PROGRAMMI DEL CORSO DI LAUREA IN CHIMICA
ANNO ACCADEMICO 2006 - 2007
ANALISI ORGANICA STRUMENTALE
Prof. Francesco De Riccardis
Programma del corso:
Parte Teorica
Introduzione alla spettroscopia. Natura dell’energia raggiante. Interazione radiazione-materia. I differenti tipi di
spettroscopia.
Risonanza Magnetica Nucleare
Introduzione. Primi esperimenti di risonanza magnetica nucleare. Scoperta del chemical shift. Stumentazione.
Struttura atomica e proprietà dei nuclei. Momento angolare. Momento magnetico nucleare. Rapporto giromagnetico.
Numero quantico di spin (I). Significato fisico del numero quantico di spin. Numero quantico magnetico (mI).
Nuclei in un Campo Magnetico. Vettore magnetizzazione. Precessione nucleare. Condizione di risonanza. Esperimento
ad “Onda continua”. Tecnica ad “impulsi”. Rivelazione del segnale N.M.R.. Free Induction Decay (F.I.D.). Trasformata
di Fourier.
Risonanza magnetica del protone. Origine e significato del chemical shift. Unità di misura (p.p.m.). Componente
anisotropica del chemical shift. Accoppiamento spin-spin. Costante di accoppiamento ed angolo diedro. Relazioni di
topicità tra i nuclei. Equivalenza chimica e magnetica. Spettri del primo ordine e di ordine superiore. Classificazione dei
sistemi di spin.
Tecniche speciali nell’1H-NMR. Disaccoppiamento di spin. Effetto nucleare Overhauser.
Risonanza magnetica del 13C. Problemi tecnici legati alla sensibilità nella risonanza magnetica del 13C. Soluzione dei
problemi relativi all’intensità dei segnali. Caratteristiche degli spettri 13C-NMR. Applicazioni delle regole di additività
per la risoluzione dei problemi strutturali del 13C-NMR.
Tecniche speciali nel 13C-NMR. Tecnica off-resonance. D.E.P.T. (accenni).
Spettrometria di Massa
Introduzione. Aspetti fondamentali della strumentazione. Caratteristiche degli spettrometri commerciali. L’introduzione
e la vaporizzazione del campione. Potere risolutore.
Separazione delle particelle cariche. Spettrometri a deflessione magnetica. Spettrometri a quadrupolo. Spettrometri a
tempo di volo. Raccolta e registrazione degli ioni.
La ionizzazione del campione. Tecniche di ionizzazione: bombardamento elettronico, ionizzazione di campo,
ionizzazione chimica, desorbimento di campo, fast-atom bombardment (F.A.B.), Elettro Spray e MALDI.
Specie generate nella camera di ionizzazione. Ione molecolare e pseudomolecolare, ioni isotopici, ioni di
frammentazione, ioni di riarrangiamento (cenni).
Frammentazione degli ioni positivi: generalità e meccanismi. Rottura omolitica ed eterolitica. Fattori che stabilizzano
uno ione. Frammentazioni a più centri. Reazioni di eliminazione. Riarrangiamento di Mc Lafferty.
Applicazione della spettrometria di massa. Regole generali per la predizione dei picchi prominenti in uno spettro di
massa. Determinazione della struttura molecolare.
Spettroscopia Visibile ed Ultravioletta.
Introduzione. Fondamenti della spettroscopia molecolare elettronica. Strumentazione. Legge di Lambert e Beer.
Orbitali molecolari e transizioni elettroniche. Gli spettri elettronici e le transizioni elettroniche più comuni. Bande di
assorbimento tipiche dei composti organici.
Cromofori. Cromofori semplici e coniugati. Effetti bato-, ipso-, iper- e ipocromico.
Applicazioni. Esempi applicativi su semplici sistemi comiugati ed aromatici.
Testi consigliati:
Vengono distribuite dispense del corso, in aggiunta possono essere consultati i segueni testi:
1) Silverstein, Bassler e Morril, Spectrometric identification of organic compounds, John Wiley Ed.
2) Roberts, Gilbert, Martin, Chimica organica sperimentale, Zanichelli Ed.
3) Sternhell, Kalman, Organic structures from their spectra, John Wiley Ed. (spettri 1H- e 13C-NMR, MS, UV e IR)
4) Skoog e Leary, Chimica analitica strumentale, Edises (per la spettrometria di massa).
BIOLOGIA MOLECOLARE
Dott.ssa Ivana Caputo
Programma del corso:
Acidi Nucleici
La duplicazione del DNA
La trascrizione
La maturazione dell'RNA
Codice genetico e RNA di trasporto. Struttura del codice genetico. Struttura secondaria e terziaria delle
molecole di tRNA.
Ribosomi
Sintesi di proteine
Cenni di regolazione dell'espressione genetica nei procarioti
Virus ad RNA
Tecniche di manipolazione di materiale genetico. Amplificazione del DNA mediante reazione acatena della DNA
polimerasi (PCR). Sequenziamento del DNA. Clonaggio. Produzione di proteine ricombinanti: importanza medica ed
industriale. Creazione di organismi geneticamente modificati. Diagnosi di malattie genetiche
Testi consigliati:
-Biochimica. Autori: Donald Voet%Judith Voet ed Zanichelli
-Pricipi di Biochimica vol terzo. Autori: Albert L. Leihninger, David L Nelson & Michael M. Cox, ed Zanichelli
-Biotecnologia Molecolare. Autori: Bernard R. Glick & Jack J. Pasternack, ed Zanichelli
CALCOLO NUMERICO
Prof. Fabrizio Barbieri
Programma del corso:
Finalità del corso è la ricerca di modelli matematici che consentano una rispondente schematizzazione del problema
reale considerato, la successiva definizione di pertinenti algoritmi/procedimenti numerici, la cui applicazione porta alla
soluzione concreta del problema stesso in termini numerici.
Classificazione e valutazione degli errori: round-off, di algoritmo.
Elementi di algebra lineare. Matrici, operazioni matriciali, autovalori e autovettori. Sistemi di equazioni algebriche
lineari.
Calcolo di radici di equazioni non lineari. Metodi iterativi per sole radici reali, metodi di applicabilità generale.
Interpolazione numerica.
Integrazione numerica. Formule di quadratura generalizzate,valutazione dell’errore.
Regolarizzazione di dati sperimentali. Minimi quadrati, smooothing.
Risoluzione numerica di equazioni differenziali. Procedimenti di integrazione al passo.
Cenni impostativi di programmazione. Flow-chart, predisposizione all’elaborazione su calcolatore.
Metodi di valutazione: prova scritta, propedeutica alla prova orale.
Testi consigliati:
Fabrizio Barbieri, Elementi di calcolo numerico e programmazione, E.S.A.
Paolo Santini, Matematica applicata all’ingegneria, vol.I,II, ETAS-KOMPASS
CHIMICA AMBIENTALE e
LABORATORIO
Prof. R. Zanasi, Prof. A. Proto
Programma del corso:
Chimica dell’ambiente (prof. R. Zanasi)
Principi generali di chimica ambientale e cicli chimici. Acqua, atmosfera, suolo.
Acqua: cenni di chimica e biochimica per l’ecosistema acquatico. Composizione, proprietà fisiche, proprietà chimiche,
solubilità, alcalinità, processi ossidoriduttivi e di complessazione. Natura e classi di inquinanti: inquinanti elementari,
metalli pesanti, metalli legati a specie organiche, specie inorganiche, inquinanti organici. Campionamento, analisi e
normativa delle acque.
Atmosfera: descrizione e caratteristiche fisiche. Composizione. Reazioni chimiche e fotochimiche nell’atmosfera,
reazioni acido-base, reazioni dell’ossigeno atmosferico, reazioni dell’azoto atmosferico, biossido di carbonio
atmosferico, l’acqua atmosferica. Gas inquinanti inorganici. Inquinanti organici. Campionamento, analisi e normativa.
Suolo: la chimica del suolo. Cenni sui problemi di inquinamento del suolo: rifiuti e inquinanti nel suolo.
Campionamento, analisi e normativa.
Chimica dell’inquinamento (prof. A. Proto)
Acqua, aria, suolo, vita e tecnologia. Impatto umano e inquinamento.
Acqua: Trattamento delle acque per uso domestico e industriale. Trattamento e smaltimento delle acque reflue civili ed
industriali. Rimozione di solidi. Rimozione di sostanze organiche ed inorganiche disciolte. Fanghi. Disinfezione
dell’acqua. Processi di purificazione delle acque naturali. Riutilizzazione e riciclaggio dell’acqua.
Atmosfera: Particelle nell’atmosfera. Formazione e composizione delle particelle. Metalli tossici. Particelle radioattive.
Effetti delle particelle. L’acqua come materiale particolato. Controllo dell’emissione del particolato. Formazione ed
effetti dello smog fotochimico. Gas serra e riscaldamento del pianeta. Piogge acide. Distruzione dello strato dell’ozono.
Suolo: Classificazione delle sostanze e dei rifiuti pericolosi. Origine e quantità dei rifiuti. Produzione, trattamento e
smaltimento dei rifiuti. Sostanze pericolose e salute. Chimica ambientale dei rifiuti pericolosi. Riduzione, trattamento e
smaltimento dei rifiuti pericolosi.
Chimica tossicologica.
Testi consigliati:
-
Stanley E. Manahan “ Chimica ambientale” - Ed. Piccin
Colin Bard “Chimica ambientale” - Ed. Zanichelli
Corso di Laboratorio: Mutuato da VCA
CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE e
LABORATORIO
Prof. Ermanno Vasca
Programma del corso:
Introduzione alle tecniche analitiche strumentali. Classificazione dei metodi analitici strumentali. Strumenti per
l’analisi: generatore di segnale, trasduttore d’ingresso, elaboratore, trasduttore di uscita. Valutazione dei dati analitici.
Esempi di circuiti elettrici e loro componenti.
Gli amplificatori operazionali nella strumentazione chimica. Componenti e dispositivi dei circuiti elettronici. Elettronica
digitale, microprocessori ed elaboratori. Segnali e rumore: rapporto segnale/rumore; sorgenti di rumore nelle analisi
strumentali; incremento del rapporto segnale/rumore.
Campionamento e pretrattamento di campioni ambientali, industriali, merceologici per analisi di elementi e composti
organici e inorganici in tracce.
Metodi elettroanalitici: principi, strumentazione e applicazioni analitiche di conduttimetria, potenziometria,
voltammetria, amperometria, elettrogravimetria, coulombometria.
Metodi spettroanalitici: principi, strumentazione e applicazioni analitiche di spettroscopia elettronica molecolare di
assorbimento e di emissione (fluorescenza, fosforescenza, chemiluminescenza) nel visibile e nell’ultravioletto;
spettroscopia di assorbimento e di emissione atomica; IR; Raman; metodi di analisi di superfici; spettroscopia di
fotoelettroni.
Metodi strumentali di separazione: principi, strumentazione e applicazioni analitiche di gascromatografia, GC-MS,
cromatografia liquida, HPLC, HPLC-MS, cromatografia ionica, SEC, cromatografia in fase supercritica, elettroforesi
capillare.
Metodi termici di analisi. Analisi per iniezione in flusso. Tecniche ifenate.
Metodi di elaborazione dati. Elementi di chemiometria. Elementi di chimica analitica dei processi, chimica analitica
clinica, chimica analitica ambientale, chimica analitica degli alimenti.
Metodi di valutazione: prova scritta, prova orale.
Testi consigliati:
D. A. Skoog, J. J. Leary: Chimica analitica strumentale. EdiSES, Napoli (1995).
H. H. Bauer, G. D. Christian, J. E. O’Reilly: Analisi strumentale. Piccin, Padova (1985).
Programma del corso di Laboratorio:
1) Determinazione della costante di cella di un conduttimetro
2) Determinazione della conducibilità specifica in vari campioni di acqua.
3) Determinazione della quantità di acido acetilsalicilico in preparati farmaceutici mediante titolazione
conduttometrica.
4) Verifica della relazione fra il potenziale E ed il pH.
5) Titolazione acido base con rilevamento potenziometrico del punto finale.
6) Determinazione potenziometrica dell’acidità del vino.
7) Determinazione potenziometrica della quantità di ione fluoruro in acque minerali mediante elettrodo iono-selettivo.
8) Determinazione potenziometrica dello ione fluoruro nella pasta dentifricia mediante un elettrodo iono-selettivo.
9) Determinazione polarografica di metalli in traccia in acqua potabile mediante voltammetria di dissoluzione
anodica.
10) Determinazione polarografica della costante di formazione di un complesso.
11) Determinazione spettrofotometrica dello ione nitrato nelle acque potabili.
12) Determinazione spettrofotometrica nel visibile di ioni inorganici in miscele complesse.
13) Analisi spettrofotometrica degli oli di oliva.
14) Determinazione dell’acidità degli oli di oliva mediante titolazione.
15) Determinazione di metalli nei terreni mediante spettroscopia di assorbimento atomico in fiamma.
16) Determinazione di metalli nelle acque mediante spettroscopia di assorbimento atomico in fiamma.
17) Determinazione del cromo e del nichel negli acciai mediante spettroscopia di assorbimento atomico in fiamma.
18) Determinazione di metalli nei vini mediante spettroscopia di assorbimento atomico in fiamma.
19) Determinazione di anioni in campioni di acqua mediante cromatografia ionica.
20) Determinazione gascromatografica della percentuale relativa degli acidi grassi in olio di oliva.
Testi consigliati:
D.A. Skoog, J.J. Leary: Chimica analitica strumentale. EdiSES, Napoli, 1995.
H.H. Bauer, G.D. Christian, J.E. O’Reilly: Analisi strumentale. Piccin, Padova, 1985.
R. Cozzi, P. Protti, T. Ruaro: Analisi chimica strumentale Vol. A, B, C. Zanichelli, Bologna, 1997.
CHIMICA BIOLOGICA
Prof.ssa Carla Esposito
Programma del corso:
Obiettivi generali: Al termine del corso lo studente deve dimostrare di aver acquisito una approfondita
conoscenza dei rapporti struttura-funzione delle macromolecole biologiche e le conoscenze fondamentali del
metabolismo dei carboidrati, lipidi ed amminoacidi.
Metabolismo.
Significato generale del metabolismo intermedio; le varie vie metaboliche (anaboliche, cataboliche, anfiboliche).
Principali meccanismi di regolazione del metabolismo: regolazione dell’attività enzimatica, inibizione, proteine
allosteriche, enzimi regolatori (effetti omotropi ed eterotropi), retroinibizione, modifiche covalenti, controllo a cascata,
zimogeni. Gli isoenzimi: concetto, e significato fisiologico.
Strategie catalitiche: i modelli delle serin-proteasi.
Strategie regolatrici: il modello dell'emoglobina.
Metabolismo dei carboidrati:. Metabolismo dei disaccaridi. Glicolisi. I destini metabolici del piruvato. La via
dei pentoso fosfati. La gluconeogenesi. Metabolismo del glicogeno.
Metabolismo dei lipidi: Degradazione enzimatica dei triacilgliceroli. Biosintesi e catabolismo degli acidi grassi.
Corpi chetonici.
Metabolismo terminale. Il ciclo degli acidi tricarbossilici: reazioni e regolazione, bilancio energetico. Natura
anfibolica del ciclo: reazioni anaplerotiche.
Ossido-riduzioni biologiche. La catena di trasporto degli elettroni. Meccanismo delle deidrogenasi FAD e
NAD-dipendenti. La fosforilazione ossidativa.
Metabolismo degli amminoacidi e delle proteine. Destino metabolico dei gruppi amminici: reazioni di
deamminazione ossidativa, di transamminazione, di decarbossilazione.
Architettura superiore delle membrane biologiche: I proteoglicani della matrice cellulare. I glicolipidi di
membrana.
Integrazione del metabolismo e regolazione ormonale: meccanismi molecolari di trasduzione del segnale.
Metodi di valutazione: prova orale
Testi consigliati:
D.Voet and J.C.Voet BIOCHIMICA ed Zanichelli
L.Strayer BlOCHMICA 4rd ed. Zanichelli
J.D.Rawn BIOCHIMICA ed. McGraw HilI Italia
CHIMICA COMPUTAZIONALE
Prof. Riccardo Zanasi
Programma del corso:
Descrizione dei metodi disponibili di meccanica molecolare e meccanica quantistica, semiempirici, ab inizio e DFT, per
il calcolo dell’energia elettronica, geometria di equilibrio, strutture conformazionali, frequenze vibrazionali e delle
principali grandezze termodinamiche (entalpia, entropia, energia libera) di sistemi molecolari.
CHIMICA DEGLI ELEMENTI DI TRANSIZIONE e
LABORATORIO DI SINTESI INORGANICA e METALLORGANICA
Dott.ssa Stefania Pragliola, Dr. Carmine Capacchione
Programma del corso (Dott.ssa S. Pragliola):
Introduzione agli elementi di transizione
Carattere metallico. Stati di ossidazione e loro stabilità.
Dimensioni degli atomo. Densità, punti di fusione e di ebollizione. Reattività dei metalli, Energie di ionizzazione,
Polarizzazione, Proprietà magnetiche. Composti non stechiometrici. Legame metallo – metallo. Composti a cluster.
Gruppo 3
Distribuzione, separazione, estrazione, usi. Stati di ossidazione, proprietà chimiche. Complessi. Metodi preparativi dei
principali composti organometallici.
Gruppo 4
Distribuzione, separazione, estrazione, usi. Processo Kroll. Il metodo van Arkel de Boer. Stati di ossidazione, proprietà
chimiche. Composti organometallici. Metodi preparativi dei principali composti organometallici. Catalizzatori ZieglerNatta.
Gruppo 5
Distribuzione, separazione, estrazione, usi. Stati di ossidazione, proprietà chimiche. Composti con l’azoto, il carbonio,
l’idrogeno. Alogenuri ed Ossidi. Composti organometallici. Metodi preparativi dei principali composti organometallici.
Gruppo 6
Distribuzione, separazione, estrazione, usi. Stati di ossidazione, proprietà chimiche. Ossidi e alogenuri. Cromati,
molibdati, tungstati.
Gruppo 7
Distribuzione, separazione, estrazione, usi. Stati di ossidazione, proprietà chimiche. Stati di ossidazione più bassi.
Gruppo 8
Ferro: distribuzione, separazione, estrazione, usi. Altoforno. Preparazione dell’acciaio. Coppellazione. Processi
Bessemer e Thomas. Processo Siemens. Processo basico all’ossigeno. Diagramma di fase. Estrazione di rutenio e
osmio. Stati di ossidazione. Ossidi e alogenuri. Complessi. Composti del ciclopentadienile e composti correlati. Metodi
preparativi dei principali composti organometallici.
Gruppo 9 e 10
Distribuzione, separazione, estrazione, usi. Stati di ossidazione, proprietà chimiche. Metodi preparativi dei principali
composti organometallici.
Le serie dei lantanidi e degli attinidi
Struttura elettronica e posizione nella tabella periodica. Stati di ossidazione. Distribuzione e separazione degli elementi.
Stati di ossidazione. Idruri, ossidi e alogenuri degli attinidi. Complessi.
Testi consigliati:
Chimica Inorganica
J. D. Lee
It. Ed.: A. Furlani e M. V. Russo
Organo-Metallic Compounds
G. E. Coates
Ed. John Wiley & Sons, Inc.
