PROGRAMMA di SCIENZE NATURALI
Liceo scientifico "Talete"
Anno scolastico 2015/16
Classe:
Libri di testo:
Ore settimanali:
Ore di lezione svolte:
5F - Liceo scientifico tradizionale
a) E. Lupia Palmieri. M. Parotto “Il Globo terrestre e la sua evoluzione”, Ed.
Zanichelli
b) G. Valitutti, N. Taddei, H. Kreutzer, A. Massey, D. Sadava, D.M. Hillis, H.
Craig Heller, May R. Berenbaum, “Dal carbonio agli OGM PLUS, Chimica
organica, biochimica e biotecnologie” Ed. Zanichelli
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SCIENZE DELLA TERRA
Modulo 1 – La Terra e la sua evoluzione primordiale (2 ore)
La formazione del Sistema solare e la Terra primordiale.
La “catastrofe del ferro” e la differenziazione gravitativa.
La zonazione chimica della Terra.
Atmosfera, idrosfera e crosta primitive.
Il pianeta Terra e le sue sfere: sistema integrato e in equilibrio dinamico.
La Terra come “macchina termica”: struttura interna e moti convettivi di dispersione del calore in superficie.
Modulo 2 - I costituenti della crosta terrestre: minerali e rocce (16 ore)
Elementi e composti naturali.
I minerali: composizione, struttura cristallina, proprietà fisiche, processi di formazione. Polimorfismo e isomorfismo.
La classificazione dei minerali in base alla natura dell’anione. La classificazione dei silicati in base alla struttura e
alla composizione chimica.
Lo studio delle rocce e la loro classificazione in magmatiche, sedimentarie e metamorfiche. Il ciclo litogenetico.
Il processo magmatico e la classificazione delle rocce magmatiche in intrusive ed effusive.
L'origine e la classificazione dei magmi e la conseguente classificazione delle rocce magmatiche in base alla loro
composizione chimica e alla loro tessitura.
Le rocce ignee nel sottosuolo o corpi plutonici: batoliti, filoni-strato, laccoliti, dicchi.
La formazione dei sedimenti: degradazione fisica o meccanica e degradazione chimica di una roccia. I fenomeni
carsici.
Il processo sedimentario. La classificazione delle rocce sedimentarie in clastiche, organogene e chimiche. La
struttura caratteristica delle rocce sedimentarie. Le principali classi di rocce sedimentarie: rocce carbonatiche,
evaporiti, carboni fossili.
Il processo metamorfico, il grado di metamorfismo e i minerali indice. Metamorfismo regionale, di contatto e
cataclastico. La classificazione delle rocce metamorfiche. Le strutture caratteristiche delle rocce metamorfiche.
Modulo 3 - I fenomeni vulcanici (4 ore)
I magmi e l'attività vulcanica. Il meccanismo eruttivo.
Le diverse tipologie di eruzione vulcanica: attività eruttiva esplosiva ed effusiva.
Gli edifici vulcanici: struttura e tipologia.
I prodotti dell'attività vulcanica esplosiva: i piroclasti e le piroclastiti, le colate piroclastiche o nubi ardenti.
I prodotti dell’attività vulcanica effusiva: le lave e la loro classificazione.
Le ultime fasi dell'attività vulcanica: sorgenti termali, geyser, fumarole e soffioni.
La distribuzione geografica dei vulcani.
La previsione e la prevenzione del rischio vulcanico. Il rischio vulcanico in Italia.
Modulo 4 - I fenomeni sismici (4 ore)
La deformazione elastica e plastica delle rocce: rocce fragili e duttili. Fratture di rocce fragili: diaclasi e faglie.
Strutture deformative di rocce duttili: le pieghe.
La natura e l'origine dei terremoti. Il modello del rimbalzo elastico ed il ciclo sismico.
Le diverse tipologie di onde sismiche e la loro propagazione.
La registrazione delle onde sismiche e la determinazione dell'epicentro di un terremoto.
Le scale di intensità dei terremoti: la scala Mercalli o MCS. L’energia dei terremoti: la magnitudo e la scala Richter.
Lo studio della struttura interna della Terra con le onde sismiche: zone d’ombra e superfici di discontinuità.
La distribuzione geografica dei terremoti. La difesa dai terremoti: previsione e prevenzione del rischio sismico.
