composizione/alimentazione ed analisi microstrutturale.
Polimerizzazione anionica vivente. Catalisi di Ziegler-Natta eterogenea ed omogenea.
Determinazione delle masse molecolari: Viscosimetria, cromatografia ad esclusione sterica e
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diffusione della luce.
Codice
576005
Denominazione CHIMICA ORGANICA III
CFU
4
Settore/i
CHIM/06
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Rindone Bruno
Programma
Legami chimici localizzati e delocalizzati. Legami di idrogeno. Composti di addizione.
Gli acidi e le basi. Analisi configurazionale.Analisi conformazionale.
Intermedi reattivi: ioni carbonio, carbanioni, radicali al carbonio, carbeni, nitreni.
Cosa e’ il meccanismo di una reazione, e come si studia.
Effetto della struttura chimica sulla reattivita’. Le relazioni di energia libera.
Sostituzione alifatica nucleofila ed elettrofila. Sostituzione elettrofila aromatica.
Reazioni di addizione e di eliminazione.
Reazioni di ossidoriduzione. Riarrangiamenti molecolari. Reazioni fotochimiche.
Verranno effettuate esperienze in laboratorio.
Codice
576002
Denominazione FISICA GENERALE
CFU
8
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Sassi Giandomenico
Programma
Campi elettrici e magnetici. La legge di induzione. Le equazioni di Maxwell. Onde nello spazio vuoto.
Energia e momento del campo. Moto di cariche in campi elettrici e magnetici.
Effetto Hall. Elementi di ottica geometrica. Principio di Huygens. Interferenza e diffrazione.
Polarizzazione. Energia radiante. Legge di Stefan-Boltzmann. Effetto Doppler. Teoria di Planck del
corpo nero.
Postulato di Planck e sue implicazioni. L'effetto fotoelettrico.
Interpretazione quantistica di Einstein dell'effetto fotoelettrico. L'effetto Compton.
Dualismo ondulatorio-corpuscolare della radiazione elettromagnetica.
Produzione di raggi X. Generazione e annichilazione di coppie. Postulato di de Broglie.
Esperimento di Davisson-Germer. Riflessioni di Bragg. Principio di complementarietà.
Principio di indeterminazione. Modello di Sommerfeld.
Teoria di Schroedinger della meccanica quantistica: argomenti di plausibilità, equazione di
Schroedinger, interpretazione di Born della funzione d'onda, valori di aspettazione, soluzione
dell'equazione di Schroedinger, equazione di Schroedinger indipendente dal tempo, autofunzioni,
quantizzazione dell'energia.
Soluzioni delle equazioni di Schroedinger indipendenti dal tempo: potenziale a gradino, barriera di
potenziale, effetto tunnel. Atomi monoelettronici: equazione di Schroedinger per un atomo
monoelettronico, separazione delle variabili, soluzione delle equazioni, autovalori, degenerazione,
valori di aspettazione.
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Codice
576001
Denominazione ISTITUZIONI DI MATEMATICA
CFU
8
Settore/i
MAT/05
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale congiunti; Voto finale
Docente titolare Lorenzoni Paolo
Programma
Derivate parziali e differenziali: funzioni di piu` variabili; limiti e continuita`.
Derivate parziali e gradiente.
Integrali doppi e tripli.
Vettori e geometria dello spazio:prodotto interno ed esterno.Rette e piani.
Calcolo vettoriale: curve e superfici nello spazio; lunghezza d'arco e curvatura.
Integrali curvilinei e riconoscimento dei differenziali esatti (campi conservativi). Rotore e divergenza.
Numeri Complessi
Equazioni differenziali lineari del primo ordine e del secondo ordine a coefficienti costanti.
Trasformazioni lineari e matrici: algebra delle matrici, determinanti. Autovalori ed autovettori.
Massimi e minimi. Moltiplicatori di Lagrange.
Analisi complessa: serie di potenze. Serie di Taylor e di McLaurin.
Codice
576013
Denominazione LABORATORIO DI CHIMICA FISICA SUPERIORE
CFU
4
Settore/i
CHIM/02
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale congiunti; Voto finale
Docente titolare Binetti Simona olga
Programma
Il corso prevede la progettazione e l'esecuzione di almeno tre esperienze di laboratorio e di
elaborazione dati sui seguenti argomenti:
-determinazione di distanze di legame e costanti di forze in molecole allo stato gassoso mediante
spettroscopia di
assorbimento nell’infrarosso
-utilizzo di uno spettrofluorimetro per la determinazione di transizioni elettroniche di molecole e/o
solidi.