Programma del corso di laboratorio (Dr. C. Capacchione):
1.
2.
3.
4.
5.
Sintesi del (C6H5CH2)MgBr
Sintesi del (C5H5)2Ti(CH2C6H5) 2
Reazioni di ossidoriduzione del rame
Sintesi del [Na3(Co(CO3)3)·3H2O]
Sintesi del (+)-cis-[Co(en)2(NH3)Br]Cl2
CHIMICA DEI BENI CULTURALI
Prof. Antonio Proto
Programma del corso:
Terrecotte, ceramiche e vetri: produzione e lavorazione.
Il legno: proprietà e lavorazione.
I metalli e le leghe.
Colori per pittura, pastelli, vernici e smalti.
Tecniche di datazione di reperti archeologici.
Paleodiete mediante analisi di assorbimento atomico ed analisi isotopica.
Libri Consigliati:
“Chimica e tecnologia dei materiali per l’arte” C. Quaglierini, L. Amorosi – Zanichelli
“Modern analytical methods in art and archeology” E. Ciliberto, G. Spoto –J. Wiley and Son, Inc
CHIMICA DEI MATERIALI
Prof. Gaetano Guerra
Programma del corso:
Disordine in fasi solide
Equilibri di fase
Microstrutture
Deformazione e frattura
Processi di formatura, rinforzo e tenacizzazione
Materiali conduttori
Proprietà magnetiche di materiali ceramici e metallici
Proprietà ottiche e dielettriche di materiali ceramici e polimerici
Prestazioni di materiali durante l’uso: Reazioni di corrosione. Controllo della corrosione. Frattura ritardata. Prestazioni
di metalli ad alte temperature.
Metodi di valutazione: prova orale
Testi consigliati:
Si fa riferimento al testo “Elements of Material Science and Engineering” di L. H. Van Vlack, Addison-Wesley
Publishing Company, 6a edizione, 1989.
Gli argomenti indicati da un asterisco non sono presenti nel testo suggerito.
CHIMICA DEI MATERIALI POLIMERICI
e LABORATORIO
Prof. Leone Oliva, Dott.ssa Paola Rizzo, Dr. C. Daniel
Programma del corso:
Principi e tecniche di polimerizzazione (Prof. L. Oliva)
Classificazione dei polimeri. Massa molecolare e sua distribuzione.
Polimerizzazione a stadi. Approccio alla trattazione cinetica della polimerizzazione a stadi. Poliesterificazione come
modello cinetico della polimerizzazione a stadi. Considerazioni sull’equilibrio nella polimerizzazione a stadi.
Distribuzione delle masse molecolari nella polimerizzazione lineare: approccio statistico Schultz-Flory.
Polimerizzazione interfacciale. Processi industriali per la produzione del PET, del Nylon e del poliuretano. Sintesi di
termoindurenti e di polimeri per usi speciali.
Polimerizzazione a catena. Considerazioni generali sulla polimerizzazione a catena. I diversi tipi di iniziatore. Cinetica
della polimerizzazione radicalica. Iniziazione radicalica, redox, fotochimica e termica. Polimerizzazione al plasma.
Efficienza dell’iniziatore. Trasferimento di catena. Aspetti energetici della polimerizzazione a catena. Processi
industriali per LDPE, polistirene, polimetilmetacrilato, PVC. Polimerizzazione in emulsione.
Polimerizzazione con iniziazione cationica. Polimerizzazione per poliinserzione.
Tecniche di caratterizzazione dei materiali polimerici (Dott.ssa P. Rizzo)
Tecniche per la definizione dei tipi di orientazione molecolare e della loro quantificazione in materiali polimerici:
dicroismo infrarosso
birifrangenza
tririfrangenza
diffrazione dei raggi X
Caratterizzazione conformazionale di materiali macromolecolari mediante Risonanza Magnetica Nucleare
Spettroscopia Infrarossa e diffrazione dei raggi X.
e
Caratterizzazione della struttura molecolare di polimeri mediante diffrazione dei raggi X.
Programma del corso di laboratorio (Dr. C. Daniel):
1) Ottenimento di polimeri lineari
- polimerizzazioni a stadi
- polimerizzazioni radicaliche
- polimerizzazioni Ziegler- Natta
- reazioni in autoclave
2) Ottenimento di polimeri reticolati
3) Caratterizzazione microstrutturale dei polimeri ottenuti
- risonanza magnetica nucleare (NMR)
- spettroscopia infrarossa (FTIR)
4) Determinazione del peso molecolare
- viscosimetria
- cromatografia a permeazione di gel (GPC)
5) Caratterizzazione termica
- calorimetria a scansione differenziale (DSC)
- termogravimetria (TGA)
6) Caratterizzazione strutturale
- diffrazione dei raggi X su polveri o granuli
- diffrazione dei raggi X su manufatti orientati
7) Caratterizzazione meccanica di maunufatti
- prove stress-strain
CHIMICA DELLE SOSTANZE ORGANICHE NATURALI
Dr. Giorgio Della Sala
Programma del corso:
Metabolismo primario e secondario. Funzione biologica dei metaboliti secondari. Ecologia chimica: feromoni,
allomoni, kairomoni e sinomoni.
Principali metodi usati nello studio della biosintesi: metodi che impiegano mutanti; uso di inibitori specifici di processi
enzimatici; metodi che impiegano traccianti isotopici.
Meccanismi di costruzione dei metaboliti secondari, principali coenzimi.
Biosintesi di acidi grassi saturi e insaturi. Prostaglandine, trombossani e leucotrieni: biosintesi ed applicazioni
farmacologiche. Biosintesi di polichetidi. Biosintesi delle acetogenine aromatiche. Biosintesi dei chinoni acetogeninici.
Altre acetogenine.
La via biosintetica dell’acido shikimico. Biosintesi dell’acido gallico: tannini idrolizzabili. Biosintesi della
fenilalalanina, della tirosina, dell’acido antranilico. Biosintesi del triptofano. Biosintesi degli acidi cinnamici.
Flavonoidi.
La regola isoprenica. Biosintesi degli isoprenoidi. Biosintesi dei monoterpeni, sesquiterpeni, diterpeni, triterpeni.
Principali tipi strutturali. Biosintesi dei carotenoidi e della vitamina A.
Biosintesi e funzioni del colesterolo e dei suoi derivati: acidi biliari, progesterone, corticosteroidi, androgeni, estrogeni,
vitamina D. Ecdisoni. Fitosteroli. Steroidi cardioattivi.
Alcaloidi: caratteristiche strutturali e attività biologiche. Sostanze psicoattive e neurotrasmettitori. Alcaloidi derivanti
dall’ornitina, dalla lisina, dall’acido nicotinico, dalla tirosina, dal triptofano. Alcaloidi derivanti da amminazione
riduttiva.
Metodi di valutazione: prova orale
Testo consigliato:
1. “Chimica, biosintesi e reattività delle sostanze naturali” P. M. Dewick (PICCIN);
2. “Natural Product Chemistry”, K. B. G. Torssell, second edition (APOTEKARSOCIETETEN);
3.
4.
“Secondary Metabolism” J. Mann, second edition (OXFORD SCIENCE);
Appunti di lezione
CHIMICA DI COORDINAZIONE e
LABORATORIO
Prof. Claudio Pellecchia, Dott.ssa Lorella Izzo
Programma del corso (Prof. C. Pellecchia):
Composti di coordinazione. Complessi di Werner. Numero di coordinazione e geometria dei complessi. Isomeria
geometrica ed ottica. Descrizione del legame nei complessi. Teoria del Legame di Valenza (VB). Teoria del Campo
Cristallino (CFT): campo ottaedrico e tetraedrico; distorsioni tetragonali ed effetto Jahn-Teller; complessi quadratoplanari. Teoria degli Orbitali Molecolari (MO): livelli energetici per complessi ottaedrici con soli legami σ; MO per
complessi ottaedrici con leganti π-acidi e π-basici. Confronto tra le teorie VB, CFT e MO. Principali classi di leganti
classici. Nomenclatura dei complessi.
Composti metallorganici. Principali classi di leganti π-acidi e π-basici. Metallo-carbonili, carbonilmetallati,
idrurocarbonili, alogenocarbonili; complessi con leganti analoghi di CO. Metallo-idruri; idrogeno agostico. Metalloidrocarbili. Metallo-carbeni e metallo-carbini. Complessi metallo-olefina. Derivati allilici e benzilici. Complessi
ciclopentadienilici e arenici.
Elementi di sistematica inorganica. Proprietà generali degli elementi di transizione. Proprietà magnetiche e spettrali.
Gli elementi della prima riga di transizione: proprietà ed ottenimento degli elementi; principali composti (ossidi,
alogenuri, idruri, etc.) e complessi più rappresentativi. Generalità sugli elementi della seconda e terza serie di
transizione, lantanidi e attinidi.
Introduzione alla reattività dei complessi. Reazioni stechiometriche: sostituzione di leganti (effetto trans),
ossidoriduzione, addizione ossidativa (eliminazione riduttiva), inserzione (β-eliminazione), attacco nucleofilo ai leganti
coordinati. Esempi di reazioni catalitiche in fase omogenea.
Metodi di valutazione: prova orale.
Testi consigliati:
Huehey, Keiter, Keiter, Chimica Inorganica, Ed. Piccin.
Cotton e Wilkinson, Chimica Inorganica, Ed. Ambrosiana.
Programma del corso di Laboratorio (Dott.ssa L. Izzo):
1) Preparazione e caratterizzazione spettroscopica di complessi di Cr(III)
2) Sintesi e caratterizzazione di complessi con leganti π-arenici
3) Sintesi e caratterizzazione di [C5H5Fe(CO)2]2 e C5H5Fe(CO)2I
CHIMICA E TECNOLOGIA DELLA CATALISI
Prof. Leone Oliva
Definizione e funzione del catalizzatore. Curve di reazione. Selettività. Attività di un
catalizzatore: turnover e frequenza di turnover.
Storia della catalisi. Affermazione del concetto di catalisi. Sintesi dell’acido solforico.
Ammoniaca. Aspetti tecnologici e termodinamici nella produzione di ammoniaca.
Catalisi eterogenea. Curve di adsorbimento e chemisorbimento. Funzione dei supporti nella
catalisi eterogenea: argille, zeoliti, silice ed alumina. Titolazione dei siti acidi sulla superficie di
alumina.
Catalisi di interesse industriale. Cracking catalitico. Reforming catalitico. Idrotrattamento della
nafta. Isomerizzazione totale delle paraffine. Produzione del polipropilene. Ossido di etilene.
Produzione di α-olefine per oligomerizzazione dell’etilene. Idroformilazione del propene.
Produzione del metanolo. MTBE. Anidride maleica. Caprolattame. La catalisi nel trattamento dei
gas esausti dei motori a scoppio. Fotocatalisi nella depurazione ambientale. Comparazione delle
problematiche di 10 processi catalitici di interesse industriale.
Chimica della catalisi: omogenea contro eterogenea. Stadi elementari della catalisi: coordinazione,
inserzione, addizione ossidativa. Evidenze a favore del meccanismo d’inserzione migratoria.
Casi esemplari di catalisi: Idrogenazione: catalisi eterogenea e catalisi omogenea per
l’idrogenazione asimmetrica nella sintesi dell’L-dopa. Catalisi di poliinserzione e meccanismo di
stereocontrollo. Idroformilazione. Ruolo del legante fosfinico:aspetti elettronici (χ di Tolman) e
geometrici (angolo di cono).
CHIMICA FISICA DEI POLIMERI
Dr. Giuseppe Milano
Programma del corso:
Richiami di termodinamica e termodinamica statistica. Stato cristallino, stato amorfo vetroso, stato fuso.
Catene ideali e catene Reali. Conformazioni di macromolecole in soluzione e nel Fuso. Termodinamica della gomma.
Teoria di Flory-Huggins. Soluzioni e miscele di polimeri. Separazioni di fase.
Dinamica di polimeri in assenza di entaglements. Modelli di Rouse e Zimm.
Dinamica di polimeri in presenza di entaglements. Reptation model.
CHIMICA FISICA I e
LABORATORIO
Prof. Riccardo Zanasi, Dr. Guglielmo Monaco, Dott.ssa Consiglia Tedesco
Programma del corso:
Stato gassoso: teoria cinetica; velocità molecolari; capacità termiche; fenomeni di trasporto. Stato cristallino: cristalli
ionici, covalenti, molecolari, metallici; capacità termiche e loro previsione. Solidi amorfi; liquidi cristallini. Stato
liquido: mobilità molecolare; moto browniano; viscosità dei liquidi e masse macromolecolari.
Sistemi chimici o fisici in evoluzione, ovvero in equilibrio; approccio macroscopico al problema dell'equilibrio; la
termodinamica: definizioni e concetti di base, funzioni di stato. Conservazione dell'energia e primo principio;
applicazioni semplici, chimiche che fisiche; legge di Hess. Sistemi in equilibrio e sistemi in evoluzione: entropia e
secondo principio. Relazione tra entropia e ordine strutturale: terzo principio e entropie assolute. Problemi tecnici:
macchine termiche, produzione del freddo, liquefazione dei gas, condizionamento dell'aria.
Funzioni potenziali ausiliarie G (Gibbs) e A (Helmholtz) quali indicatori di spontaneità dei processi; dipendenza dei
potenziali G e A dalle condizioni dei processi (temperatura, pressione, mescolamento); realizzazione dei processi
naturalmente spontanei e di quelli opposti.
Sistemi termodinamici a più fasi e più componenti. Grandezze parziali molari e potenziali chimici. Regola delle fasi e
diagrammi di equilibrio P/x e T/x in relazione ai processi di separazione. Dipendenza dei p.c. da natura chimica e stato
fisico. Sistemi a mescolamento ideale (leggi di Raoult e di Henry) e non-ideale. Soluzioni diluite e soluzioni
concentrate. Studio empirico dei sistemi non ideali e previsioni teoriche. Sistemi non-ideali: coefficienti di attività;
correlazione tra i c.a. dei vari componenti.
I processi chimici e i relativi stati di equilibrio nei sistemi gassosi, liquidi e solidi, con una o più fasi. Equilibri nei
processi endo- ed eso-termici. Strategia generale per la conduzione dei processi chimici regolati dalla termodinamica.
Processi elettrochimici e relative leggi; processi a funzione G discendente per produrre correnti elettriche e conduzione
di processi a G ascendente con l'uso di correnti elettriche.
Il corso è integrato da 5 esercitazioni in laboratorio, da esercitazioni di calcolo numerico assistito da calcolatore ed
esercitazioni per lo svolgimento di problemi, tutte obbligatorie.
Metodi di valutazione: prova scritta propedeutica alla prova orale.
Testi consigliati:
A. Immirzi "Appunti di Chimica Fisica - Termodinamica", Ed. CUES, Salerno, 1998.
K. G. Denbigh "I principi dell'equilibrio chimico", Ed. Ambrosiana.
P.W. Atkins, Chimica Fisica, Zanichelli, Bologna.
Programma del corso di Laboratorio:
Introduzione-richiamo di elementi di statistica: errori massimi e statistici, propagazione degli errori, metodo dei minimi
quadrati.
Introduzione all’uso dei fogli elettronici. Utilizzo di EXCEL per l’analisi dei dati sperimentali.
Esperienze di laboratorio:
1) Determinazione dell’entalpia di formazione standard dell’acido fumarico e dell’acido maleico per via calorimetrica.
2) Determinazione dell’entalpia e dell’entropia standard di evaporazione del tetracloruro di carbonio e dell’etanolo.
3) Determinazione dei volumi parziali molari della miscela acqua/glicerina per diverse composizioni.
4) Determinazione del diagramma temperatura di ebollizione - composizione per una miscela binaria di cicloesano/2propanolo.
5) Determinazione del peso molecolare viscosimetrico del polietilenglicole.
6) Applicazione del metodo dei minimi quadrati utilizzando EXCEL. Regressione lineare e polinomiale.
Testi consigliati:
D. P. Shoemaker, C. W. Garland, J. W. Nibler, “Experiments In Physical Chemistry”, McGraw-Hill, 1995.
F. Daniels, “Experimental Physical Chemistry”, McGraw-Hill, 1970.
CHIMICA FISICA II e
LABORATORIO
Prof. Andrea Peluso, Dr. Raffaele Borrelli
Programma del corso(Prof. A. Peluso):
Polarizzazione di fotoni e principio di sovrapposizione;
- Teoria della misura;
- Misure simultanee, commutatori e principio di indeterminazione;
- Esperimenti di scattering di particelle, ampiezze di probabilita',
fermioni e bosoni;
- Particella libera e particella in una scatola; esempi di applicazione del
principio di indeterminazione;
- Trattazione rigorosa del rotore rigido; regole di commutazione;
risoluzione dell'equazione di Schroedinger per gli stati a
piu' bassa energia di un rotore rigido;
- Teorema variazionale;
- Teoria delle pertubazioni;
- Quantizzazione spaziale del momento angolare ed esperienza di
Stern e Gerlach; scoperta dello spin elettronico
- Atomi polielettronici; rimozione della degenerazione;
antisimmetria della funzione di Pauli; aufbau;
- Sistema a due stati, una prima introduzione alla teoria del
legame chimico
- Teorema di Born-Oppenheimer;
- Teoria del legame chimico, l'approssimazione LCAO e VB;
- Struttura elettronica delle molecole;
- Stati nucleari e cenni di spettroscopia rotazionale e vibrazionale;
Testi consigliati:
French, Taylor, An Introduction to Quantum Physics, MIT press;
I.N. Levine, Quantum Chemistry.
Dispense gratuite.
Programma del corso di laboratorio (Dr. Borrelli):
-Spettro di assorbimento vibronico dello iodio
-Determinazione dell'energia di dissociazione
-Determinazione dell'entropia e dell'entalpia di sublimazione
-Spettro vibrorotazionale di HCl e DCl
-Determinazione della distanza di legame con accuratezza migliore del millesimo di Å
-Effetti anarmonici e loro valutazione con la teoria delle perturbazioni
-Metodo di Hückel
-Determinazione di struttura e reattività di composti insaturi
-Spettro rotazionale della malonaldeide
-Interpretazione di un segnale spettroscopico inaspettato mediante il metodo
variazionale ed il modello a due stati.
CHIMICA GENERALE ED INORGANICA (corso intergato)
Prof. Pasquale Longo, Dott. Stefano Milione, Dott.ssa Marina Lamberti
Programma del corso:
Sistemi materiali. Proprietà chimiche e fisiche. Elementi, miscugli, composti.
Cenni storici nelle origini della chimica.
Leggi di Lavoisier e Proust. Legge di Dalton e ipotesi di Avogadro. I fondamenti della teoria atomica.
Masse atomiche. Isotopi. Il concetto di mole. Massa molare. Formule chimiche. Massa molecolare.
Composti ionici e composti molecolari. Determinazione della formula minima. Nomenclature di ossidi, idruri e sali.
Nomenclatura acidi e idrossidi. Reazioni chimiche ed equazioni di reazione.
La struttura atomica: esperimenti di Thomson, Millikan, Rutheford. Numero atomico. Numero di massa. Spettrroscopia di massa
ed abbondanza isotopica. Peso atomico. Interazioni atomo-radiazione elettromagnetica. Effetto fotoelettrico. La spettroscopia. Il
modello di Bohr. Equazione di Rydberg. Principio di indeterminazione. Dualismo onda-particella. Equazione di Schroedinger,
funzioni d'onda. Numeri quantici.
