CHIMICA E BIOCHIMICA (1^S-F)
cod. 14189

Anno accademico 2008/09
1° anno di corso - Primo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Biochimica (BIO/10)
Field
Valore totale se dato disaggregato non disponibile
Tipologia attività formativa
Altro
10 ore
di attività frontali
1 crediti
sede: -
insegnamento
in - - -

Modulo dell'insegnamento integrato: CHIMICA E BIOCHIMICA (FR)

Obiettivi formativi

<br />L’obiettivo generale del corso è quello di fornire allo studente:<br />- i concetti fondamentali di chimica per la comprensione delle proprietà macroscopiche della materia, partendo dalla struttura di atomi e molecole;<br />- conoscenze utili per la successiva comprensione, in chiave molecolare, dei complessi processi che sono alla base della vita delle cellule e degli esseri viventi.<br />In particolare si propone di portare lo studente a conoscere e comprendere:<br />- i principi che regolano la reattività dei composti, cioè la capacità di rompere e formare legami e gli scambi energetici che ne derivano;<br />- il trasferimento di elettroni;<br />- gli aspetti cinetici di una reazione chimica ed il concetto di equilibrio dinamico;<br />- la struttura e le proprietà dei composti inorganici, organici e di interesse biologico;<br />- le proprietà delle soluzioni e gli equilibri in soluzione acquosa;<br />- le proprietà di acidi, basi, sali e sistemi tamponanti.<br />Particolare attenzione viene rivolta alla chimica dei composti organici e delle macromolecole di interesse biologico con la descrizione delle principali reazioni che saranno in seguito utili per lo studio dei processi fisiologici e della biochimica.<br /> 