-utilizzo di elettroliti solidi per la misura delle energie di formazione di ossidi ;
- esperienze di diffrazione di raggi-X di polveri cristalline sia di composti inorganici che organici che
comprendono
l'acquisizione ed elaborazione dei diffrattogrammi, indicizzazione dei picchi e affinamento dei
parametri di cella.
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Codice
576010
Denominazione LABORATORIO DI CHIMICA INORGANICA E METALLORGANICA
CFU
4
Settore/i
CHIM/03
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Della pergola Roberto
Programma
Verranno compiuti esperimenti individuali volti ad esemplificare gli aspetti più caratteristici della
chimica inorganica, soprattutto dei complessi dei metalli di transizione.
Verranno illustrati: il concetto di isomeria (geometrica, di legame, ottica), la reattività tipica dei
complessi ottaedrici (sostituzioni, reazioni redox) tetraedrici e quadrato planari (sostituzioni, somma
ossidativa),le reazioni di formazione dei legami metallo-carbonio e metallo-idrogeno,
le applicazioni dei complessiin catalisi omogenea,
l’uso di composti molecolari per la preparazione di materiali inorganici,
i meccanismi delle reazioni bioinorganiche, le proprietà elettroniche e magnetiche dei centri metallici,
i metodi spettroscopici per lo studio strutturale dei composti metallici (UV-vis, spettroscopia
vibrazionale, NMR, ESR)
Codice
576007
Denominazione METODOLOGIE SINTETICHE ORGANICHE
CFU
4
Settore/i
CHIM/06
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Nicotra Francesco
Programma
Formazione di legami singoli C-C, carboanioni, enolati ed enammine.
Processi di acilazione, anellazione. Formazione di doppi legami C=C.
Composti organometallici e loro reattività.
Composti di organoboro e organosilicio e loro reattività.
Metodi di ossidazioni. Metodi di riduzioni.
Strategie di sintesi, protezioni e deprotezioni dei gruppi funzionali.
Codice
A5760005
Denominazione CHIMICA COMPUTAZIONALE E LABORATORIO
CFU
8
Settore/i
CHIM/02, CHIM/03
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e orale separati; Voto finale
Docente titolare Pacchioni Gianfranco
Programma
MODULO I
Richiami all’equazione di Schrödinger per sistemi molecolari e sue approssimazioni fondamentali.
Metodi MO ab initio. Richiami al metodo di Hartree Fock. Approssimazione di Hartree Fock.
Introduzionedi un set di funzioni di base; equazioni di Roothaan. Schema del ciclo SCF. Limiti del
metodo SCF.
Energia di correlazione. Funzioni densità elettronica e proprietà derivate. Metodi correlati.
Teoria del funzionale densità. Proprietà elettroniche di risposta a campi esterni.
Studio della superficie di energia potenziale (PES) conformazionale.
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Definizione della PES e di analisi conformazionale. Caratterizzazione dei punti stazionari sulla PES.
Metodi di ricerca dei punti stazionari. Analisi vibrazionale. Analisi termochimica.
Il metodo della Meccanica Molecolare.
Fondamenti teorici per la definizione del campo di forza di valenza. Potenziali di interazione
intramolecolare e loro parametrizzazione.
Metodi di simulazione molecolare. Metodo Monte Carlo e metodo della Dinamica Molecolare.
Analisi delle traiettorie.
MODULO II
Il corso, insieme al primo modulo, fornisce aspetti di base di chimica computazionale e illustra in modo
applicativo alcune moderne metodologie di calcolo della struttura geometrica ed elettronica di
molecole in fase gassosa, di liquidi e di solidi.
In particolare verranno illustrati e utilizzati i seguenti metodi: campi di forza classici per la
determinazione della struttura molecolare; metodi semiempirici per la determinazione della struttura
elettronica; metodi basati sulla teoria del funzionale della densità per lo studio di proprietà elettroniche
di solidi e molecole; calcolo di proprietà chimiche, elettriche, magnetiche e spettroscopiche.
I metodi di cui sopra verranno illustrati mediante applicazioni relative a (1) complessi di metalli di
transizione, (2) sistemi bio-inorganici e (3) solidi inorganici.
Lo studente acquisirà inoltre conoscenze connesse ad ambiente di lavoro Linux.
Codice
A5760006
Denominazione SPETTROSCOPIA IDENTIFICATIVA DEI COMPOSTI ORGANICI
CFU
4
Settore/i
CHIM/06
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Abbotto Alessandro
Programma
Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR).
Nuclei trattati: 1H, 13C. Cenni di teoria.
Ottenimento ed interpretazione di spettri mono- e bidimensionali: chemical shift, integrazione del
segnale, splitting
pattern e costanti di accoppiamento.
Applicazioni all'identificazione delle strutture molecolari organiche.
Cenni alle tecniche avanzate. Strumentazione e preparazione del campione.
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