Orbitali per l'atomo di idrogeno: proprietà di simmetria. Lo spin elettronico. Configurazione elettronica degli atomi a più
elettroni. Principio di Pauli. Regola di Hund.
La tavola periodica. Periodicità della proprietà fisiche degli elementi: raggio atomico e ionico, energia di ionizzazione, affinità
elettronica, elettronegatività.
Il legame ionico. Bilancio energetico nella formazione di un composto ionico. Il legame covalente. Teoria di Lewis. Regola
dell'ottetto. Formula di Lewis. Legami multipli. Elettroni delocalizzati e risonanza. Espansione dell'ottetto. Legame metallico.
Geometria molecolare: teoria VSEPR. Legame covalente polare. Momento dipolare. Energia di legame. Teoria dell'orbitale di
valenza. Cenni sugli orbitali molecolari. Orbitali ibridi e geometria molecolare. Formula di struttura: isomeria di costituzione,
geometrica, di configurazione, di conformazione. Forze di attrazione intermolecolare: interazioni dipolo-dipolo; di Van der
Waals; legame a idrogeno.
Lo stato solido: reticoli cristallini e celle elementari. Diffrazione dei raggi x. Tipi di solidi. Solidi ionici. Solidi covalenti . Solidi
molecolari. Solidi a massimo impacchettamento.
Lo stato gassoso. Leggi di Boyle, di Charles e Gay-Lussac. La scala assoluta di temperatura.
Equazione di stato dei gas ideali. Legge di Dalton delle pressioni parziali. Densità e massa molare. Applicazioni dell'equazione
di stato. Teoria cinetica dei gas Distribuzione della velocità di un gas. Legge di Graham. Gas reali: equazione di Van der Waals.
Lo stato liquido. Liquefazione dei gas e fenomeni critici. Tensione di vapore. Equilibri solido-gas e liquido-gas. Diagrammi di
stato. Passaggi di stato e curve di riscaldamento. Le soluzioni; modi di esprimere la concentrazione: molarità, molalità, frazione
molare. Effetti di temperatura e pressione sulla solubilità. La legge di Henry. Proprietà colligativa: legge di Roult. Innalzamento
ebullioscopico. Abbassamento crioscopico. Pressione asmotica. Determinazione del peso molecolare. Dissociazione elettrolitica:
effetto sulle proprietà colligative. Elettroliti deboli: grado di dissociazione e indice di Van 't Hoff. Miscele liquide binarie:
diagrammi tensione di vapore. Composizione e temperatura. Composizione per soluzioni ideali. Distillazione.
Cinetica chimica: definizione di velocità di reazione. Determinazione sperimentale di velocità di reazione. Ordine di reazione.
Cinetiche del primo e del secondo ordine: equazioni integrate. Effetto della temperatura: equazione di Arrhenius. Energia di
attivazione. Teoria del complesso attivato. Catalisi. Meccanismi di reazione.
Equilibrio nelle reazioni chimiche: legge di azione di massa. Effetto della variazione delle condizioni di reazione sulla posizione
dell'equilibrio. Equilibri in fase gassosa: calcolo delle concentrazioni di equilibrio. Equilibri eterogenei. Relazione tra Kc e Kp.
Reazioni acido-base. Teoria di Ahrrenius e di Bronsted-Lowry.
Autroprotolisi dell'acqua. pH. Calcolo del pH in soluzioni acquose di acidi e basi forti e deboli. Acidi poliprotici. Soluzioni
tampone. Reazioni di idrolisi. Titolazione acido-base. Uso degli indicatori. Acidi e basi secondo Lewis. Formazione di
complessi. Equilibri di solubilità e precipitazione.
Introduzione alla termodinamica.Primo principio della termodinamica. Entalpia di reazione. Legge di Hess. Calorimetria.
Applicazioni della legge di Hess: entalpie di formazione ed entalpie di reazione. Processi reversibili ed irreversibili.
Degradazione dell'energia.Entropia e trasformazioni spontanee. Secondo principio della termodinamica. Energia libera ed
equilibrionelle reazioni chimiche. ∆G nei passaggi di fase e nei processi di solubilizzazione. Entropia e disordine: definizione dal
punto di vista microscopico. Entropia molare standard. Entropia di reazione. Equazione di Clusius-Clapeyron. Energia libera di
componenti in soluzioni diluite, legge di Roult, abbassamento crioscopico ed innalzamento ebullioscopico.
Eettrochimica. Elettrolisi. Legge di Faraday. Conduttività di soluzioni elettrolitiche e mobilità ionica. Celle galvaniche. Pila
Daniell. Forza elettromotrice. Potenziali standard di elettrodo. Elettrodo ad idrogeno. Serie elettrochimica e spontanietà di
reazione redox. Equazione di Nerst. Pile di interesse pratico. Pila Leclanchè. Pile a concentrazione. Accumulatori a piombo.
Fenomeno della corrosione.
La tavola periodica degli elementi. Relazioni orizzontali, verticali e diagonali nel sistema periodico.
Elementi di radiochimica. Forze nucleari e stabilità dei nuclei. Decadimento radioattivo. Cinetica di decadimento e tempo di
dimezzamento. Radioattività naturale. Uso di radionuclidi. Energia nucleare. Effetto biologico delle radiazioni.
Metodi di valutazione: prova scritta propedeutica alla prova orale (vedi Laboratorio di Chimica Generale ed
Inorganica).
Testi consigliati:
• Kotz e Treichel "Chimica" Ed. EdiSES
• Mahan, Myers "Chimica" Ed. Ambrosiana
• Corradini "Chimica Generale" Ed. Ambrosiana
• Brown, Lemay "Chimica centralità di una scienza" Ed. Zanichelli
-Masterton, Hurley "Chimica principi e reazioni" Ed. Piccin
Programma del corso di laboratorio (Dott.ssa M. Lamberti):
Lo scopo del corso è quello di introdurre gli studenti del corso di laurea in chimica al laboratorio chimico. Durante le
esercitazioni di laboratorio gli studenti impareranno ad utilizzare alcuni semplici strumenti chimici (bilancia, piastra
riscaldante, becco bunsen, ecc.), impareranno l’uso della più comune vetreria da laboratorio (bicchieri, beute, cilindri,
ecc.), manipoleranno sostanze chimiche nei diversi stadi di aggregazione della materia (soldi cristallini, liquidi, gas).
Il corso sarà preceduto da una introduzione sui rischi e i problemi che possono comunemente presentarsi in un
laboratorio chimico, durante la quale agli studenti saranno descritte le simbologie di pericolo comunemente utilizzate.
Il corso prevede sette esercitazioni di laboratorio, durante le quali gli studenti seguiranno le indicazioni riportate su di
una apposita ricetta. Al termine di ogni esercitazione gli studenti prepareranno una relazione che descriva l’esperienza
svolta, le osservazioni che ne hanno ricavato e risponda alle domande riportate nella ricetta.
Esperienza n. 1: Preparazione di Fe2O3 e FeO
Scopo di questa esercitazione è la preparazione di due ossidi di ferro e il confronto delle loro caratteristiche.
Esperienza n. 2: Determinazione della formula dell’ossido di magnesio
In questa esperienza si vuole determinare il rapporto in peso del magnesio e dell’ossigeno nel composto ossido di
magnesio allo scopo di identificarne la formula chimica
Esperienza n. 3: Preparazione del carbonato di sodio (soda) secondo il metodo Solvay
In questa esperienza si riprodurrà, con qualche modifica, il processo industriale di sintesi del carbonato di sodio, messo
a punto dal belga Ernest Solvay fra il 1861 e il 1865 e che ancora oggi è il metodo di sintesi più diffuso.
Esperienza n. 4: Stati di ossidazione del manganese
Scopo di questa esercitazione è la preparazione, attraverso una serie di reazioni redox, composti chimici contenenti il
Mn in tutti i suoi stati di ossidazione riconoscendoli sulla base del colore che essi presentano in soluzione acquosa
Esperienza n. 5: Equilibrio chimico
In questa esercitazione si determinerà la costante di equilibrio della reazione fra lo ione Fe3+ e lo ione NCS- (tiocianato)
che da origine alla specie chimica FeNCS2+ intensamente colorata di rosso.
Esperienza n. 6: Determinazione della massa molecolare di un liquido volatile puro
In questa esercitazione sarà determinata la massa molecolare di un composto volatile puro, sfruttando la legge di stato
dei gas ideali.
Esperienza n. 7: Reazione dei metalli con acido cloridrico
Scopo di questa esercitazione è la determinazione del peso atomico di un metallo incognito, sfruttando la reazione fra
questo metallo e acido cloridrico e la relativa produzione di idrogeno gassoso.
CHIMICA INORGANICA
Prof. Alfonso Grassi
Programma del corso:
La struttura atomica e la Tavola Periodica degli elementi. I solidi ionici. Principali reticoli dei solidi ionici. Difetti
stechiometrici e non stechiometrici nei reticoli. Proprietà dei composti ionici. Il legame covalente. Geometria
molecolare ed identificazione del gruppo di simmetria per molecole semplici. Il legame metallico: proprietà generali
dei metalli e teoria del legame metallico. Conduttori, isolanti e semiconduttori. Leghe interstiziali e composti correlati.
Leghe di sostituzione. Superconduttività. Proprietà generali degli elementi. Correlazioni orizzontali, verticali e
diagonali nella Tavola Periodica. Potenziali elettrodici e serie elettrochimica. Corrosione. Metodi generali per
l’isolamento degli elementi puri: metodi di decomposizione termica, riduzione chimica e riduzione elettrochimica.
Idrogeno ed idruri. I metalli alcalini. Industria dei cloro-alcali: processo Leblanc, Weldon e Deacon. Processo Solvay. I
metalli alcalino terrosi. Processo Dow. La durezza delle acque.
Boro, boruri e borani. L’alluminio. Ossidi di alluminio (quarzo, cristobalite, tridimite. Ossidi misti). Alogenuri trivalenti
di boro e alluminio. Carbonio: diamante, grafite, fullereni, carbone amorfo. I carburi salini, covalenti ed interstiziali.
Monossido e biossido di carbonio. L’acido carbonico. Gli alogenuri di carbonio. L’acido cianidrico e i cianuri.
Cianogeno. Solfuro di carbonio. Silicio. Biossido di silicio e i silicati. Gli alogenuri di silicio. I siliconi. Azoto e i suoi
idruri (ammoniaca, idrazina, diimmina, acido azotidrico) ed ossidi (N2O, NO, NO2, N2O3, N2O4, N2O5). Ciclo
dell’azoto. Processo Haber. Acido nitroso ed acido nitrico. Nitruri. Fosforo. Alogenuri, ossidi e ossiacidi del fosforo. I
polifosfati. Ossigeno e gli ossidi. Ossigeno molecolare come ossidante. Ozono. Perossido di idrogeno. Zolfo e i suoi
ossidi ed alogenuri. L’acido solforico e solforoso. Gli alogeni e gli alogenuri. Gli acidi alogenidrici. Ossidi e ossiacidi.
Composti interalogenici.
Cenni sui gas nobili e sulla chimica di zinco, cadmio e mercurio.
Proprietà generali degli elementi di transizione. Gli elementi della prima riga di transizione: metodi di ottenimento,
proprietà e principali composti. Cenni sugli elementi della seconda e terza riga di transizione, lantanidi ed attinidi..
Testi consigliati:
J. D. Lee“Chimica Inorganica “ Ed. Piccin – Padova.
J.E. Huheey “Chimica Inorganica” Ed. Piccin – Padova.
CHIMICA INORGANICA AVANZATA e
LABORATORIO
Prof. Pasquale Longo, Dott.ssa Fabia Grisi, Dott.ssa Chiara Costabile
Programma del corso:
Teoria dei gruppi e simmetria molecolare Elementi e operazioni di simmetria. Gruppi puntuali di simmetria.
Rappresentazione dei gruppi. Tavola dei caratteri. Orbitali ibridi e orbitali molecolari per molecole del tipo ABn.
Schemi di ibridazione per orbitali σ e π. Orbitali ibridi come combinazioni lineari di orbitali atomici (metodo
visivo).Orbitali molecolari per molecole tetraedriche ed ottaedriche. Applicazione della teoria dei gruppi all’analisi
degli spettri elettronici dei complessi: la teoria del campo dei leganti. Strutture elettroniche di atomi e ioni liberi.
Scissione dei livelli e termini in un intorno chimico. Il metodo della simmetria discendente. Costruzione di diagrammi
dei livelli energetici. Regole di selezione per transizioni elettroniche. I diagrammi di Tanabe-Sugano. Utilizzo dei
diagrammi di Tanabe-Sugano nell’interpretazione di spettri elettronici di complessi. Applicazione della teoria dei
gruppi all’analisi degli spettri vibrazionali dei complessi. Simmetria delle vibrazioni normali. Determinazione della
specie di simmetria dei modi normali. Regole di selezione per transizioni vibrazionali fondamentali. La regola di
esclusione. Cenni sugli effetti dello stato solido: approssimazione della simmetria locale e del campo di correlazione.
Metallo carbonili Spettri vibrazionali: analisi strutturali , costanti di forza e legami.
Composti a cluster Legami metallo-metallo e composti ad aggruppamenti di atomi metallici. Metallocarbonili a
cluster.Aggruppamenti ottaedrici di atomi di cobalto, rodio e rutenio; la regola di Wade. Carbonili a cluster ad alta
nuclearità di osmio, platino, nichel e rodio. Legami metallo-metallo in composti non carbonilici. Sistemi a cluster
ottaedrici. Legami multipli. Relazione tra composti a cluster e legami multipli. Solidi unidimensionali.
Radiochimica Costruzione e proprietà del nucleo; condizioni di stabilità; modelli nucleari. Fenomeni radioattivi:
decadimenti α , β , γ e loro dinamica. Interazione delle radiazioni con la materia. Rivelatori e strumentazione. Elementi
di radioprotezione. Tecniche radioisotopiche Principi del metodo; sensibilità e vantaggi; separazioni radiochimiche.
Tecniche radioanalitiche. Radioisotopi naturali e radioattività ambientale. Tecniche radioisotopiche nel controllo dei
processi industriali.Chimica delle radiazioni.Specie radiolitiche ioni, molecole eccitate, radicali.
Dosimetria
chimica.
Strumentazione
e
tecniche
in
chimica
delle
radiazioni.
Radiolisi di sistemi inorganici, organici e biologici.
Bioinorganica Principi generali. Presenza degli elementi inorganici negli organismi viventi e loro funzione. Leganti
biologici per gli ioni metallici. Coordinazione da parte delle proteine. Leganti tetrapirrolici ed altri macrocicli.
Importanza dei composti modello. Cobalammine: storia e caratterizzazione strutturale. Reazioni delle
alchilcobalammine riduzione e ossidazione monoelettroniche. Rottura del legame Co-C. Reazioni di alchilazione della
metilcobalammina. Sistemi modello e ruolo dell'apoenzima. Metalli al centro della fotosintesi: magnesio e manganese.
Volume ed efficienza totale della fotosintesi. Processi primari nella fotosintesi: assorbimento di luce (acquisto
d'energia). Trasporto di energia come eccitoni. Separazione di carica e trasporto di elettroni. Ossidazione dell'acqua ad
ossigeno catalizzata da manganese. La molecola d'ossigeno: assorbimento, trasporto ed immagazzinamento. Proprietà
molecolari e chimiche del diossigeno. Trasporto ed immagazzinamento mediante emoglobina e mioglobina.
Magnetismo. Assorbimento della luce. Spettroscopia vibrazionale. Spettroscopia Mössbauer. Struttura. Catalisi
mediante emoproteine: trasferimento di elettroni, attivazione dell'ossigeno e metabolismo di intermedi inorganici.
Ferro-zolfo ed altre proteine non-eme. Coordinazione del diazoto e modelli di enzimi fissatori di azoto. Biochimica
dello zinco Assorbimento trasporto ed immagazzinamento di elementi essenziali esemplificati dal ferro. Enzimi
contenenti nichel: la notevole carriera di un biometallo a lungo sottovalutato. La chimica bioinorganica dei metalli
tossici. Chemioterapia con composti di alcuni elementi non essenziali. Rame, molibdeno, magnesio, metalli alcalini nei
sistemi viventi.
Testi consigliati:
F. A. Cotton, J. Wilkinson “Chimica Inorganica”-Ed. Ambrosiana
J.E. Huehey “Inorganic Chemistry” –Harper Collins Publishers
Huehey, Keiter, Keiter “Chimica Inorganica”- Ed. Piccin
F.A. Cotton “La teoria dei gruppi in chimica”-Wiley
Atkins “Chimica Inorganica”- Ed. Zanichelli
Programma del corso di laboratorio (Dott.ssa C. Costabile):
1) Sintesi di Ni[P(OEt)3]4 e suo utilizzo nell’isomerizzazione catalitica di olefine
2) Sintesi e caratterizzazione di bis(dimetilgliossima)etilpiridincobalto(III), un modello per la vitamina B12
3) Sintesi di catalizzatori di Fe(II) per l’oligomerizzazione e la polimerizzazione di olefine
CHIMICA INDUSTRIALE e
LABORATORIO
Prof. Luigi Cavallo, Dott.ssa Lucia Caporaso
Programma del corso (Prof. L. Cavallo):
Il petrolio come fonte di materie prime per l’industria organica. Raffinazione del petrolio. Processi di desolforazione.
Cracking termico e catalitico del petrolio. Reforming catalitico. Idrocracking. Acetilene da idrocarburi. Olefine e
diolefine da “steam cracking”. Aromatici dal petrolio; separazione aromatici/alifatici. Separazione della frazione
aromatica C8. Acetaldeide da etilene. Acido acetico da acetaldeide, da idrocarburi, da metanolo. Idroformilazione delle
olefine. Formaldeide. Acrilonitrile da propilene. Ossido di etilene ed ossido di propilene. Cloruro di vinile da etilene,
reazione di ossiclorurazione. Reazioni di alchilazione: etilbenzene, isopropilbenzene da benzene. Stirene. Fenolo.
Anidride ftalica, anidride maleica.
Testi consigliati:
Bibliografia fornita dal docente
Programma del corso di laboratorio (Dott.ssa L. Caporaso):
-
Sintesi di polipropilene isotattico in presenza di catalizzatori Ziegler- Natta sia eterogenei ad alta resa sia
omogenei di tipo metallocenico
Un esempio di processo in emulsione: sintesi del polistirene atattico
Impiego di un modello di impianto industriale in scala ridotta per la sintesi del polibutadiene.
-
Uso di una colonna di rettifica per la separazione di componenti di una miscela caratterizzati da piccole
differenze di temperatura di ebollizione. Caratterizzazione gascromatografica delle frazioni distillate.
Uso di zeoliti acide per la conversione del metanolo in etere e determinazione della velocità di reazione
CHIMICA MACROMOLECOLARE
Prof. Gaetano Guerra
Obiettivi: Il corso intende dare i concetti fondamentali relativi alla struttura, sintesi, caratterizzazione e tecnologia dei
materiali macromolecolari . Sarà data particolare attenzione ai materiali polimerici presenti nella vita di tutti i giorni
nonché a quelli sempre più presenti nelle tecnologie avanzate
Programma del corso :
Introduzione e definizioni generali
Aspetti storici relativi alla produzione industriale di polimeri artificiali e sintetici
Variabilità di proprietà di polimeri con struttura chimica ed organizzazione molecolare
Produzione industriale di polimeri
Da “I polimeri nella vita di tutti i giorni” di P.Corradini, G.Guerra in I Mercoledì delle Accademie Napoletane (a cura
di Capaccioli, Garzya, Tessitore, Giannini Editore, 2004, Napoli) pp.123-140.