Prerequisiti

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Contenuti dell'insegnamento

<br />CHIMICA GENERALE ED INORGANICA<br /><br />Introduzione e struttura dell’atomo<br />Materia e sue proprietà. Elementi e composti. Particelle atomiche. Numero atomico, numero di massa, isotopi. Peso atomico, peso molecolare, grammo-atomo, grammo-molecola (mole). Struttura dell'atomo; orbitali atomici e numeri quantici. Struttura elettronica degli elementi.<br /><br />Periodicità delle proprietà degli elementi<br />Tavola periodica degli elementi. Proprietà periodiche degli elementi: dimensioni atomiche, energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività. Struttura elettronica e proprietà chimiche.<br /><br />Il legame chimico<br />Legame ionico; legame covalente (puro, polare, dativo) e orbitali molecolari; orbitali ibridi; legame metallico. Interazioni intermolecolari: interazioni dipolo-dipolo, legame a idrogeno, forze di van der Waals.<br /><br />Sistematica chimica<br />Idruri, idracidi, ossidi basici e ossidi acidi (anidridi), perossidi, idrossidi, ossiacidi, sali neutri e sali acidi: reazioni di formazione, bilanciamento, nomenclatura, formule di struttura.<br /><br />Cinetica chimica<br />Velocità di una reazione chimica e fattori che la influenzano: natura chimica dei reagenti, concentrazione (ordine di una reazione), temperatura e catalizzatori. Teoria delle collisioni molecolari e dello stato di transizione.<br /><br />Equilibrio chimico<br />Concetto di equilibrio dinamico. Legge di azione delle masse e costante di equilibrio. Fattori che influenzano l’equilibrio: variazioni di concentrazione, volume, pressione, temperatura. Principio di azione e reazione (principio di Le Chatelier).<br /><br />Termodinamica chimica<br />Primo principio della termodinamica, concetto di entalpia. Secondo principio della termodinamica, concetto di entropia. Terzo principio della termodinamica. Energia libera applicata ad una reazione chimica: energia libera e spontaneità di una reazione, energia libera e costante di equilibrio.<br /><br />Soluzioni<br />Modi di esprimere la concentrazione di una soluzione: percentuale p/p e p/v, molarità, molalità, normalità.<br />Proprietà colligative delle soluzioni: innalzamento ebullioscopio, abbassamento crioscopico; osmosi, pressione osmotica (coefficiente di Van’t Hoff e osmolarità).<br />Acidi e basi: teoria di Arrhenius, teoria di Brrnsted e Lowry, teoria di Lewis. Equilibri acido-base. La “forza” degli acidi e delle basi.<br />Dissociazione ionica dell'acqua. Concetto di pH. Calcolo del pH delle soluzioni acquose di acidi e basi (forti e deboli). Proprietà acido-base dei sali: idrolisi. Soluzioni tampone e loro funzionamento; calcolo del pH delle soluzioni tampone.<br />Titolazioni acido-base.<br /><br />La chimica attraverso gli esercizi<br />Calcoli stechiometrici. Rapporti ponderali nelle reazioni chimiche. Numero di ossidazione. Reazioni di ossido-riduzione e loro bilanciamento. Esercizi sui modi di esprimere la concentrazione di una soluzione. Esercizi sul calcolo del pH di varie soluzioni acquose. Esercizi sulla pressione osmotica.<br /><br />CHIMICA ORGANICA<br />Introduzione<br />Orbitali ibridi del carbonio. Formule di struttura. Tipi di reazione: sostituzione, addizione, eliminazione. Reagenti elettrofili e nucleofili. Gruppi funzionali.<br /><br />Idrocarburi<br />Classificazione. Alcani: nomenclatura, proprietà fisiche e reazioni caratteristiche. Isomeria conformazionale. Cicloalcani: struttura e nomenclatura. Alcheni e alchini: nomenclatura, proprietà fisiche e reazioni caratteristiche. Isomeria geometrica.<br />Benzene: concetto di risonanza, proprietà. Reattività del benzene e principali reazioni. Effetto orientante dei sostituenti nelle reazioni di sostituzione: effetto induttivo e mesomero.<br /><br />Alcoli e fenoli<br />Struttura, classificazione e nomenclatura. Proprietà fisiche; acidità e basicità. Reazioni caratteristiche. Formazione degli eteri.<br /><br />Aldeidi e chetoni<br />Struttura e nomenclatura. Proprietà fisiche. Reazioni caratteristiche e meccanismi di reazione: reazioni con l’acqua, gli alcoli, le ammine; condensazione aldolica.<br /><br />Acidi carbossilici e derivati<br />Struttura e nomenclatura. Proprietà fisiche. Proprietà acide e variazione dell’acidità in funzione dei sostituenti. Reazioni caratteristiche e meccanismo della reazione di formazione degli esteri. Esteri: nomenclatura e proprietà; meccanismo della reazione di idrolisi basica. Cenni ad altri derivati degli acidi: anidridi, ammidi, alogenuri acilici.<br /><br />Ammine<br />Struttura, classificazione e nomenclatura. Proprietà fisiche. Basicità delle ammine in funzione dei sostituenti. Reazioni caratteristiche. Anilina: struttura e proprietà.<br /><br />Stereoisomeria ed attività ottica<br />Concetti di simmetria e asimmetria molecolare. La chiralità: enantiomeri ed attività ottica; diastereoisomeri. Molecole contenenti più centri chirali: forme meso.<br /><br />PROPEDEUTICA BIOCHIMICA<br />Carboidrati<br />Nomenclatura e classificazione. Isomeria ottica dei carboidrati. Struttura, proprietà e funzioni dei principali carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi.<br /><br />Lipidi<br />Acidi grassi, trigliceridi, saponificazione. Fosfolipidi e cerebrosidi: struttura e proprietà. Membrane lipidiche: micelle, bilayers. Membrane biologiche: cenni sulla struttura e loro principali funzioni. I terpeni. Gli steroidi: colesterolo e suoi derivati.<br /><br />Amminoacidi e proteine<br />Gli amminoacidi naturali: struttura generale e classificazione. Proprietà acido-base degli amminoacidi; punto isoelettrico. Legame peptidico. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Principali funzioni delle proteine.<br /><br />Basi azotate ed acidi nucleici<br />Basi puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi e nucleotidi. Acidi nucleici (RNA e DNA) e loro struttura.<br /> 

Programma esteso

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Bibliografia

<br />Mario Anastasia<br />Chimica di base per le scienze della vita<br />Antonio Delfino Editore<br />(2 volumi: Chimica generale e Chimica organica)<br /> <br /> <br />A. Albertini, M. Avitabile, U. Benatti, V. Boido, F. Guerrieri, G. Liut, L. Masotti, A. Spisni<br />Chimica generale<br />Monduzzi Editore<br /> <br />Harold Hart, Leslie E. Craine, David. J. Hart<br />Chimica Organica<br />Zanichelli Editore

Metodi didattici

<br />Lezioni frontali ed esercitazioni in aula.<br />Modalità di esame: prova scritta + orale.<br /> <br /> 

Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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