Modulo 5 – La dinamica della litosfera e il modello della Tettonica delle placche (8 ore)
La struttura interna della Terra: crosta, mantello e nucleo; litosfera, astenosfera, mesosfera, nucleo esterno liquido
e nucleo interno solido.
L'energia interna della Terra: Il flusso termico e il gradiente geotermico.
Il campo magnetico terrestre e il paleomagnetismo.
Le teorie fissiste e il principio dell’isostasia.
La prima teoria mobilista: la teoria della deriva dei continenti di Wegener.
L’ipotesi di Hess sull'espansione dei fondali oceanici: dorsali oceaniche, fosse oceaniche, anomalie magnetiche sui
fondali oceanici, l’età dei sedimenti oceanici, espansione e subduzione.
La teoria della Tettonica delle placche: le placche litosferiche e i loro movimenti in corrispondenza dei margini.
I margini convergenti e i processi di subduzione: formazione di archi vulcanici continentali e di arcipelaghi di isole
vulcaniche. I margini convergenti e l’orogenesi. I margini divergenti e la formazione di un nuovo oceano. I margini
conservativi.
La verifica del modello: il vulcanismo e la sismicità ai margini delle placche o all'interno dei continenti.
I punti caldi o hot spots e il vulcanismo intraplacca.
CHIMICA ORGANICA E BIOCHIMICA
Modulo 1 - La chimica del carbonio (7 ore)
Le caratteristiche del carbonio e le sue diverse forme di ibridazione: sovrapposizione frontale e laterale di orbitali e
relativi legami.
Le caratteristiche dei composti organici e delle catene di atomi di carbonio.
Le diverse modalità di rappresentazione delle formule di struttura delle molecole organiche.
L'isomeria dei composti organici e la classificazione dei diversi tipi di isomeri. L’isomeria ottica e la sua importanza
a livello biologico.
La classificazione dei composti organici: idrocarburi e composti organici funzionalizzati. Definizione di gruppo
funzionale.
Le regole IUPAC per la nomenclatura dei composti organici.
Modulo 2 - Gli idrocarburi: alcani (6 ore)
Le caratteristiche generali degli idrocarburi e la loro classificazione.
Gli alcani: formula generale, nomenclatura IUPAC, serie omologa, struttura.
I gruppi alchilici, la loro formazione, il nome IUPAC.
Gli isomeri di struttura o di catena degli alcani. Gli isomeri conformazionali degli alcani: caso dell’etano.
Le proprietà fisiche degli alcani: forze intermolecolari, solubilità, temperature di fusione ed ebollizione di alcani a
catena lineare e ramificata.
Le reazioni degli alcani: reazioni di sostituzione radicalica e reazioni di combustione.
I cicloalcani: formula generale, nomenclatura IUPAC, struttura, isomeri di posizione e geometrici, proprietà fisiche e
reazioni chimiche.
Modulo 3 - Gli idrocarburi: alcheni ed alchini (5 ore)
Gli alcheni: formula generale, nomenclatura IUPAC, serie omologa, struttura.
Gli isomeri degli alcheni: isomeri di struttura, di posizione e geometrici o cis-trans.
Le proprietà fisiche degli alcheni.
Le reazioni di addizione elettrofila al doppio legame: addizione di idrogeno, di alogeni, di acidi alogenidrici, di
acqua. La regola di Markovnikov per addizioni fra alcheni e reagenti asimmetrici. Le reazioni di combustione.
I polieni: doppi legami cumulati, coniugati e isolati.
Gli alchini: formula generale, struttura, nomenclatura IUPAC, isomeria di posizione e di catena. Le proprietà fisiche
e le reazioni chimiche caratteristiche.
Modulo 4 - Gli idrocarburi aromatici (4 ore)
La struttura della molecola del benzene come ibrido di risonanza fra le forme limite di Kekulé.
I composti aromatici monosostituiti, disostituiti e polisostituiti e i loro nomi comuni e IUPAC. Gli isomeri di posizione
degli idrocarburi aromatici disostituiti: posizioni orto, meta, para.
Le reazioni di combustione e le reazioni di sostituzione elettrofila aromatica: la reazione di alogenazione, di
alchilazione e di nitrazione del benzene.
I principali composti aromatici policiclici condensati. I composti aromatici eterociclici: piridina, pirimidina e purina e
loro importanza biologica.