Masse molecolari medie e distribuzione delle masse molecolari (pp.10-13). Transizione vetrosa.
Da “ Fondamenti di Scienza dei Polimeri (a cura di Guaita, Ciardelli, La Mantia, Pedemonte, Pacini Editore, Pisa, 1998.
Oppure pagine distribuite a lezione.
Viene di seguito descritto un possibile percorso di studio del sito MACROGALLERIA
il più possibile simile alla sequenza di argomenti presentata nel corso del prof. Gaetano Guerra
3° piano
Struttura molecolare dei materiali polimerici
Some basics
Diene Polymers (aspetti costituzionali per omopolimeri)
Non linear polymers
Copolymers
Tacticity
Molecular weight
Crosslinking
Morfologia di materiali polimerici
Three things that make polymers different
Glass transition
Is glass a polymer?
Polymer crystallinity
Mechanical properties
Principali classi di materiali polimerici
Thermoplastics
Fibers
Elastomers
Thermoplastic-elastomers
Thermosets (termoindurenti, mancanti nel sito; qualcosa è incluso nella voce Composites)
Polyelectrolytes and Ionomers
Miscible blends (manca nel sito in italiano, c’è solo nel sito in inglese)
Immiscible blends
Composites
4° piano
Sintesi dei polimeri
Putting them together: The basics
Polimerizzazioni a catena
Free radical vinyl polymerization
Emulsion polymerization
Cationic vinyl polymerization
Anionic vinyl polymerization
Making SBS rubber
Ziegler-Natta polymerization
Metallocene catalysis polymerization
(Aspetti di chiralità e meccanismo di reazione vedere anche: “Stereospecificità e interazioni non-covalenti” di
G.Guerra in “Recenti aspetti dei processi stereoselettivi”, Accadem.Naz.Lincei 1996, pp.91-101)
Polimerizzazioni a stadi
Making polyesters
Making Nylon 6
Making Nylon 6,6
Making polyurethanes
Making policarbonate
Making silicones
Making carbon fibers
5° piano
Caratterizzazione di polimeri
Dilute solution viscosity
Size Exclusion Chromatography
MALDI Mass Spectroscopy
Differential Scanning Calorimetry (saltare “Livello di cristallinità” scritto veramente male)
2° piano
Polimeri principali di interesse industriale:
Termoplastici amorfi
Polystyrene (PS)
Poly(methylmetacrylate) (PMMA)
Poly(vinylacetate) (PVA), Poly(vinyl alcohol) (PVOH)
Polyacrylates
Polycarbonate (PC)
Poly(vinyl chloride) (PVC)
Termoplastici semicristallini e fibre da filatura da fuso
Polyethylene (HDPE, LDPE)
Polypropylene (PP)
Polyesters (Polietilentereftalato, PET)
Nylon
Polimeri semicristallini:Fibre da filatura da soluzione
Aramids
Polyacrylonitrile
Cellulose
Rayon
Gomme per usi generali
Polyisoprene
Polybutadiene
Polyisobutylene
Gomme per usi speciali
Silicones
SBS rubber
Termoindurenti
Poliesteri insaturi (vedi in Compositi)
Epoxy resins (vedi anche “Making Epoxy resins” al 4°piano)
Polycarbonates (IIa parte)
1° piano
curiosare a piacere
CHIMICA MACROMOLECOLARE II
Prof. Luigi Cavallo
Programma del corso :
Polimerizzazione a stadi. Meccanismi di reazione. Conduzione delle polimerizzazioni. (Polimerizzazione in massa
allo stato fuso. Polimerizzazione del polietilentereftalato. Polimerizzazione in soluzione. Polimerizzazione in sistemi
polifasici. Polimerizzazione interfacciale del policarbonato). Conversione e grado medio numerico di
polimerizzazione. Cinetica delle polimerizzazioni a stadi: il principio di uguale reattività. Cinetiche del secondo
ordine.Cenni sulle cinetiche in presenza di reazioni inverse. Distribuzione dei pesi molecolari: polimerizzazione dei
sistemi di tipo A-B.
Polimerizzazioni a catena
Polimerizzazioni radicalica. Generalità. Inizio. Propagazione. Termine. Trasferimento di catena. Inibizione e ritardo.
Polimerizzazioni: in massa, in soluzione, in sospensione, in emulsione, polistirene antiurto. Cinetica di
polimerizzazione-schema ideale. Lunghezza della catena cinetica e grado di polimerizzazione. Effetto del
trasferimento di catena sul grado di polimerizzazione. Distribuzione dei pesi molecolari (dettagli solo per il caso di
terminazione per disproporzionamento e trasferimento solo col regolatore). Influenza della temperatura. Influenza
della pressione.
Polimerizzazione cationica. Le specie attive. Gli iniziatori. I monomeri. Cinetiche e meccanismi. Polimerizzazione
dell’isobutene.
Polimerizzazione anionica. Le specie attive. Gli iniziatori. I monomeri. Cinetiche e meccanismi. Sistemi viventi.
Polimerizzazione con catalizzatori a base di metalli di transizione. Caratteristiche generali. Catalizzatori eterogenei e
supportati. Catalizzatori omogenei. Stereospecificità e regiochimica.
Meccanismi di reazione. Polietilene ad alta densità. Polietilene a bassa densità lineare. Polipropilene isotattico (***).
Copolimerizzazione. L’equazione di copolimerizzazione (modello terminale).Applicabilità e casi limite.
Determinazione dei rapporti di reattività. Statistica di distribuzione dei comonomeri e prodotto dei rapporti di
reattività. Copolimeri a blocchi, copolimeri innestati.
Testi consigliati:
-
AIM Fondamenti di Scienza deiPolimeri– Ed. Pacini.
-
Bibliografia fornita dal docente.
CHIMICA METALLORGANICA
Prof. Alfonso Grassi
Programma del corso :
Classificazione dei composti organometallici. Il legame M-C: energia di legame, polarità e reattività.
Metodi generali di preparazione dei composti organometallici. Sintesi di composti organometallici in
atmosfera inerte: metodi e procedure di laboratorio. Composti organometallici dei metalli alcalini e
alcalino-terrosi. I composti boro-organici ed alluminorganici. Cenni sui composti organometallici del
gruppo 12 (Zn, Cd, Hg). Reattività dei composti organometallici dei gruppi principali: idrolisi,
carbometallazione, metallazione, addizione a legami multipli eteropolari.
Composti organometallici dei metalli di transizione: metodi di sintesi, struttura dei principali composti e
loro reattività. I composti σ-alchilici; metallocarbeni; i metallocarbonili; complessi metallo-olefina;
complessi monociclopetadienilici e metallocenici. Attivazione di piccole molecole (es. O2, CO2, H2) per
coordinazione a centri metallici. Aspetti strutturali peculiari quali interazione agnostica e ηn-benziliza in
complessi altamente elettrofilici.
Testi consigliati:
- C. Elschenbroich, A. Salzer Organometallics – Ed. VCH.
- Bibliografia fornita dal docente.
CHIMICA ORGANICA AVANZATA e
LABORATORIO
Prof. Arrigo Scettri, Dott.ssa Laura Palombi
Programma del corso(Prof. A. Scettri):
Formazione dei legami carbonio-carbonio.
Alchilazione di carboanioni: enolati, enammine, ditiani, acetiluri. Aspetti regio e stereoselettivi.
Condenzazione di composti carbonilici: condensazione aldolica, condensazione benzoinica, condensazione di Claisen,
condensazione di Knoevenagel, condensazione di Perkin, reazione di Wittig.
Addizione agli alcheni: reazione di Michael, reazioni di cicloaddizione, addizione di carbenoidi.
Reazioni dei composti organometallici: organolitio, organomagnesio, organozinco, organocadmio, organomercurio,
organocerio.
Reazioni dei composti di boro, silicio e stagno: preparazione e reattività.
Reazioni di Riduzione
Addizione di idrogeno. Reagenti donatori di idruri (III Gruppo e IV Gruppo). Donatori di atomi di idrogeno.
Riduzione per dissoluzione di metalli. Deossigenazione riduttiva dei gruppi carbonilici.
Reazioni di Ossidazione
Ossidazione di alcoli ad aldeidi, chetoni, o acidi carbossilici. Addizione di ossigeno a legami doppi carbonio-carbonio.
Rottura di doppi legami carbonio-carbonio. Ossidazioni di aldeidi e chetoni. Ossidazioni alliliche.Ossidazioni a
carboni non funzionalizzati.
Addizioni elettrofile a legami multipli carbonio-carbonio
Addizione di acidi alogenidrici. Idratazione e altre addizioni acido catalizzate. Ossimercurazione. Addizione di alogeni
ad alcheni. Sostituzioni elettrofile alfa ai gruppi carbonilici. Addizioni ad alleni e alchini. Addizione ai doppi legami
via organoborani. Idroborazione enantioselettiva. Idroborazione di alchini.
Metodi di valutazione: prova orale.
Testi consigliati:
F. A. Carey and R. J. Sundberg, Advanced Organic chemistry, Plenum Press; New York and London (III ed.)
J. March, Advanced Organic chemistry, J. Wiley & Sons; New York (IV ed.)
Programma del corso di laboratorio (Dott.ssa L. Palombi):
1) Reazione di ossidazione chemoselettiva di un solfuro a solfossido.
2) Risoluzione cinetica mediante il sistema di Modena di un solfossido racemo.
3) Determinazione dell’eccesso enantiomerico di un solfossido enantiomericamente arricchito via 1H-NMR mediante
l’uso di un agente solvatante di shift.
4) Determinazione dell’eccesso enantiomerico di un solfossido enantiomericamente arricchito via HPLC in fase chirale.
5) Valutazione dell’eccesso enantiomerico di una miscela di (-) e (+) mentolo ed attribuzione della configurazione
assoluta mediante preparazione degli esteri di Mosher.
4) Protezione regioselettiva dell’1,2 ottandiolo mediante preparazione del tert-butildifenilsililetere
5) Reazione di Heck del 4-bromo-nitrobenzene con acrilato di etile
CHIMICA ORGANICA I (Corso Integrato)
Prof. Aldo Spinella, Prof.ssa Alessandra Lattanzi, Dott. Antonio Massa
Programma del corso:
Chimica Organica I (Prof. A. Spinella)
Struttura e legame. Teoria del legame chimico. La teoria degli orbitali molecolari. L'ibridizzazione. L’ibridizzazione
sp3 e la struttura dell’etano. L’ibridizzazione sp2 e la struttura dell’etilene. L’ibridizzazione sp e la struttura
dell’acetilene. Il legame e le proprietà delle molecole. I legami polari. Il momento dipolare.
Gli acidi e le basi . La definizione di Bronsted-Lowry e la definizione di Lewis.
La natura dei composti organici. Rassegna dei gruppi funzionali contenenti legami semplici, doppi o tripli sia
carbonio-carbonio che carbonio-eteroatomo. L’analisi elementare dei composti organici: il metodo di Liebig.
Le reazioni organiche. Una classificazione delle reazioni organiche. Il meccanismo di reazione. Le reazioni radicaliche
ed il loro svolgimento. Le reazioni ioniche ed il loro svolgimento. Polarità e polarizzabilità. Elettrofili e nucleofili.
Velocità ed equilibrio. Enargia libera, entalpia, entropia. I diagrammi energia-coordinata di reazione. Gli stati di
transizione. Gli intermedi.
Alcani e cicloalcani. Nomenclatura e proprietà. Composti isomerici. I gruppi alchilici. Analisi conformazionale degli
alcani e dei cicloalcani. Fonti naturali: il gas naturale ed il petrolio.
Gli alcheni. Struttura e reattività. Il calcolo del grado di insaturazione di un composto organico. L'isomeria cis-trans. La
notazione E-Z. La stabilità degli alcheni. La preparazione degli alcheni. Le reazioni di addizione elettrofila agli alcheni.
La regola di Markovnicov. Struttura e stabilità dei carbocationi. Il postulato di Hammond. La trasposizione dei
carbocationi. L'addizione degli alogeni agli alcheni. L'idratazione degli alcheni: l'ossimercuriazione e l'idroborazione.
L'addizione radicalica di HBr agli alcheni. L'idrogenazione degli alcheni. L'ossidrilazione. La scissione ossidativa degli
alcheni e degli 1,2-dioli. L'addizione dei carbeni agli alcheni.
Gli alchini. Nomenclatura, struttura e reattività. La preparazione degli alchini. Le reazioni degli alchini: l’addizione di
HX e X2 e la riduzione. L'idratazione degli alchini e la tautomeria cheto-enolica. L’idroborazione degli alchini: uso del
disiamilborano. L'acidità degli alchini. La formazione e l’alchilazione degli ioni acetiluro. La scissione ossidativa degli
alchini.
La stereochimica. Gli enantiomeri. L'attività ottica. La rotazione specifica. Chiralità ed elementi di simmetria.
Designazione della configurazione: sistema R, S. I diastereoisomeri. I composti meso. Le miscele racemiche. Metodi
per la risoluzione di una miscela racemica. Le proprietà fisiche degli stereoisomeri. Le proiezioni di Fisher. La
stereochimica delle reazioni: l'addizione di HBr agli alcheni, l'addizione di Br2 agli alcheni, l'addizione di HBr a un
alchene chirale. Stereochimica e chiralità nei cicloesani sostituiti. La chiralità degli atomi diversi dal carbonio. La
chiralità in natura. Centri prochirali. Gruppi enantiotopici e diastereotopici. Centri prochirali trigonali.
Gli alogenuri alchilici. Nomenclatura, struttura. La preparazione degli alogenuri alchilici: l'alogenazione radicalica
degli alcani, la bromurazione allilica degli alcheni. La stabilità dei radicali allilici. La risonanza. La preparazione degli
alogenuri alchilici a partire dagli alcoli. I composti organometallici. I reattivi di Grignard. I composti di
litiodialchilrame. Le reazioni degli alogenuri alchilici: le sostituzioni nucleofile (SN1, SN2) e le eliminazioni (E1, E2).
L'effetto isotopico. Le reazioni di sostituzione nella sintesi.
I dieni coniugati. La stabilità dei dieni coniugati. L'addizione elettrofila ai dieni coniugati. I carbocationi allilici.
Controllo cinetico e controllo termodinamico delle reazioni. La reazione di cicloaddizione di Diels-Alder.
Il benzene e l'aromaticità. Il benzene: struttura e stabilità. Nomenclatura dei derivati del benzene. Gli orbitali
molecolari del benzene. L’aromaticità e la regola di Huckel. Gli ioni aromatici. Composti etrociclici aromatici.
Composti policiclici aromatici. Atropoisomerismo. La reattività del benzene: la sostituzione elettrofila aromatica
(alogenazione, nitrazione, solfonazione, alchilazione, acilazione). Gli effetti dei sostituenti sulla sostituzione aromatica.
La sostituzione nucleofila aromatica. L'ossidazione dei composti aromatici. La riduzione dei composti aromatici. La
sintesi dei benzeni sostituiti.
Alcoli e tioli. Nomenclatura, struttura e proprietà. Acidità e basicità degli alcoli. Metodi di preparazione degli alcoli
dagli alcheni. Preparazione degli alcoli per riduzione dei composti carbonilici e per addizione dei reattivi di Grignard ai
gruppi carbonilici. Le reazioni degli alcoli: disidratazione ad alcheni, trasformazione in alogenuri alchilici. Preparazione
dei tosilati. L'ossidazione degli alcoli. La protezione degli alcoli. I tioli: nomenclatura, struttura e proprietà.
Eteri, epossidi e solfuri. Gli eteri: nomenclatura, struttura e proprietà. La sintesi degli eteri secondo Williamson.
Preparazione degli eteri mediante alcossimercuriazione-demercuriazione degli alcheni. La scissione degli eteri in mezzo
acido. Gli epossidi: struttura, preparazione e reattività. Regiochimica dell’apertura dell’anello epossidici in condizioni
acide o basiche. Gli eteri corona. I solfuri: nomenclatura, struttura e proprietà.
ESERCITAZIONI: Risoluzione guidata di problemi relativi agli argomenti del corso.
Metodi di valutazione: prova scritta propedeutica alla prova orale
Testo consigliato
J. McMurry: "Chimica Organica", Zanichelli, (1995)
Tecniche di isolamento e caratterizzazione di composti (Prof.ssa A. Lattanzi)
Il corso è diviso in due parti. Nella prima parte verranno analizzate le tecniche di base per la separazione dei composti e
la loro purificazione. Successivamente verranno fornite le nozioni di base delle principali tecniche spettroscopiche per
la identificazione e caratterizzazione dei composti: spettrometria di massa (MS), spettroscopia (IR), spettroscopia (UV)
spettroscopia (NMR). La parte finale del corso prevede delle esercitazioni e problemi che riguardano la identificazione
di sostanze incognite per mezzo degli spettri.
Le prime lezioni verranno impiegate per illustrare la vetreria di uso in laboratorio, gli strumenti per riscaldare e
raffredare le miscele di reazione. Pompe e sistemi per creare il vuoto.
Separazione e purificazione dei composti
Principi delle tecniche di base. Richiami relativi alla cristallizzazione, punto di fusione, sublimazione, estrazione,
distillazione.
Cromatografia. Introduzione, principi fondamentali, cromatogramma, ritenzione, teoria dei piatti teorici, efficienza
della colonna, equazione di van Deemeter, velocità di flusso, selettività, risoluzione.
Cromatografia in fase liquida (LC). Cromatografia di adsorbimento, parametri che regolano la separazione, fasi
stazionarie, natura delle interazioni, quantità di adsorbente, eluente, serie eluotropica, eluizione isocratica ed a
gradiente, flusso. Cromatografia su colonna: impaccamento, cromatografia “flash”. Cromatografia su strato sottile
(TLC), fattore di ritenzione (Rf), rivelazione su TLC, applicazioni della TLC. Cromatografia su carta. HPLC: apparato,
fasi stazionarie chirali.
Cromatografia di esclusione. Fasi stazionarie (Sephadex G, LH-20, gel poliacrilammidico di agarosio e polistirene),
considerazioni teoriche, applicazioni, purificazione di molecole ad alto P.M:, desalificazione, determinazione del P.M.
Cromatografia a scambio ionico. Fasi stazionarie, applicazioni.
Cromatografia di ripartizione liquido-liquido. Considerazioni teoriche, sistemi in controcorrente (CCC e DCC),
sistemi con supporto inerte, fasi stazionarie, chimicamente legate (BPC).
Gas-Cromatografia (GC). Apparato, gas di trasporto, fase stazionaria, rivelatore (ionizzazione di fiamma, cattura di
elettroni, conduttività termica), GC-MS, analisi qualitativa e quantitativa.
Cromatografia di affinità. Natura delle interazioni specifiche, fasi stazionarie, elemento spaziatore, applicazioni.
Identificazione spettroscopica dei composti
Natura dell’energia raggiante, interazione con la materia. Differenti tipi di spettroscopia.
Spettrometria di Massa. Aspetti fondamentali della strumentazione. Caratteristiche degli spettrometri commerciali.
Spettrometri a deflessione magnetica. Raccolta e registrazione degli ioni. Ionizzazione del campione mediante
bombardamento elettronico. Ione molecolare e ioni di frammentazione.
Spettroscopia Infrarossa. Teoria dell’assorbimento infrarosso. Strumentazione. Interpretazione degli spettri.
Assorbimenti caratteristici dei vari gruppi funzionali.
Spettroscopia UV. Teoria dell’assorbimento UV. Coefficiente di estinzione molare. Effetto della coniugazione.
Spettroscopia di Risomanza Magnetica Nucleare (NMR). Strumentazione. Rapporto giromagnetico. Numero quantico
di spin (I). Natura della risonanza NMR. Risonanza magnetica del protone. Il chemical shift. Unità di misura.
Integrazione del segnale. Accoppiamento spin-spin. Risonanza magnetica del carbonio. Chemical shifts tipici.
Esercitazioni. Risoluzione guidata di problemi relativi alla caratterizzazione strutturale dei composti.
Metodi di valutazione: prova orale.
Testi consigliati:
D. L. Pavia, G. M. Lampman, G. S. Kriz, Il laboratorio di Chimica Organica Edizioni Sorbona, Milano.
R. M. Roberts, J. C. Gilbert, S. F. Martin, Chimica Organica Sperimentale Zanichelli, Bologna.
J. McMurry, Chimica Organica, Zanichelli, Bologna.
Modulo 3 (Esercitazioni di laboratorio )
Dott. A. Massa
Programma del corso di Laboratorio (Dr. A. Massa):
Il corso è costituito da una serie di esercitazioni di laboratorio che riguardano le reazioni di chimica organica di base, al
fine di rendere familiare lo studente con le prime problematiche di reattività dei composti organici, il decorso e
controllo di una reazione chimica.
Le esperienze del corso di laboratorio si articolano nel seguente modo:
1) Addizione elettrofila ad alcheni: bromurazione dello stirene.
2) Sostituzione nucleofila alifatica SN2: sintesi della nerolina.
3) Sostituzione elettrofila aromatica: nitrazione del bromobenzene.
Il laboratorio prevede la compilazione al termine di ciascuna esercitazione di relazioni riguardanti i risultati ottenuti
sperimentalmente.
CHIMICA ORGANICA II
Prof. Placido Neri
Programma del corso :
Aldeidi e chetoni. Nomenclatura, proprietà e preparazione. Ossidazione di aldeidi e chetoni. L'addizione nucleofila di
acqua, HCl e HCN. Condensazione benzoinica. L'addizione nucleofila dei reattivi di Grignard, di idruro, di ammoniaca
e derivati. La reazione di Wolff-Kishner. L'addizione nuclefila di alcoli e tioli. L'inversione di polarità del carbonile nei
tioacetali. La reazione di Wittig. La reazione di Cannizzaro. L'addizione nucleofila coniugata ai gruppi carbonilici α,βinsaturi.
Acidi carbossilici. Nomenclatura e proprietà. L'effetto dei sostituenti sull'acidità. Preparazione degli acidi carbossilici.
Riduzione degli acidi carbossilici. Decarbossilazione degli acidi carbossilici.
I derivati degli acidi carbossilici: le reazioni di sostituzione nucleofila acilica. Nomenclatura dei derivati degli acidi
carbossilici. Reattività relativa dei derivati degli acidi carbossilici. Preparazione e reazioni dei cloruri degli acidi, delle
anidridi, delle ammidi, dei nitrili, dei cheteni. Preparazione e reazioni degli esteri: transesterificazione, condensazione
aciloinica.
Reazioni di sostituzione in α ai carbonili. Tautomeria cheto-enolica. Alogenazione di chetoni ed aldeidi: reazione di
Hell-Volhard-Zelinskii. Formazione e reattività degli ioni enolato. Reazione aloformica. La seleniazione degli enolati:
preparazione degli enoni. L'alchilazione degli ioni enolato. La sintesi malonica. La sintesi acetacetica. L'alchilazione
diretta di chetoni, esteri e nitrili.
Le reazioni di condensazione carbonilica. La condensazione aldolica. Reazioni aldoliche miste. Reazioni aldoliche
intramolecolari. Le reazioni affini alla condensazione aldolica: condensazioni di Knoevenagel, Perkin e Claisen. Le
condensazioni di Claisen miste. La ciclizzazione di Dieckmann. La reazione di Michael. La reazione di Stork delle
enammine. La condensazione di Mannich. L'anellazione di Robinson. Formazione di anelli carbociclici: effetti entropici
ed entalpici
I carboidrati. La classificazione dei carboidrati. La configurazione degli zuccheri. La struttura ciclica dei
monosaccaridi. La mutarotazione. Le reazioni dei monosaccaridi: formazione di eteri ed esteri; riduzione ed
ossidazione. Formazione di glucosidi: sintesi di Koenigs-Knorr; partecipazione del gruppo vicinale. Osazoni. Sintesi di
Kiliani-Fischer e degradazione di Wohl. La stereochimica del glucosio: la prova di Fischer. Disaccaridi: saccarosio,
cellobiosio, maltosio, lattosio. Polisaccaridi: amido, cellulosa, glicogeno, acido ialuronico, chitina. I carboidrati della
superficie cellulare: fenomeni di riconoscimento molecolare.
Le ammine alifatiche. Nomenclatura e proprietà. Basicità delle ammine. Risoluzione di enantiomeri tramite i sali di
ammine. Sintesi delle ammine. Trasposizioni di Hofmann e Curtius. Reazioni delle ammine. I sali di tetralchilammonio:
eliminazione di Hofmann. Catalisi a trasferimento di fase. Trasposizione di Beckmann. Alcaloidi.
Arilammine e fenoli. Basicità delle arilammine. Preparazione e reazioni delle arilammine. Preaparazione e reazioni dei
sali di diazonio. La reazione di Sandmeyer. Reazioni di copulazione. Coloranti azoici. Nitrosazione di ammine
alifatiche ed ammidi. Diazoalcani; diazometano. Reazioni degli α-diazochetoni. Fenoli: impieghi industriali. Acidità dei
fenoli. Preparazione e reazioni dei fenoli. Ossidazione dei fenoli: chinoni.
Amminoacidi, peptidi e proteine. Struttura degli amminoacidi. Il punto isoelettrico. Sintesi degli α-amminoacidi. La
risoluzione degli aminoacidi racemici. Peptidi e proteine. La determinazione della struttura. La sintesi dei peptidi in
soluzione ed in fase solida.
I lipidi. Cere, grassi e oli. I saponi. I fosfolipidi. I terpeni: la regola isoprenica. Gli steroidi. Stereochimica degli steroidi.
Ormoni steroidici.
Composti eterociclici. Eterociclici pentaatomici. Struttura, proprietà e sintesi di furano, pirrrolo e tiofene. Indolo.
Sintesi di Fischer e reazioni. La piridina: struttura, proprietà e sintesi di Hantzc. Reazioni di sostituzione elettrofila e
nucleofila aromatica della piridina. Chinolina ed isochinolina. Struttura, proprietà e sintesi. Imidazolo: struttura e
proprietà.
Acidi nucleici. Struttura e proprietà chimiche del DNA. La modificazione chimica delle basi nucleotidiche: mutagenesi
e cancerogenesi.
Le reazioni fotochimiche e pericicliche. Diagramma di Jablonski. La fotochimica dei chetoni: scissioni di Norrish di
tipo I e II. Le reazioni pericicliche. Il metodo dell'orbitale di frontiera. Le reazioni elettrocicliche. Le reazioni di
cicloaddizione [2+2] e [4+2]. Cicloaddizioni 1,3-dipolari. Le trasposizioni sigmatropiche: Trasposizioni di Claisen e di
Cope.
ESERCITAZIONI: Risoluzione guidata di problemi relativi agli argomenti del corso.
Metodi di valutazione: prova scritta e prova orale
Testi Consigliati:
J. McMurry, Chimica Organica, Zanichelli, Bologna, 1995.
Appunti e lucidi delle lezioni
CHIMICA SUPRAMOLECOLARE
Dr. Carmine Gaeta
Programma del corso:
-
Concetti, termini e obiettivi della Chimica Supramolecolare.
Il riconoscimento molecolare. Forze intermolecolari, complementarità e informazione.
Classi di Hosts più diffusi. Metodologie di sintesi di composti macrociclici. Effetto Templato. Elaborazione
sintetica dei macrocicli di base.
Metodi per evidenziare il riconoscimento. Stechiometria e costanti di complessazione. Aspetti termodinamici e
cinetici.
Il riconoscimento cationico. Applicazioni. Chemosensori.
Il riconoscimento di molecole neutre. Effetti idrofobici.
Il riconoscimento anionico.
Il riconoscimento multiplo. Effetti cooperativistici ed allosterici.
Self-assembly. Architetture supramolecolari, crystal engineering. Stereochimica supramolecolare.
Catalisi e reattività supramolecolare. Self-replication.
Switching e supramolecular devices.
Metodi di valutazione: prova orale
Testi consigliati:
• J. W. Steed and J. L. Atwood, Supramolecular Chemistry, Chichester, Wiley, 2000.
• J.-M. Lehn, Supramolecular Chemistry: Concepts and Perspectives, Weinheim: VCH, 1995.
• B. Dietrich, P. Viout and J.-M. Lehn, Macrocyclic Chemistry, Aspects of Organic and Inorganic
Supramolecular Chemistry, Weinheim: VCH, 1993.
• Comprehensive Supramolecular Chemistry, J. L. Atwood et al. Eds., Oxford: Pergamon, 1996.
CINETICA CHIMICA E DINAMICA MOLECOLARE
Prof. Riccardo Zanasi, Dott.ssa C. Tedesco
Programma del corso:
Termodinamica statistica. Sistema termodinamico, stato termodinamico di un sistema o macrostato, stato quantico di
un sistema o microstato, stati molecolari. Insieme di sistemi termodinamici. Postulato n.1 della TS. Fluttuazioni.
Insieme canonico. Postulato n.2 della TS. Probabilità di un microstato. Funzione di partizione canonica Z. Energia
interna e pressione in termini di funzione di partizione canonica. Entropia, energia di Helmholtz, di Gibbs e potenziale
chimico in termini di Z. Funzione di partizione canonica per un sistema di particelle non interagenti. Funzione di
partizione molecolare, particelle distinguibili ed indistinguibili. Ipotesi n.di stati >>N e sua giustificazione. Funzione di
partizione canonica per un gas puro. Legge di distribuzione di Boltzmann per molecole non interagenti, popolazione
degli stati traslazionali, rotazionali, vibrazionali ed elettronici molecolari. Gas ideali biatomici e monoatomici, funzione
di partizione traslazionale, rotazionale, vibrazionale ed elettronica. Temperatura caratteristica rotazionale e vibrazionale.
Equazione di stato, energia intena, capacità termiche.
Cinetica. Velocità di conversione e di reazione. Leggi cinetiche, costanti cinetiche, ordini parziali e totali di reazione.
Pseudo ordine. Misura della velocità di reazione, metodi chimici e metodi fisici, metodo statico e a flusso. Integrazione
delle leggi cinetiche, reazioni di primo ordine, reazioni di secondo ordine (forma k[A]2, forma k[A][B]), reazioni di
terzo ordine (forma k[A]3, forma generale k[A]n, forma k[A]2 [B], forma k[A][B][C]). Reazioni di primo ordine
reversibili. Reazioni di primo ordine consecutive. Reazioni competitive di primo ordine. Integrazione numerica delle
leggi cinetiche. Determinazione delle leggi cinetiche, metodo del tempo di dimezzamento e del tempo frazionale,
metodo della velocità iniziale, metodo dell’isolamento. Determinazione della costante cinetica. Meccanismo di
reazione, molecolarità, reazioni elementari. Leggi cinetiche e costanti di equilibrio per reazioni elementari.
Approssimazione dello stadio cineticamente determinante. Approssimazione dello stato stazionario. Dalla legge cinetica
al meccanismo. Dipendenza dalla temperatura delle costanti cinetiche, legge di Arrhenius, fattore preesponenziale,
energia di attivazione. Leggi cinetiche per sistemi non ideali. Reazioni unimolecolari, meccanismo di Lindemann.
Reazioni trimolecolari. Reazioni a catena. Polimerizzazioni a catena, grado di polimerizzazione. Reazioni veloci,
metodi sperimentali, metodo del rilassamento. Reazioni in fase liquida, effetto solvente, effetto gabbia, diffusione.
Catalisi. Catalisi omogenea, catalisi acida e catalisi basica, catalisi anzimatica, meccanismo di Michaelis-Menten,
inibizione enzimatica competitiva e non competitiva. Autocatalisi, reazioni oscillanti. Catalisi eterogenea, adsorbimento
fisico e chimico (chemiadsorbimento), adsorbimento di gas su solidi, adsorbimento molecolare e dissociativo. Isoterme
di adsorbimento, isoterma di Langmuir. Il meccanismo della catalisi eterogenea. Decadimento nucleare.
Testi consigliati:
I. Levine, Physical Chemistry
D. A. McQuarrie, Chimica Fisica: un Approccio Molecolare, Zanichelli
A.Immirzi, Chimica Fisica
R. A. Alberty, Physical Chemistry
P. W. Atkins, Chimica Fisica, Zanichelli
I lucidi del corso sono disponibili per essere fotocopiati da parte degli studenti
COMPLEMENTI DI CHIMICA INORGANICA
Prof. Pasquale Longo
Programma del corso:
da definire
COMPLEMENTI DI CHIMICA ORGANICA
Prof. Annunziata Soriente
Programma del corso:
La chimica dello zolfo. L’elemento e i suoi derivati organici. Zolfo-anioni stabilizzati. Sali di solfonio ed ilidi dello
zolfo. Zolfo-cationi stabilizzati. Composti tio-carbonilici. Solfossidi. Reazioni di ossidazioni con lo zolfo.
La chimica dell’azoto. Azoderivati. Nitroni, nitrilossidi e composti correlati.
La chimica dei composti eterociclici: Gli eterociclici saturi ed aromatici contenenti più di un eteroatomo. Sintesi,
reattività ed applicazioni
I carbeni e i nitreni Sintesi e reazioni di carbeni e nitreni.
I riarrangiamenti: Caratteristiche generali e classificazione. Riarrangiamenti Nucleofili: meccanismo, natura della
migrazione, l’attitudine migratoria e l’effetto memoria. Riarrangiamenti elettrofili e Riarrangiamenti radicalici. Il
riarrangiamento di Lossen e di Neber. Il riarrangiamento dienone-fenolo. Il riarrangiamento benzilico, di Fries, Payne, e
di Favorskii.
Le reazioni radicaliche: La selettività nelle reazioni a catena radicalica. Il controllo delle catene radicaliche. Le
reazioni radicaliche intramolecolari. L’idrossilazione al carbonio alifatico ed aromatico. Alcossilazione
e
acilossilazione.
La fotochimica.
Metodi di valutazione: prova orale.
Testi consigliati:
F. A. Carey and R. J. Sundberg, Advanced Organic chemistry, Plenum Press; New York and London (III ed.)
J. March, Advanced Organic chemistry, J. Wiley & Sons; New York (IV ed.)
Clayden, Greeves, Warren, Wothers, Organic Chemistry, Oxford University Press; Oxford and New York.
COMPLEMENTI DI FISICA
Prof. Angela Nigro
Programma del corso:
Ottica Ondulatoria
1. Illustrazione introduttiva di alcuni fenomeni ottici che non possono essere spiegati mediante l’ottica
geometrica.
2. Principio di Huyghens e sue applicazioni alla riflessione ed alla rifrazione.
3. Interferenza.
4. Esperienza di Young della doppia fenditura.
5. Spettro visibile e dispersione.
6. Diffrazione da singola fenditura.
7. Reticolo di diffrazione.
8. Lo spettrometro e la spettroscopia.
9. Interferenza su lamine sottili.
10. Interferometro di Michelson.
11. Polarizzazione
12. Diffusione di raggi X nei cristalli.
Bibliografia
P. Mazzoldi, M. Nigro, C.Voci, Elementi di FISICA Elettromagnetismo-Onde, EdiSES.
C. Mencuccini, V. Silvestrini, FISICA II Elettromagnetismo-Ottica, Liguori Editore.
COMPLEMENTI DI MATEMATICA
Prof.ssa Anna Canale
Programma del corso:
Introduzione alle equazioni differenziali. Equazione del moto di una particella sulla quale agisce una
forza: risoluzione mediante integrazioni successive. Problema della ricerca di una primitiva di una funzione in un
intervallo. Problema di Cauchy. Esempi di equazioni differenziali lineari e relativa risoluzione. Rappresentazione
grafica di curve integrali.
Teoria delle equazioni differenziali. Definizioni: equazione differenziale di ordine n, integrale particolare, integrale
generale e curve integrali. Equazioni in forma normale e condizioni iniziali. Equivalenza tra equazioni di ordine
superiore al primo e sistemi di equazioni del primo ordine. Il teorema di esistenza ed unicità di Cauchy. Equazioni
lineari.
Metodi risolutivi di equazioni differenziali. Equazioni a variabili separabili. Equazioni del primo ordine
tipo: y' = f(y/x), y' = g(ax+by), y' = g[(ax+by+c)/(a'x+b'y+c'). Equazioni differenziali di ordine superiore al primo
della forma: g(x,y',y'') =0, g(y,y',y'') =0. Equazioni differenziali lineari omogenee a coefficienti costanti e loro
risoluzione. Equazioni differenziali lineari non omogenee a coefficienti costanti con il termine noto del tipo: pm(x)
(polinomio di grado m ), A e αx , pm(x) e αx , cos βx , sen βx , f1(x) + f2(x) con f1 e f2 funzioni del tipo indicato.
Equazioni differenziali e applicazioni alla chimica. Equazione stechiometrica. Legge cinetica differenziale. Processi
del primo ordine. Processi del secondo ordine. Alcuni esempi di reazioni chimiche e relative leggi cinetiche. Equazioni
lineari e sistemi in cinetica chimica. Oscillatore armonico.
Serie di Fourier. Richiami sulle successioni e serie di funzioni. Cenni di analisi armonica. Sviluppo in serie di Fourier
di funzioni periodiche. Esempi. Serie di Fourier in forma complessa.
Testi consigliati
E. Steiner, The Chemistry Maths Book, Oxford Science Publications.
A. Baciotti - F. Ricci, Lezioni di Analisi Matematica 2, Levrotto e Bella Editrice.
N.Fusco-P.Marcellini-C.Sbordone, Elementi di Analisi Matematica due, Liguori Editore.
P.Marcellini-C.Sbordone, Esercitazioni di Analisi Matematica, Volume II, parte prima, Liguori Editore.
COMPOSTI ORGANOMETALLICI NELLA CATALISI OMOGENEA
Prof. Claudio Pellecchia
Programma del corso:
La chimica organometallica: sviluppo e comprensione della catalisi (omogenea ed eterogenea).
I processi catalitici più importanti in cui sono coinvolti composti organometallici.
Esempi di catalisi omogenea mediante composti organometallici: idroformilazione e reazioni correlate, sintesi
dell’acido acetico, ossidazione di olefine, oligomerizzazione e polimerizzazione di monomeri idrocarburici insaturi.