Modulo 5 - I composti organici funzionalizzati: alogenoderivati, alcoli, fenoli ed eteri (4 ore)
Gli alogenoderivati come intermedi nella sintesi chimica: gli alogenuri alchilici e arilici. La classificazione degli
alogenuri alchilici. Nomenclatura IUPAC, proprietà fisiche. Le reazioni di sostituzione nucleofila e di eliminazione.
I CFC e i problemi ambientali connessi al loro uso.
Gli alcoli e i fenoli: formula generale e gruppo funzionale ossidrilico, classificazione, nomenclatura IUPAC,
proprietà fisiche. L’acidità di alcoli e fenoli. La sintesi degli alcoli.
Le reazioni degli alcoli: reazione di ossidazione, reazione di disidratazione o di eliminazione, reazione con acidi
alogenidrici (sostituzione nucleofila).
Le caratteristiche degli alcoli di uso comune: metanolo, etanolo, glicole etilenico, glicerolo.
Gli eteri: formula generale, nomenclatura comune, proprietà fisiche.
Modulo 6 - I composti organici funzionalizzati: composti carbonilici, acidi carbossilici, esteri, ammine,
ammidi (6 ore)
I composti carbonilici: le caratteristiche del gruppo funzionale carbonilico nelle aldeidi e nei chetoni.
Le proprietà fisiche, la nomenclatura IUPAC e comune.
Le reazioni di addizione nucleofila di aldeidi/chetoni: la formazione di emiacetali/emichetali e acetali/chetali. Le
reazioni di ossidazione e di riduzione.
Gli acidi carbossilici: caratteristiche generali, proprietà fisiche, nomenclatura IUPAC e comune. Gli acidi grassi e la
loro classificazione: acidi grassi saturi, insaturi, polinsaturi.
L’acidità degli acidi carbossilici e la formazione di sali. Le reazioni di sostituzione nucleofila acilica. I principali
derivati degli acidi carbossilici: esteri e ammidi.
Gli esteri: la reazione di sintesi secondo Fischer. Nome IUPAC, proprietà fisiche e chimiche. La struttura dei
trigliceridi: classificazione in grassi e oli; reazione di formazione di un trigliceride.
La reazione di saponificazione o idrolisi basica. La struttura dei saponi e il loro potere detergente nei confronti dei
grassi.
Le ammine: struttura, classificazione, nome comune, caratteristiche basiche e nucleofile. Proprietà fisiche e
chimiche.
Le ammidi: struttura, classificazione, nomenclatura IUPAC, proprietà fisiche.
Modulo 7 – I polimeri di sintesi (1 ora)
Definizione generale di polimero e monomero.
I polimeri sintetici e naturali. I polimeri sintetici: classificazione in polimeri di addizione (formati da un solo tipo di
monomero o omopolimero) e di condensazione (formati da due diversi tipi di monomeri o copolimero).
Modulo 8 - Le biomolecole: i carboidrati (2 ore)
I carboidrati: caratteristiche, funzioni e classificazione strutturale.
I monosaccaridi e i disaccaridi: isomeria ottica, struttura ciclica, legame glicosidico.
I polisaccaridi: struttura e funzioni dell'amido, del glicogeno e della cellulosa.
Modulo 9 - Le biomolecole: i lipidi (1 ore)
I lipidi: classificazione funzionale e strutturale.
I diversi gruppi di lipidi: trigliceridi (grassi e oli), fosfolipidi e loro importanza biologica, steroidi.
Le vitamine liposolubili.
Modulo 10 - Le biomolecole: le proteine (3 ore)
Le proteine: funzioni e classificazione. Gli aminoacidi, la loro classificazione strutturale, la loro chiralità.
La reazione di condensazione fra amminoacidi a formare una catena polipeptidica: formazione del legame
peptidico.
I livelli di organizzazione delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.
Gli enzimi: funzione, classificazione, meccanismo d'azione, ruolo dei cofattori e dei coenzimi.
Modulo 11 - Le biomolecole: gli acidi nucleici (2 ore)
Gli acidi nucleici: funzione e composizione. Struttura dei nucleotidi.
Il DNA: funzione, composizione, struttura.
L'RNA: funzioni, composizione, tipologia (mRNA, rRNA e tRNA), struttura.
Roma, 30/05/2016
Il docente
prof.ssa Alessandra Tomei
Gli alunni