ELETTROCHIMICA INDUSTRIALE
Prof. Andrea Peluso
Programma del corso:
Fondamenti. Termodinamica dei sistemi elettrochimici reversibili; equazione di Nernst; potenziali standard. Sistemi
elettrochimici irreversibili: cinetica del trasferimento elettronico, densità di corrente di scambio, sovratensione,
polarizzazione, equazione di Butler-Volmer, equazione di Tafel. Trasporto di massa, adsorbimento, elettrocatalisi. La
reazione di sviluppo di H2. Progetto di un elettrodo elettrocatalitico. Efficienza di corrente, consumo energetico, parametri
di elettrolisi.
Pile elettriche: pila Leclanché, pile al litio, celle a combustibile, accumulatori a piomo ed alcalini..
Produzione di sostanze inorganiche non metalliche: cloro e soda caustica (celle a mercurio, a diaframma, a membrana;
clorati, permanganati, bicromati; fluoro, deuterio.
Estrazione e raffinazione dei metalli: sodio, magnesio, alluminio, zinco, rame, titanio..
Elettrosintesi organica: Idrodimerizzazione dell’acrinotrile..
Finitura dei metalli: elettrodeposizione, anodizzazione, verniciatura per elettroforesi.
Metodi di valutazione: prova orale.
Testi consigliati:
A. Immirzi: appunti
B. Pletcher, Industrial Electrochemistry
I lucidi del corso sono a disposizione per la fotocopiatura da parte degli studenti.
FONDAMENTI DI CHIMICA ANALITICA e
LABORATORIO DI CHIMICA ANALITICA QUANTITATIVA
Prof. Ermanno Vasca
Programma del corso:
Introduzione ai metodi dell’analisi chimica. Le principali fasi di un’analisi chimica. Errori nelle determinazioni
analitiche. Elementi di statistica.
Le reazioni acido-base nell’analisi chimica. Acidi e basi. Il pH. Forza dei protoliti. Costanti acide. Concentrazioni
analitiche e concentrazioni all’equilibrio. Bilancio di massa. Metodi numerici e metodi grafici per lo studio e la
rappresentazione degli equilibri acido-base. Condizione di elettroneutralità. Condizione del protone. Calcolo del pH in
soluzioni di acidi deboli monoprotici. Calcolo del pH in soluzioni di acidi deboli diprotici. Calcolo del pH in soluzioni
di acidi deboli poliprotici e in soluzioni di più acidi mono e poliprotici. Capacità tampone. Soluzioni tampone.
Titolazioni acido-base. Diagrammi di titolazione. Alcalimetria ed acidimetria. Standard primari in alcalimetria e in
acidimetria. Indicatori acido-base. Errori nelle titolazioni acido-base. Preparazione e standardizzazione di soluzioni di
basi forti e di acidi forti.
Le reazioni di complessazione nell’analisi chimica. Leganti. Il pL. Forza dei leganti. Costanti di complessazione.
Metodi numerici e metodi grafici per lo studio e la rappresentazione degli equilibri di complessazione. Calcolo del pL in
soluzioni di metalli e leganti. Complessometria. Titolazioni complessometriche. Diagrammi di titolazione. Standard
primari in complessometria. Indicatori metallocromici. Effetto del pH sulle titolazioni complessometriche. Titolazioni
complessometriche in presenza di leganti ausiliari. Errori nelle titolazioni complessometriche. Preparazione e
standardizzazione di soluzioni di complessanti.
Le reazioni di ossidoriduzione nell’analisi chimica. Ossidanti e riducenti. Il pE. Forza degli ossidanti. Costanti redox e
potenziali redox. Metodi numerici e metodi grafici per lo studio e la rappresentazione degli equilibri redox. Condizione
dell’elettrone. Calcolo del pE in soluzioni di ossidanti e riducenti. Ossidimetria. Titolazioni redox. Diagrammi di
titolazione. Standard primari in ossidimetria. Indicatori redox. Effetto del pH e di leganti sulle titolazioni redox. Errori
nelle titolazioni redox. Preparazione e standardizzazione di soluzioni di ossidanti e di riducenti.
Le reazioni di precipitazione nell’analisi chimica. Solubilità. Metodi numerici e metodi grafici per lo studio e la
rappresentazione degli equilibri di solubilità. Calcolo della solubilità di solidi. Effetto di pH, pL e pE. Argentometria.
Titolazioni argentometriche. Diagrammi di titolazione. Standard primari in argentometria. Indicatori in argentometria.
Errori nelle titolazioni argentometriche. Preparazione e standardizzazione di soluzioni di reattivi precipitanti. Metodi
gravimetrici di analisi.
Analisi sistematica di anioni e cationi. Chimica analitica degli elementi.
Metodi di valutazione: prova scritta, prova orale
Testi consigliati:
M. Aguilar, Introducciòn a los Equilibrios Iònicos, Escola Tecnica Superior d’Engineyers Industrials de Barcelona,
UPC, Barcelona (1998).
D. C. Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Zanichelli, Bologna (1991).
L. Ciavatta, Lezioni di Chimica Analitica, Liguori, Napoli (1995).
R. de Levie, Principles of Quantitative Chemical Analysis, McGraw-Hill, New York (1997).
D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler, Chimica Analitica: una introduzione, EdiSES, Napoli (2000).
T. R. Hogness, W. C. Johnson, A. R. Armstrong, Analisi qualitativa ed equilibrio chimico, Piccin, Padova (1972).
Programma del corso di laboratorio:
[1] Determinazione della percentuale in peso degli elementi costituenti una miscela solida. [2] Preparazione e
titolazione di NaOH 0.1 M. [3] Preparazione e titolazione di HCl 0.1 M. [4] Preparazione e titolazione di EDTA 0.1 M.
[5] Preparazione e titolazione di KMnO4 0.02 M. [6] Preparazione e titolazione di Na2S2O3 0.1 M. [7] Preparazione e
titolazione di AgNO3 0.1 M. [8] Determinazione gravimetrica del solfato. [9] Determinazione gravimetrica e
volumetrica del nichel. [10] Determinazione della quantità di calcio e magnesio in un campione. [11] Determinazione
della quantità di cloruro e carbonato in un campione. [12] Determinazione della quantità di ferro e calcio in un
campione.
Al termine di ogni esercitazione va redatta una relazione. Le relazioni e i risultati delle prove incognite costituiscono
elemento di valutazione.
Testi consigliati
G. H. Jeffery, J. Bassett, J. Mendham, R. C. Denney (a cura di): Analisi chimica quantitativa. Casa Editrice
Ambrosiana, Milano (1995).
M. Kolthoff, E. B. Sandell, E. J. Meehan, S. Bruckenstein: Analisi chimica quantitativa. Piccin, Padova (1973).
R. de Levie: Principles of quantitative chemical analysis. McGraw-Hill, New York (1997).
Dispense fornite dal docente.
FONDAMENTI DI ELETTROMAGNETISMO e
LABORATORIO
Dr. Antonio Avella, Dott.ssa Angela Nigro
Programma del corso(Dott.ssa A. Nigro):
Elettrostatica.
Cariche elettriche. Isolanti e conduttori. Legge di Coulomb. Campo elettrostatico e sua definizione operativa. Campo
elettrico generato da una carica puntiforme e da semplici distribuzioni di cariche (filo indefinito, piano indefinito, sfere
cariche – cave e non.) Potenziale elettrostatico. Gradiente. Flusso e divergenze di un campo vettoriale. Teorema di
Gauss e sue applicazioni.
Induzione elettrostatica. Condensatori. Collegamento di condensatori. Energia del campo elettrostatico.
Campi elettrici nella materia.
Dielettrici. Dipolo elettrostatico. Energia di un dipolo elettrostatico. Polarizzazione dei dielettrici. Vettore di
polarizzazione; suscettività, costante dielettrica assoluta. Le equazioni di Maxwell per l’elettrostatica in presenza di
dielettrici.
Corrente elettrica stazionaria e quasi-stazionaria.
Correnti stazionarie e correnti lentamente variabili (caso quasi-stazionario). Conservazione della carica ed equazione
di continuità. La legge di Ohm; resistenza elettrica; resistori in serie ed in parallelo; effetto della temperatura sulla
resistenza. Leggi di Kirchhoff per i circuiti elettrici. Alimentatori in CC. Potenza elettrica. Circuiti RC. Energia
elettrica dissipata per effetto Joule.
Campo magnetostatico.
Fatti sperimentali sul magnetismo. Esperienza della calamita spezzata e non esistenza del monopolo magnetico. Forza
di interazioni tra correnti. Definizione del campo di induzione magnetica e 2a formula di Laplace. Legge di Biot e
Savart. Calcolo del campo magnetico per semplici distribuzioni di correnti (spira circolare, disco ruotante).La
circuitazione di del campo magnetico ed il teorema di Ampère. Forza magnetica su un circuito percorso da corrente: 1a
formula di Laplace. Moto di una carica in un campo magnetico: forza di Lorentz. Spettrografo di massa. Foze su una
spira percorsa da corrente in un campo magnetico; momento magnetico di una spira. Energia del dipolo magnetico.
Correnti rapidamente variabili nel tempo.
Legge di induzione di Faraday e sue applicazioni fisiche. Induzione mutua fra circuiti ed autoinduzione. Circuiti LC;
energia del campo mgnetico. Circuiti RLC. Corrente alternata.
Onde elettromagnetiche.
Corrente di spostamento. Forma differenziale delle equazioni di Maxwell. Equazione delle onde; significato fisico delle
soluzioni. Onde elettromagnetiche piane armoniche. Velocità di propagazione delle onde, lunghezza d’onda e
frequenza. Spettro delle onde elettromagnetiche.
Teoria degli errori.
Metodi di valutazione: da definire
Testi consigliati: da definire
Programma del corso di laboratorio (Dr. A. Avella):
Carica elettrica; Conduttori ed isolanti; Legge di Coulomb; Quantizzazione della carica; Conservazione della carica. Il
campo elettrico; Linee di forza di un campo elettrico; Campo elettrico generato da: una carica puntiforme, un dipolo
elettrico, una carica lineare, un disco carico; Carica puntiforme in un campo elettrico; Dipolo in un campo elettrico.
Flusso; Flusso del campo elettrico; Legge di Gauss; Legge di Gauss e legge di Coulomb; Conduttore carico isolato;
Legge di Gauss: simmetria cilindrica, simmetria piana, simmetria sferica. Energia potenziale elettrica; Potenziale
elettrico; Superfici equipotenziali; Calcolo del potenziale dato il campo elettrico; Potenziale dovuto ad: una carica
puntiforme, un insieme di cariche puntiformi, un dipolo elettrico, una distribuzione continua di carica; Calcolo del
campo elettrico dato il potenziale; Energia potenziale elettrica in presenza di un sistema di cariche puntiformi;
Potenziale di un conduttore carico isolato. Capacit`a elettrica; Calcolo della capacit`a elettrica; Condensatori in serie ed
in parallelo; Condensatore in presenza di un dielettrico; Dielettrici: aspetto atomico; Dielettrici e legge di Gauss.
Corrente elettrica; Resistenza e resistivit`a; Legge di Ohm; Potenza nei circuiti elettrici; Semiconduttori;
Superconduttori. Lavoro, Energia e f.e.m.; Calcolo della corrente nel circuito elementare; Circuiti a maglia singola;
Differenza di potenziale tra due punti; Circuiti a pi`u maglie; Amperometri e voltmetri; Circuiti RC. Come si genera un
campo magnetico; Definizione di B; Campi incrociati: scoperta dell’elettrone; Carica in moto circolare; Forza
magnetica agente su di un filo percorso da corrente; Momento torcente su di una spira percorsa da corrente; Momento di
dipolo magnetico. Calcolo del campo magnetico generato da corrente; Forza tra due conduttori paralleli; Legge di
Amp`ere; Solenoidi e toroidi; Dipolo magnetico costituito da una bobina percorsa da corrente. Legge di induzione di
Faraday; Legge di Lenz; Campi elettrici indotti; Induttori ed induttanze; Autoinduzione; Circuiti RL e LC. Legge di
Gauss per il magnetismo; Campi magnetici indotti; Corrente di spostamento; Equazioni di Maxwell; Materiali
magnetici: diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo. Propagazione dell’onda elettromagnetica;
Polarizzazione.
1
Errori come incertezze; Inevitabilit`a degli errori; Importanza di conoscere gli errori; La stima degli errori nella
lettura di scale; La stima degli errori nelle misure ripetibili. Stima migliore errore; Cifre significative; Discrepanza;
±
Confronto di valori misurati ed accettati; Confronto di due misure; Errori relativi. Incertezze nelle misure dirette;
Somme e differenze, prodotti e quozienti; Errori indipendenti in una somma; Funzioni arbitrarie di una variabile;
Formula generale per la propagazione degli errori. Errori casuali e sistematici; La media e la deviazione standard; La
deviazione standard come l’incertezza in una singola misura; La deviazione standard della media; Errori sistematici.
Istogrammi e distribuzioni; Distribuzioni limite; La distribuzione normale; La deviazione standard come il limite di
confidenza del 68%; Giustificazione della media come la migliore stima; Giustificazione della somma in quadratura;
Deviazione standard della media; Confidenza. Il problema del rigetto dei dati; Criterio di Chauvenet. Il problema di
combinare misure separate; La media pesata. Dati che dovrebbero adattarsi ad una linea retta: metodo dei minimi
quadrati; Calcolo delle costanti A e B; Incertezza nelle misure di y; Incertezza nelle costanti A e B; Adattamento ad altre
curve col metodo dei minimi quadrati. Revisione della propagazione degli errori; Covarianza nella propagazione degli
2
errori; Coefficiente di correlazione lineare; Significato quantitativo di r. Il test χ per una distribuzione; Gradi di libert`a
2
2
e χ ridotto; Probabilit`a per il χ .
Esame: Gli studenti hanno la possibilit`a di superare l’esame in due modi:
Superando 3 prove scritte (2 intercorso ed 1finale) con una votazione per prova 16/30 e media 24/30. Il voto finale
≥
≥
sarà pari alla media.
Superando 1 prova scritta con una votazione 18/30 ed 1 prova orale con una votazione 18/30. Il voto finale sarà pari
alla media.
≥
≥
ISTITUZIONI DI MATEMATICHE I
Prof.ssa Anna Canale
Programma del corso:
Il corso affronta argomenti base dell'analisi matematica. Nella fase iniziale si approfondiscono i concetti di insieme, di
numero reale e di funzione con applicazioni all'esperienza quotidiana. In una seconda fase si studiano alcuni punti
fondamentali su cui si poggia una buona conoscenza dell'analisi: limite di una funzione, derivata ed integrale. Lo scopo
è quello di ottenere che lo studente abbia un buon livello di chiarezza sulle tematiche trattate e sviluppi una capacità di
sintesi che lo aiuti ad affrontare varie problematiche nel corso dei suoi studi.
Elementi di teoria degli insiemi. Insiemi. Proprietà definite in un insieme. Simboli logici. Operazioni sui sottoinsieme
di un insieme. Insieme prodotto. Relazione d'ordine.
Numeri reali. Assiomi e proprietà dei numeri reali. Non completezza del campo dei numeri razionali. Estremi di un
insieme numerico. Proprietà caratteristiche degli estremi di un insieme numerico. Densità di Q in R. Intervalli di R.
Rappresentazione geometrica di R e di R2.
Numeri complessi. Il campo dei numeri complessi. Forma algebrica, trigonometrica e rappresentazione geometrica.
Modulo e coniugato. Operazioni sui numeri complessi in forma algebrica. Potenza e radice n-ma.
Funzioni reali. Funzioni. Rappresentazione cartesiana. Funzioni iniettive, suriettive, biunivoche e invertibili. Funzioni
composte. Funzioni reali. Operazioni sulle funzioni reali. Estremi di una funzione reale. Grafico di una funzione.
Funzioni monotone. Invertibilità di una funzione monotona. Funzioni crescenti e decrescenti in un punto. Massimi e
minimi relativi ed assoluti. Funzioni pari, dispari e periodiche.
Funzioni elementari. Funzioni lineari e funzione modulo. Funzione potenza n-esima, radice n-esima, esponenziale,
logaritmica, potenza con esponente reale, seno, coseno, tangente, arcoseno, arcocoseno, arcotangente.
Successioni reali. Successioni. Successioni limitate. Successioni monotone. Estremo inferiore e superiore, minimo e
massimo. Successioni estratte. Limite di una successione. Unicità del limite. Limitatezza delle successioni convergenti.
Operazioni sui limiti. Forme indeterminate. Teoremi di confronto. Teorema sul prodotto di una successione limitata per
una infinitesima. Limiti delle successioni monotone. Il numero di Nepero. Il criterio di convergenza di Cauchy per le
successioni. Infiniti e infinitesimi.
Limiti di funzioni. Definizione di intorno. Punti di accumulazione e punti isolati. Derivato. Limite di una funzione.
Legame tra limiti di funzioni e limiti di successioni. Unicità del limite. Limiti a destra e limiti a sinistra. Limiti di
funzioni composte. Teorema della permanenza del segno. Teoremi di confronto. Operazioni sui limiti. Forme
indeterminate. Limiti delle funzioni monotone. Limiti delle funzioni elementari. Limiti delle funzioni razionali. Limiti
notevoli.
Continuità. Funzioni continue. Punti di discontinuità. Prolungamento per continuità. Continuità della somma, del
prodotto e del rapporto di funzioni. Continuità delle funzioni composte. Proprietà delle funzioni continue in un
intervallo: teorema degli zeri, teorema di Bolzano, teorema di Weierstrass. Teorema sulla continuità delle funzioni
inverse. Continuità delle funzioni elementari.
Derivate. Definizione di derivata. Interpretazione geometrica della derivata. Regole di derivazione. Derivate delle
funzioni elementari. Teorema sulla derivazione delle funzioni composte. Derivate di ordine superiore. Differenziali.
Teoremi ed applicazioni del calcolo differenziale. Teorema di Rolle. Teorema di Lagrange. Conseguenze del teorema
di Lagrange: funzioni con derivata nulla, funzioni primitive, condizioni per la crescenza e decrescenza di una funzione
derivabile in un intervallo. Condizioni per la stretta crescenza o stretta descrescenza di funzioni derivabili in un
intervallo. Massimi e minimi relativi ed assoluti. Condizione necessaria (teorema di Fermat) e condizioni sufficienti per
l'esistenza di massimi e minimi relativi. I teoremi di L'Hopital. Asintoti di un grafico. Concavità, convessità, flessi.
Studio del grafico di una funzione.
Teoria dell'integrazione. L'integrale secondo Riemann. Interpretazione geometrica dell'integrale. Integrabilità delle
funzioni continue e delle funzioni monotone. Integrale definito. Proprietà degli integrali. Il teorema della media. Il
teorema fondamentale del calcolo integrale. Integrale indefinito. Integrali immediati. Integrali per semplici
trasformazioni dell'integrando. Integrazione per decomposizione in somma, per parti e per sostituzione. Integrali delle
funzioni razionali.
Testi consigliati (per la teoria):
P.Marcellini - C.Sbordone, Analisi Matematica I, Liguori editore.
E.Giusti, Analisi Matematica I, Boringhieri editore.
M.Troisi, Analisi Matematica I, Liguori editore.
Testi consigliati (per gli esercizi):
P.Marcellini-C.Sbordone, Esercitazioni di Matematica I, Vol.I, parte I,II, Liguori editore.
A.Alvino-L.Carbone-G.Trombetti, Esercitazioni di Matematica, Vol. I, parte I,II, Liguori editore.
ISTITUZIONI DI MATEMATICHE II
Prof. Franco Palladino
Programma del corso:
1. Matrici e Determinanti
Matrici. Operazioni con le matrici. Determinante di una matrice quadrata. Matrici inverse. Caratteristica di una matrice.
Cenni su spazi vettoriali ed applicazioni lineari.
2. Sistemi Lineari
Sistemi lineari di m equazioni in n incognite. Il teorema di Cramer. Cenni sul metodo di eliminazione di Gauss. Il
teorema di Rouchè-Capelli. Sistemi omogenei. Autovalori di una matrice.
3. Elementi di Geometria Analitica nel Piano
Il piano euclideo. Prodotto scalare. Ortogonalità tra vettori. Disuguaglianza di Cauchy-Schwarz. Disuguaglianza
triangolare. La retta. Equazioni della retta. Parallelismo e perpendicolarità tra rette del piano. Cambiamenti di
riferimento del piano. Coordinate polari. Circonferenza, ellisse, iperbole, parabola.
4. Elementi di Geometria Analitica nello Spazio
Lo spazio euclideo. Il piano. Equazioni del piano. Equazioni della retta. Condizioni di parallelismo e perpendicolarità
nello spazio.
5. Formula di Taylor
Uso della formula di Taylor nel calcolo dei limiti. Resto di Lagrange.
6. Serie
Serie numeriche. Serie a termini non negativi. La serie geometrica. La serie armonica. Criteri di convergenza. Serie
alternate. Convergenza assoluta. Proprietà commutativa delle serie. Serie di Taylor. Cenni sulle serie di Fourier.
7. Funzioni di più Variabili
Funzioni di più variabili: dominio, rappresentazione cartesiana. Limiti e continuità. Derivate parziali. Gradiente.
Derivate successive. Teorema di Schwarz. Massimi e minimi relativi. Funzioni di tre o più variabili reali. Calcolo dei
volumi.
8. Integrali Doppi
9. Equazioni Differenziali del Primo Ordine
Equazioni lineari. Teorema di Cauchy per le equazioni lineari del primo ordine. Equazione di Bernoulli. Equazioni a
variabili separabili.
10. Equazioni Differenziali Lineari del Secondo Ordine
Proprietà generali. Teorema di unicità. Equazioni omogenee. Equazioni non omogenee di tipo particolare. Il metodo
delle variazioni delle costanti. Sistemi differenziali lineari del primo ordine.
Testi consigliati:
R.A. Adams, Calcolo differenziale, I e II, Milano, 1993.
G. Zwirner, Lezioni di Analisi matematica, Padova, Cedam, parti I e II.
G. Zwirner, Esercizi e complementi di Analisi matematica, Padova, Cedam, parti I e II.
P. Marcellini- C. Sbordone, Calcolo, Napoli, Liguori, vol. unico.
P. Marcellini- C. Sbordone, Esercitazioni di Matematica, Napoli, liguori, vol. 1° p. 2a, vol. 2° pp. 1a e 2a
LABORATORIO DI CHIMICA QUALITATIVA INORGANICA
Dott.ssa Mina Mazzeo
Programma del corso:
Classificazione dei cationi nei gruppi analitici
Reazioni di separazione e riconoscimento dei più comuni metalli alcalini, alcalini terrosi e di transizione.
Classificazione degli anioni : reazioni di separazione e riconoscimento
Analisi per via secca
MECCANICA ed OTTICA GEOMETRICA
Prof. Giuseppe Grella
Programma del corso:
MECCANICA
Introduzione e calcolo vettoriale
Grandezze fisiche e loro unità di misura. Dimensioni e unità di misura. Analisi dimensionale. Calcolo vettoriale:
Componenti e modulo di un vettore. Somma e differenza tra vettori. Regola del parallelogramma. Prodotto di uno
scalare per un vettore; prodotto scalare e vettoriale; prodotto misto. Decomposizionni di vettori lungo gli assi. Versori.
Coseni direttori.
Cinematica del punto
Definizione di legge oraria e di equazioni parametriche e cartesiane di una traiettoria. Velocità ed accelerazione medie
ed istantanee. Interpretazione fisica della derivata. Moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato, moto
circolare uniforme. Moto vario; componente normale e tangenziale dell'accelerazione. Moto di un proiettile.
Dinamica del punto materiale
Principio di inerzia. Massa. Forze: definizione operativa. Dinamometro. Catalogazione delle forze più comuni: forze
elastiche; forza gravitazionale, forza peso. Vincoli e reazioni vincolari; attrito statico e dinamico; forze viscose.
Tensioni e fili. Forze centrali. Secondo principio della dinamica: legge di Newton. Quantità di moto ed impulso. Prima
equazione cardinale della meccanica. Il momento angolare.Seconda equazione cardinale della dinamica.Conservazione
della quantità di moto e del momento angolare.
Moti relativi
Velocità ed accelerazione relative. Moto di trascinamento rettilineo uniforme, accelerato e rotatorio uniforme.
Accelerazione centrifuga e di Coriolis. Forze apparenti. Correzioni all'accelerazione di gravità.
Le oscillazioni
Moto armonico semplice. Pendolo semplice (nell’approssimazione delle piccole oscillazioni). Oscillatore armonico
semplice e smorzato. Oscillazioni forzate: ampiezza, sfasamento e risonanza.
Lavoro ed energia
Lavoro meccanico. Teorema delle forze vive ed energia cinetica. Criteri per la conservatività di una forza ed energia
potenziale.Energia potenziale della forza peso, elastica e gravitazionale. Conservazione dell’energia meccanica.Moto
unidimensionale di un punto materiale in presenza di forze conservative. Piccole oscillazioni.
Dinamica dei sistemi di punti materiali
Sistemi discreti e continui. Densità. Forze interne nei sistemi di più punti materiali. Centro di massa e teoremi relativi
(caso discreto e caso continuo). Energia cinetica di un sistema di punti materiali ed il teorema di Koenig. Equazioni
cardinali della dinamica per sistemi di più punti materiali. Conservazione della quanità di moto totale e del momento
angolare totale per sistemi di più punti materiali. Processi d' urto: definizione. Urti elastici e anelastici. Urti frontali tra
punti materiali. Legge di gravitazione universale. Energia potenziale della forza gravitazionale. Le leggi di Keplero e
loro derivazione dal carattere centrale della forza di Newton. Il problema dei due corpi e cenni sul problema di Keplero.
Dinamica del corpo rigido
Definizione di corpo rigido e suoi gradi di libertà. Rotazioni rigide attorno ad un asse fisso in un sistema inerziale:
momento angolare, momento di inerzia, energia cinetica rotazionale.Teorema di Huyghens-Steiner o degli assi
paralleli.Le equazioni cardinali della dinamica del corpo rigido.
Pendolo fisico.
OTTICA GEOMETRICA
Propagazione della luce. Pricipio di Fermat. Riflessione e rifrazione trattate mediante il principio di Fermat. Specchi
piani e sferici; approssimazione dei raggi parassiali. Diottri. Lenti sottili nell’approssimazione dei raggi parassiali.
Semplici combinazioni di lenti sottili. Cenni sui difetti dei sistemi ottici (aberrazione).
Metodi di valutazione: prova scritta consistente nella risoluzione di un problema di meccanica ed uno di ottica. Sono
ammessi alla prova orale i candidati che hanno conseguito una votazione di almeno 15/30.
Testi consigliati:
Giancoli: Fisica, Ed. Ambrosiana - Milano
Mazzoldi, Nigro, Voci: Lezioni di Fisica Vol I e II, Ed. Edises, Napoli.
MECCANISMI DI REAZIONI IN CHIMICA INORGANICA
Prof. Pasquale Longo
Programma del corso:
Chimica degli elementi di transizione
Meccanismi di reazione in chimica inorganica
- Cenni di cinetica chimica - Classificazione delle reazioni Reazioni di sostituzione nucleofila - Sostituzioni nucleofile su composti
tetraedrici.
- Sostituzioni nucleofile su composti tetracoordinati a configurazione planare - Sostituzione nucleofila su composti
ottaedrici - Reazioni di inserzione - Reazioni redox - Reazioni di addizione ossidativa
Catalisi omogenea - Idrogenazione di olefine e dieni Isomerizzazione di olefine e dieni - Reazioni di addizione e
polimerizzazione - Reazioni del monossido di carbonio Ossidazione di olefine e dieni - Reazioni degli areni - Reazioni
di ossidazione degli idrocarburi con ossigeno.
Catalisi eterogenea - Stadi della catalisi- Efficienza dei catalizzatori - Struttura a banda dei solidi - Metalli
Semiconduttori - Isolanti.
Metodi di valutazione: prova orale
Testi consigliati :
BASOLO, PEARSON “Reaction mechanism in inorganic chemistry”
PARSHALL “Homogeneous catalysis” Ed. John Wiley - New York
MECCANISMI DI REAZIONI IN CHIMICA ORGANICA
Prof.ssa Alessandra Lattanzi
Programma del corso:
Elementi di termodinamica e cinetica chimica delle reazioni:
-L’espressione cinetica. Ordine di reazione. Equazione di Arrhenius.
Influenza dei parametri di reazione sulla cinetica:
-Effetto solvente, effetto sale, effetto della temperatura. Natura dei reagenti (nucleofilicità e basicità, elettrofilicità,
effetti sterici, induttivi e di risonanza)
Teoria dello stato di transizione:
-Postulato di Hammond, principio di Curtin-Hammett
Metodi cinetici per lo studio dei meccanismi:
-Parametri di attivazione. Effetto isotopico-cinetico Correlazioni lineari di energia libera di Hammett, Tatt, WinsteinGrunwald e Swain-Scott.
Acidità e basicità:
-Parametri che influenzano l’acidità e la basicità. Funzioni di acidità e concetto di hardness and softness. Catalisi acida
e basica specifica e generale.
Determinazione dei meccanismi delle reazioni attraverso metodi non cinetici:
-Studio degli intermedi. Esame stereochimico.
Esempi di studio di alcuni meccanismi
Metodi di valutazione: prova orale.
Testi consigliati:
E. Baciocchi, G. Marino, Chimica Organica-Reattività e Struttura, Uses.
P. Sykes, La Ricerca dei Meccanismi delle Reazioni Organiche, Zanichelli.
R. A. Jackson, Mechanisms in Organic Reactions, Royal Society of Chemistry.
T. H. Lowry, D. S. Richardson, Mechanism and Theory in Organic Chemistry, Harper and Row.
METODI FISICI IN CHIMICA INORGANICA
Docente da definire
Programma del corso:
- Introduzione generale alle applicazioni chimiche della spettroscopia. Aspetti qualitativi del rilevamento delle energie
atomiche e molecolari. Aspetti quantitativi della misura di assorbimento nelle differenti regioni dello spettro.
Strumentazione. Preparazione dei campioni. Applicazione all'analisi qualitativa e quantitativa degli elementi e dei
composti presenti nei materiali, delle impurezze, dei difetti.
- Spettroscopia di assorbimento atomico. Principi generali e strumentazione. Applicazione alla identificazione
qualitativa e quantitativa di ioni inorganici.
- Spettroscopie di assorbimento elettronico (ultravioletto, visibile, vicino infrarosso) applicate al riconoscimento di
anioni inorganici. Rilevamento sperimentale dell'assorbimento dovuto ad elettroni d ed f, influenza dell'intorno chimico
sugli elementi e ioni metallici della prima e seconda serie di transizione. Transizioni di trasferimento di carica e loro
impiego nell'analisi quantitativa dei metalli.
- Spettroscopie vibrazionali ( infrarosso, Raman). Generalità sulle vibrazioni molecolari e sui modi vibrazionali; uso
della simmetria per prevedere l'attività degli assorbimenti. Strumentazione. Preparazione del campione. Spettroscopia
nel lontano infrarosso applicata allo studio dei composti inorganici ed organici contenenti metallo. Applicazioni
quantitative della spettroscopia infrarossa. Spettroscopia infrarossa a riflessione interna applicata all'analisi dei solidi,
dei films, delle polveri.
Applicazioni della spettroscopia Raman allo studio dei composti inorganici contenenti il legame metallo-ossigeno
- Spettroscopia di fotoelettroni X. Generalità e strumentazione. Applicazione alla identificazione quali e quantitativa
degli elementi e degli ioni presenti nei primi strati superficiali dei materiali inorganici.
METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
Prof. Placido Neri
Programma del corso:
Campo magnetico e magnetizzazione macroscopica. Il modello vettoriale. Impulsi di radiofrequenza. Il sistema di
riferimento rotante. Il rilassamento. Acquisizione e digitizzazione del segnale (FID). Trasformata di Fourier.
Interpretazione di spettri 1H e 13C NMR monodimensionali. Tecniche di disaccoppiamento.
Accoppiamento dipolare, rilassamento e origine dell'effetto nOe. Misura dell'effetto nOe e interpretazione dei dati
sperimentali.
Sequenze multimpulso. Concetti di base per comprendere l’evoluzione della magnetizzazione. Il trasferimento di
polarizzazione, l’INEPT e il DEPT. Esempi applicativi ed interpretazione degli spettri.
Sequenze multimpulso bidimensionali. Correlazioni bidimensionali scalari omonucleari (COSY, TOCSY e varianti) ed
eteronucleari (HETCOR, COLOC e varianti). Interpretazione dei dati sperimentali. Correlazioni bidimensionali
eteronucleari a rivelazione inversa (HMQC e HMBC). Esperimenti bidimensionali dipolari (NOESY, ROESY).
Interpretazione dei dati sperimentali. Cenni sull’uso di gradienti di campo pulsati (PFG).
Metodi di valutazione: prova orale.
Testi consigliati:
T.D.W. Claridge, High-Resolution Techniques NMR in Organic Chemistry, Pergamon, 1999.
A.E. Derome, Modern NMR Techniques for Chemistry Research, Pergamon Press, 1987.
H. Friebolin, Basic One- and Two-Dimensional NMR Spectroscopy, VCH Publishers, 1991.
J.K.M. Sanders, B.K. Hunter, Modern NMR Spectroscopy - A Guide for Chemists, 2nd Edition, Oxford University
Press, 1993.
E. Breitmaier, W. Voelter, Carbon-13 NMR Spectroscopy, 3rd Edition, VCH Publishers, 1989.
Appunti dalle Lezioni.
MODELLI COMPUTAZIONALI PER LO STUDIO DI BIOMOLECOLE
Prof. Luigi Cavallo
Programma del corso:
Le banche dati di interesse biologico; ricerca di geni in banche dati; annotazione di genomi procariotici ed eucariotici.
Allineamento di sequenze; matrici di punteggio; allineamenti multipli.
L’evoluzione delle proteine; ricerca in banca dati per similarità.; significatività dell’allineamento; riconoscimento di
omologia. Visualizzazione e analisi di strutture 3D. Il formato PDB.
Metodi per la predizione della struttura secondaria di una proteina; i parametri di preferenza.
Metodi per la predizione della struttura tridimensionale di una proteina; modelling comparativo; riconoscimento di fold;
controllo della qualità di una struttura proteica. I progetti omici.
Metodi di valutazione: prova orale.
Testi consigliati:
Anna Tramontano “Bioinformatica” – Zanichelli
Altri supporti disponibili su web: i principali siti di bioinformatica (NCBI, EBI e altri) e le
informazioni in essi contenute.
PRINCIPI DI CHIMICA BIOLOGICA
Prof.ssa Carla Esposito
Programma del corso:
Obiettivi generali: Al termine del corso lo studente deve dimostrare di aver acquisito le conoscenze
fondamentali in struttura e funzione delle principali macromolecole biologiche.
Struttura ed evoluzione delle cellule.
Le unità monomeriche delle proteine. L-amminoacidi: proprietà di asimmetria-proprietà ioniche. Potenzialità
di legame delle catene laterali.
Livelli di organizzazione strutturale delle proteine. La struttura primaria: il legame peptidico. Le strutture
secondarie: alfa-elica, la struttura beta. Le strutture terziarie e quaternarie: i legami coinvolti con particolare
riguardo ai fattori energetici. Relazioni struttura-funzione in famiglie di proteine: proteine fibrose e proteine
globulari.
Enzimi. Proprietà generali: capacità catalitica, specificità, effetto sulla energia di attivazione della reazione.
Cofattori enzimatici: ioni metallici e coenzimi. Proprietà e conformazione del sito attivo, modelli di interazione
enzima-substrato e legami coinvolti. Fattori che influenzano la velocità delle reazioni enzimatiche:
concentrazione del substrato, temperatura, pH. Teoria di Michaelis-Menten: analisi dei parametri cinetici
contenuti nell’equazione; determinazione sperimentale di Km e Vmax. Concetti generali di regolazione
enzimatica.
Carboidrati. Struttura dei principali monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi.
Lipidi. Struttura dei principali lipidi semplici e complessi. Membrane biologiche. Trasporto attraverso la
membrana.
Concetti generali di bioenergetica. Basi chimico-fisiche dei composti ad alto contenuto energetico e loro ruolo
nel metabolismo.
Metabolismo. Cenni sul metabolismo ossidativo. Catena respiratoria.
Acidi Nucleici: Cenni sul DNA, RNA. Il codice genetico. Biosintesi proteica.
Metodi di valutazione: prova orale
Testi consigliati:
D.Voet and J.C.Voet BIOCHIMICA ed Zanichelli
L.Strayer BlOCHMICA 4rd ed. Zanichelli
J.D.Rawn BIOCHIMICA ed. McGraw Hill Italia
PRINCIPI DI CHIMICA QUANTISTICA e TERMODINAMICA STATISTICA
Prof. Andrea Peluso
Programma del corso:
Crisi della meccanica classica, comportamente duale di radiazione e materia, principio di indeterminazione, equazione
di Schrödinger. Funzione d’onda e suo significato. Operatori e valori di aspettazione. Modelli semplici. Momento
angolare, atomo di H, orbitali atomici, spin elettronico, atomi plurielettronici, sistema periodico. Struttura elettronica
molecolare, approssimazione di Born Oppenheimer, ione H2+ , orbitali di legame e di antilegame, molecole
plurielettroniche, teoria dell’orbitale molecolare, meotdo SCF e interazione di configurazione, teoria del legame di
valenza.
Testi consigliati:
I. Levine, Quantum Chemistry
H. Eyring, J. Walter, G. E. Kimball, Chimica Quantistica
PRODUZIONE PROPRIETA’ ED APPLICAZIONI DEI MATERIALI POLIMERICI
Prof. Vincenzo Venditto
Programma del corso:
1) Relazioni proprietà-struttura nei materiali polimerici
a- Influenza della massa molecolare
- proprietà che dipendono direttamente dalla massa molecolare (temperatura di transizione vetrosa, temperatura
di fusione, viscosità, forze intermolecolari)
b- Influenza dello stato fisico
- lo stato disordinato (amorfo): modelli descrittivi, accenni sulla teoria del volume libero
- lo stato ordinato (cristallino): cristallinità nei polimeri (semicristallinità), condizioni per la cristallizzazione
(ordine costituzionale, configurazionale, conformazionale)
-
lo stato intermedio (mesomorfo): cristalli liquidi (liotropici, termotropici), morfologie delle mesofasi liquido
cristalline (nematica, smettica, colesterica), transizioni liquido cristalline
- polimeri reticolati: definizione e caratteristiche di una gomma, effetti della reticolazione sulle caratteristiche
fisiche, elasticità gommosa
2) Comportamento viscoelastico
- Caratteristiche dei corpi elastici e dei fluidi viscosi
- Comportamento reale dei materiali polimerici (prove di creep e stress-relaxation), modelli di Voigt e di
Maxwell per la riproduzione del comportamento meccanico dei polimeri, principio di sovrapposizione di
Boltzmann, equivalenza tempo temperatura.
- Deformazioni meccaniche periodiche (contributo elastico e dissipativo alla deformazione, perdita meccanica,
modello di Voigt modificato per la riproduzione di deformazioni periodiche), analisi dinamico-meccanica
(rilassamenti molecolari nel polietilene, effetto delle ramificazioni e della tassia sui rilassamenti)
- Reologia di liquidi complessi (viscosità in fluidi Newtoniani e non-Newtoniani, viscosità elongazionale,
fenomeni secondari, influenza della temperatura e delle caratteristiche molecolari sulla viscosità, metodi di
misura della viscosità)
3) Processi di lavorazione dei materiali polimerici
a- Materiali termoplastici
- Estrusione (descrizione e funzionamento di un estrusore, geometrie delle viti e flussi nel cilindro, portata di
estrusione, estrusori bivite, geometrie delle filiere), applicazioni nell’estrusione di profilati (sezione cava e
piena), nell’estrusione di film e lamine, per rivestimenti, nella produzione di film (fenomeni di orientamento
indotti nella soffiatura)
- Blow moulding (descrizione del processo di formatura, caratteristiche dei materiali per blow moulding,
applicazioni)
- Injection blow moulding (descrizione del processo di formatura, applicazione alla produzione di bottiglie di
PET, permeabilità ai gas nelle bottiglie di PET e agenti barriera)
- Termoformatura (descrizione del processo, caratteristiche degli stampi, applicazioni)
- Injection moulding (descrizione del processo di formatura a iniezione, caratteristiche degli stampi,
applicazioni)
b- Materiali termoindurenti
- Injection moulding (adattamento del processo di estrusione ai termoindurenti, tecnica RIM, applicazioni)
- Compression moulding (descrizione del processo, caratteristiche degli stampi, applicazioni)
- Formazione di laminati (descrizione delle tecniche per la preparazione di laminati e truciolati)
c- Materiali elastomerici
- Funzione degli additivi, descrizione del processo di lavorazione, tecniche di formatura e calandratura
d- Processi di trasformazione delle fibre
- Caratteristiche dei polimeri per fibre, metodi di filatura (dal fuso, da soluzione a secco/umido, caratteristiche
dei filati), stiro dei filati, texturizzazione, tintura
4) Polimeri di interesse industriale (caratteristiche, metodi di preparazione, applicazioni)
a- Termoplastici
Polietilene (LDPE, HDPE, HMWPE), Polipropilene, Polivinilcloruro, Polistirene atattico, Resine ABS,
Polimetilmetacrilati, Policarbonato
b- Termoindurenti
Resine fenolo-formaldeide (novolacche, resoli), Resine amminiche, Resine poliestere insature, Resine
epossidiche, Resine poliuretaniche, Resine alchidiche, Resine alliliche, Resine furaniche
c- Elastomeri(saturi/insaturi)
Gomma stirene-butadiene (SBR), Termoelastomeri stirene-butadiene (SBS), Polibutadiene, Poliisoprene (NR, IR),
Polimeri dell’isobutilene (gomma butile, gomma clorobutile), Polimeri etilene-propilene (EPM, EPDM), Elastomeri
speciali (neoprene, gomma nitrile, gomme siliconiche, gomme poliuretaniche, elastomeri florurati)
d- Polimeri per fibre sintetiche
Poliammidi (Nylon 6, Nylon 6,6), Poliesteri (polietilentereftalato), Poliacrilonitrile
e- Lattici e Vernici (definizioni, metodi di produzione, proprietà)
Riferimenti bibliografici
- Macromolecole Scienza e Teconologia (vol. 1e 2), Pacini Ed. (1983)
-MAC- Fondamenti di Scineza dei Polimeri, Pacini Ed. (1998)
-FON- F.W.Billmeyer, Textbook of Polymer Science (3° ed), Wiley & Sons Ed. (1984)
-BIL- Macromolecules, (F.A.Bovey, F-H.Winslow Ed.), Academic Press (1979)
-BOV- L.H.Sperling, Introduction to Physical Polymer Science, Wiley&Sons Ed.(1992) -SPE- H.Saechtling, Manuale delle Materie Plastiche, Tecniche Nuove Ed.(1992)
-MAN- D.H.Morton, Jones, Polymer Processing, Chapman and All Ed.(1989)
-MOR-
Riferimenti per i singoli argomenti
Cap.1
a) cap.1 in FON; BIL; BOV; SPE; MOR b) cap.5-7,9 in SPE; cap.5,6 in BOV; cap.7-9 in FON; cap V-1, 2 e
V-9 in MAC (vol.2); cap.10-12 in BIL, cap.1 in MOR
Cap.2
cap.10,11 in FON; cap.11 BIL; cap. V-3,4 e 9-12 in MAC (vol.2); cap.6 in BOV; cap. 8-11 in SPE;
Cap.3
cap.4-12 in MOR, cap.12 in FON; cap.17-19 in BIL; cap.III.2 in MAC
Cap.4
cap.3 in MAN; cap.13-16 in BIL; cap.III.1 in MAC
SINTESI ORGANICA e
LABORATORIO
Dott.ssa Irene Izzo, Docente da definire
Programma del corso:
Introduzione alla sintesi organica. Premesse storiche. Significato della Sintesi Organica nell’ambito della ricerca
accademica e industriale. Sintesi lineari e convergenti. Sintesi totali, parziali e formali.
Chemoselettività e protezione di gruppi funzionali. Reazioni Selettive. Riduzione di gruppi carbonilici. Ossidazione
di alcoli. Gruppi protettori per carbonili (acetali e tioacetali), alcoli (acetali, eteri, silileteri, esteri), ammine
(carbammati), acidi carbossilici (esteri, ossazoline). Il concetto di “sets ortogonali” e funzioni mascherate.
Sintesi Organica nell’industria: Esempi di preparazioni industriali di composti organici: benzocaina (anestetico
locale), saccarina (dolcificante), salbutamolo (antiasmatico), tiroxina (ormone tiroideo), muscalure (feromone),
dofetilide (antiaritmico).
Sintesi di peptidi in fase solida: strategie generali di sintesi (uso dei classici gruppi protettori, Boc, Cbz e FMOC, dei
condensanti e dei metodi di deprotezione). Supporti. Approccio alla sintesi dell’ossitocina (ormone), gastrina (ormone)
e sintesi totale dell’aspartame (dolcificante).
Analisi retrosintetica: Processo retrosintetico, disconnessioni e sintoni come reagenti ideali. La reattività delle
molecole organiche e la classificazione dei gruppi funzionali. Sistemi consonanti e dissonanti. Scelta delle
disconnessioni per sistemi mono-, bi- e polifunzionali. Interconversione di gruppi funzionali. Composti 1,3-difunzionali
(reazioni aldoliche ed affini). Composti 1,5-difunzionali (reazione di Michael). Disconnessioni illogiche. Sistemi 1,2 e
1,4-difunzionali. Umpolung.
Controllo della geometria dei doppi legami: reazioni di eliminazione. Equilibrazione di alcheni verso l’isomero più
stabile termodinamicamente. Equilibrazione con iodio e luce ultravioletta. Reazione di Julia: studio delle ragioni della
stereoselettività nello stadio di eliminazione. Reazione di Peterson: meccanismo della eliminazione stereospecifica.
Reazione di Wittig: studio della stereoselettività nel caso di iluri “stabilizzati” e “non stabilizzati”. Reazione di HornerWadsworth-Emmons.
Reazioni stereoselettive nei composti ciclici. Cicli a quattro termini: Alchilazione in alfa di beta-lattoni. Riduzione di
butanoni. Cicli a cinque termini: proprietà conformazionali dei cicli a cinque termini. Riduzioni di 2alchilciclopentanoni, alchilazioni di butenolidi e di ciclopentenoni. Trasmissione della chiralità. Esempio dell’acido (S)(+)-mandelico. Epossidazione e sintesi di aloidrine in 4-alchipenteni. Cicli a sei termini: stereoselettività
nell’alchilazione di cicli contenenti un carbonio ibridato sp2 (caso dell’antidolorifico alfaprodina) e due carboni ibridati
sp2: attacco assiale. Modello che spiega il decorso stereochimico. Controllo conformazionale nella formazione degli
anelli a sei termini. Cicli fusi, pontati e spiranici. Selettività nelle riduzioni ed alchilazioni. Stati di transizione ciclici in
grado di revertire le normali selettività (es.: epossidazioni).
Reazioni diastereoselettive in composti aciclici: Prochiralità: nomenclatura pro-R, pro-S, Si e Re. Addizione ai
gruppi carbonilici: modello di Felkin-Anh ed effetto della chelazione. Stereoselettività nelle reazioni di alcheni:
modello di Houk. Stereoselettività nelle condensazioni aldoliche.
Metodi di valutazione: prova scritta.
Testi consigliati:
1) Organic Chemistry, Clayden, Greeves, Warren, Wothers, Oxford University Press; Oxford and New York.
2) Organic Synthesis: the disconnection approach. S. Warren, John Wiley and sons, New York.
3) Organic Chemistry in action. F. Serratosa, J. Xicart; Elsevier
Programma del corso di laboratorio:
Esercitazioni di laboratorio.
Esperienza n.1
Reazione di protezione dell’1-fenil-1,2-etandiolo con t-butilclorodifenilsilano : reazione di protezione selettiva di un
gruppo ossidrilico primario. Analisi degli spettri 1H-NMR e 13C-NMR.
Esperienza n.2
Preparazione del 2-(t-butil-difenil-silanossi)-1-fenil -etanone: reazione di ossidazione di un gruppo ossidrilico con
MnO2. Analisi degli spettri 1H-NMR e 13C-NMR.
Esperienza n.3
Preparazione del 2-idrossi-1-fenil-etanone: reazione di deprotezione di un silil etere. Analisi degli spettri 1H-NMR e
13
C-NMR
Esperienza n.4
Reazione di epossidazione dell’α-pinene: reazione di formazione di un epossido. Analisi degli spettri 1H-NMR e 13CNMR
Esperienza n.5
Reazione di formazione del 2,7,7-trimetil-biciclo[2.2.1]eptan-2,3-diolo: reazione di apertura di un epossido. Analisi
degli spettri 1H-NMR e 13C-NMR
Metodi di valutazione: Analisi degli elaborati sviluppati durante il corso
Testi consigliati:
Bibliografia varia indicata dal docente e dispense gratuite.
SINTESI ORGANICA II
Prof. Francesco De Riccardis
Programma del corso:
Il corso è incentrato su argomenti di sintesi asimmetrica, sintesi mediata da palladio(0), sintesi in fase solida e sui
metodi atti a rivelare eccessi enantiomerici e ad assegnare configurazioni assolute di centri stereogenici.
.
Sintesi Organica: Selettività in chimica organica: chemo- regio-, diastereo- ed enantioselettività. Reazioni
stereospecifiche.
Simmetria e Chiralità: Chiralità assiale ed atropoisomeria, topologia e prochiralità, centri stereogenici e prochirali.
Assegnazione configurazionale di atropoisomeri, molecole presentanti chiralità assiale (descrittori R/S o P/M), centri
prochirali (descrittori pro-R/pro-S) e topologicamente disequivalenti (descrittori Re/Si).
Sintesi Asimmetriche: Reagenti chirali, solventi chirali, agenti solvatanti chirali, ausiliari chirali, catalizzatori chirali:
vantaggi e limiti d’applicazione.
Addizioni a Carbonili: Addizione di nucleofili al carbonile: controllo indotto da centri stereogenici in alfa al carbonile
(modello di Cram e Felkin-Ahn). Controllo stereochimico indotto da ausiliari chirali, controllo stereochimico indotto da
catalizzatori chirali, controllo stereochimico indotto da reagenti chirali.
Sostituzioni in alfa a Carbonili: Uso di ausiliari chirali nella Sostituzione in alfa a carbonili: ossazoline di Meyers,
ossazolidinoni di Evans, canforsultami di Oppolzer, SAMP e RAMP di Enders.
Reazioni Aldoliche Asimmetriche: Modello di Zimmerman-Traxler, generazione di enolati del boro, stagno, titanio ed
uso degli ausiliari chirali nelle reazioni aldoliche asimmetriche.
Reazioni di Diels-Alder Asimmetriche: Controllo stereochimico indotto da ausiliari chirali, controllo stereochimico
indotto da catalizzatori chirali.
Addizioni a Carbonili alfa,beta-Insaturi: Addizioni stereoselettiva di nucleofili ed idruri a doppi legami coniugati al
carbonile.
Riduzioni Enantioselettive: Riduzioni catalitiche enantioselettive su doppi legami C=C, riduzioni catalitiche
enantioselettive su carbonili ad opera di idruri.
Ossidazioni Enantioselettive: epossidazione enantioselettiva di Sharpless, epossidazione enantioselettiva di Jacobsen,
diidrossilazione enantioselettiva di Sharpless.
Reazioni con Enzimi: reazioni di riduzione, ossidazione, esterificazione ed idrolisi.
Palladio(0) in Sintesi Organica: Fonti di Pd(0), ciclo catalitico nella formazione di legami C-C, reazione di Suzuki,
reazione di Stille, carbonilazione, reazione di Heck.
Sintesi di Peptidi su Fase Solida: strategie di protezione per la sintesi di peptidi (strategia Boc/Bzl e Fmoc/t-Bu),
caratteristiche del supporto solido, ancoraggio del primo amminoacido, elongazione della catena peptidica: agenti
condensanti e reazioni secondarie, utilizzo di additivi, reagenti di fosfonio e guanidinio; distacco dalla resina e problemi
connessi.
Metodi analitici per la valutazione dell’eccesso enantiomerico e l’assegnazione delle configurazioni assolute di
centri stereogenici: metodi polarimetrici: limiti (effetto Horeau), metodi NMR: agenti chirali solvatanti
(ariltrifluoroetanoli), reagenti chirali di shift di lantanidi, agenti chirali derivatizzanti (MTPA). Determinazione della
configurazione assoluta di alcoli secondari mediante metodo di Mosher. Metodi cromatografici per la valutazione
dell’eccesso enantiomerico (gascromatografia e HPLC in presenza di fasi stazionarie o solventi chirali).
Modellistica molecolare: formati di visualizzazione delle molecole, anatomia del campo di forza nella meccanica
molecolare. Problema dei minimi locali. Minimizzazione energetica e dinamica molecolare di cis- e trans-idrindanoni.
Metodi di valutazione: prova scritta.
Testi consigliati.
1) Sintesi Asimmetrica, G. Procter. EdiSES, 2000;
2) Dispense date durante il corso.
SPETTROSCOPIE DI RISONANZE MAGNETICHE APPLICATE
Prof. Alfonso Grassi
Programma del corso:
1. Spettroscopia NMR di composti organometallici ed inorganici.
Principi di spettroscopia NMR monodimensionale e bidimensionale. Tempi di rilassamento. 1H NMR e
13
C NMR di composti organometallici. NMR di nuclei metallici. NMR di sistemi flussionali. NMR di
composti metallici paramagnetici.
2. Meccanismi di polimerizzazione delle olefine ed analisi strutturale di materiali polimerici.
Caratterizzazione strutturale di materiali polimerici mediante 1H e 13C NMR. Identificazione del
meccanismo di polimerizzazione (enantiomorphic site; chain end). Modello statistico Markov di 1° e 2°
ordine. Modello statistico Bernoulliano. Definizione dei rapporti di reattività mediante metodo di
Fineman e Ross.
3. Cenni sulla caratterizzazione strutturale di materiali mediante CP MAS 13C NMR in stato solido
.Le condizioni di Hartman-Hann. La Cross Polarizzazione. Metodi per la determinazione della strutturale
di composti organometallici. Metodi di caratterizzazione di polimeri insolubili. Studio della cinetica di
reazioni chimiche in stato solido.
Spettroscopia di Risonanza elettronica di Spin (ESR).
Principi di spettroscopia ESR. Accoppiamento iperfine. Accoppiamento Spin – Orbita. Il caso di due o
più elettroni spaiati. Tecniche sperimentali. Caratterizzazione di composti inorganici e metallorganici
paramagnetici.
STEREOCHIMICA
Prof. Arrigo Scettri
Programma del corso:
Isomeria ottica
- Proprietà delle modificazioni racemiche
- Processi di racemizzazione
- Metodi di risoluzione di modificazioni racemiche
- Definizione di eccesso enantiomerico e metodi per la sua determinazione
Configurazione relativa ed assoluta
- metodi chimici e fisici per la determinazione della configurazione relativa ed assoluta
Conformazione e reattività di composti aciclici.
- stabilità e reattività di isomeri conformazionali
- stabilità e reattività di diastereoisomeri
Conformazione e reattività di composti ciclici.
- stabilità e reattività di isomeri conformazionali
- stabilità e reattività di diastereoisomeri
Isomeria geometrica
Testo consigliato:
E.L. Eliel: Stereochemistry of carbon compounds
STRUTTURISTICA CHIMICA
Dott.ssa Consiglia Tedesco
Programma del corso:
Stato cristallino: cella unitaria; costanti reticolari; cristalli ionici; covalenti, molecolari.
Simmetria: congruenza; rotazioni proprie e improprie; centri di inversione e piani di riflessione; operatori di simmetria;
e concetto di gruppo; classi e sistemi cristallini.
Diffusione e diffrazione: funzione di interferenza; reticoli tridimensionali; leggi di Laue; reticolo reciproco; legge di
Bragg; indici di Miller; fattore di struttura; fattori atomici; legge di Friedel; trasformate di Fourier.
Emissione e misura dei raggi X: generatori di radiazione; tubi di emissione; curve caratteristiche; misure fotografiche;
rilevatori di fotoni; fotomoltiplicatori; rilevatori sensibili alla posizione; area-detector.
Tecniche di misura per monocristalli: apparecchi a contatore con goniostato Euleriano, determinazione della cella
unitaria e della simmetria; misura delle intensità integrate, tecniche fotografiche, spettri di fibra; camera di
Weissenberg.
Tecniche di misura su polveri: camera di Debye; strumenti e contatore; strumenti automatici; riconoscimento degli
spettri; indicizzazione degli spettri della polvere.
Analisi strutturale: deduzione della simmetria nel cristallo e del gruppo spaziale, contenuto della cella unitaria: unità
asimmetrica, densità, fattore di scala e fattore termico, metodi per tentativo; uso dei modelli molecolari; uso delle
trasformate di Fourier; funzione di Patterson, metodi diretti, relazioni probabilistiche, metodi multisoluzione, tecniche
Fourier.per il completamento delle strutture.
Raffinamento delle strutture: metodo dei minimi quadrati, metodo di Rietveld
Vibrazione termica: modello isotropico e modello anisotropico; librazioni molecolari.
Il corso comprende visite al Laboratorio di Strutturistica ed una esercitazione pratica di caratterizzazione.
Metodi di valutazione: esame orale
Testi consigliati:
C. Giacovazzo e al. "Principi di cristallografia"
A. Immirzi "La struttura dei cristalli” Ed. Liguori
