Corso integrato di Chimica e propedeutica biochimica

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1 Corso integrato di Chimica e propedeutica biochimica &KLPLFDHSURSHGHXWLFDELRFKLPLFD &KLPLFDJHQHUDOHHGLQRUJDQLFD Atomi e molecole. - Nucleo: protoni e neutroni; il numero atomico. - Isotopi e pesi atomici. - Grammo-atomo e grammo-molecola o mole. - Radiazioni elettromagnetiche. - L'elettrone. - L'atomo discontinuo. - La meccanica ondulatorioa. - I numeri quantici e gli orbitali atomici. - Criteri per la costruzione della struttura elettronica di un atomo. Criteri per la costruzione della struttura elettronica di un atomo. - Periodicità di comportamento degli elementi. - Le dimensioni dell'atomo. - Acquisto e perdita di elettroni: energia di ionizzazione, affinità elettronica. - Elettronegatività. - Struttura elettronica e propietà chimiche. - La tavola periodica: metalli, non metalli e metalli di transizione. Il legame chimico. - Guadagno e perdita di eletroni: il legame ionico. - Elettroni in comune: il legame covalente. - Molecole apolari.. - La molecola di idrogeno e altre molecole omonucleari. - Molecole eteronucleari. - Il legame di Van der Waals. - Molecole polari: legame covalente polarizzato. - Interazioni dipolo-dipolo e conseguenze sullo stato fisico delle sostanze. - Il legame dativo. - Il legame idrogeno. - Sostanze acide e basiche. - Composti ionici e loro propietà. - Il reticolo cristallino. - Il legame metallico. Cenni di sistematica chimica.

2 - Ossidi acidi e ossidi basici. - Variazioni delle proprietà degli ossidi lungo i gruppi e lungo i periodi. - Stato di ossidazione e numero di ossidazione. - Composti dei non-metalli con l'ossigeno: gli acidi. - Metalli alcalini, alcalino-terrosi e i loro composti con l'ossigeno: le basi. - Le reazioni di neutralizzazione. - I sali neutri e acidi. - Gli idruri. - I metalli di transizione. Struttura molecolare. - Struttura molecolare. - Orbitali molecolari localizzati (teoria MO). - Le molecole omonucleari secondo la teoria MO. - Legami fra atomi a diversa elettronegatività. - Orbitali ibridi sp3. - I legami doppi e l'ibridizzazione sp2. - I legami tripli e l'ibridizzazione sp. - L'aromaticità: delocalizzazione e risonanza. - Ibridizzazione dei metalli di transizione nei complessi di cordinazione. - Gli ioni complessi. - Cenni sulla teoria del campo cristallino. Bioinorganica. - Proprietà dei principali composti inorganici di rilevanza biologica: ioni dei metalli alcalini e alcalini-terrosi, ioni di metalli di transizione quali Fe, Co e Cu. - Fosfati e carbonati. Le soluzioni. - Modi di esprimere la concentrazione delle soluzioni: molarità, normalità, percentuale p/p, percentuale p/v, densità. - Soluzioni elettrolitiche e non elettrolitiche. - Le soluzioni e le proprietà colligative. - Innalzamento del punto ebulliscopico. - Abbassamento del punto di comgelamento. - La pressione osmotica. - Il coefficiente di Van't Hoff. - Osmolarità. La conservazione della massa, della carica e dell'energia. - Il principio di conservazione della massa nelle reazioni chimiche. - La conservazione degli elettroni. - Le reazioni di ossidoriduzioni. Termodinamica: calore, energia e legame chimico. - Il calore e le reazioni chimiche. - Calori di formazione. - Energia di legame. - Entalpia. - Legge di Hess. - Disordine e spontaneità. - La misura del disordine: l'entropia. - Il significato statistico dell'entropia. - Entropia e reazioni spontanee.

3 - Energia libera e spontaneità di una reazione chimica. La velocità di reazione. - Leggi sperimentali della velocità. - Ordine di una reazione. - Molecolarità. - Lo stadio limitante della velocità di una reazione. - La teoria delle collisioni molecolari. - Aumento della velocità di reazione mediante la catalisi. - Energia di attivazione e la teoria dello stato di transizione. - La temperatura e la velocità di reazione. L'equilibrio chimico. - L'equilibrio chimico come fenomeno dinamico. - L'espressione generale della costante di equilibrio. - Fattori che influenzano l'equilibrio: il principio di Le Chatelier. - La temperatura e la costante di equilibrio. - L'energia libera e la costante di equilibrio. - Semi-reazioni di redox e il potenziale di riduzione. - Le reazioni redox e il potenziale elettrochimico. - Equazione di Nerst. Ioni ed equilibrio acido-base. - Acidi e basi forti. - Acidi e basi deboli. - La costante di dissociazione: Ka e pka. - Dissociazione dell'acqua. - La scala e il calcolo del ph. - La neutralità. - Acidi e basi poliprotici. - Il concetto di acido-base coniugati. - L'idrolisi salina. - I tamponi ed il controllo del ph. - Titolazioni acido-base. - Prodotti di solubilità. Calcoli stechiometrici. - Bilanciamento delle reazioni chimiche di neutralizzazione e di ossidoriduzioni. - Calcoli ponderali in una reazione chimica. - Calcolo della concentrazione di una soluzione. - Calcolo del ph di una soluzione. - Calcolo del potenziale elettrico e dei parametri termodinamici di una reazione chimica. &KLPLFDRUJDQLFD Introduzione. - Formule molecolari e formule di struttura. - Diversi modi di rappresentare i legami. - Reazioni e reagenti. - Isomeria. - Effetto induttivo e mesomero dei sostituenti. - La classificazione dei composti organici secondo i gruppi funzionali. Idrocarburi saturi.

4 - Nomenclatura. - Alcani. - Cicloalcani. - Proprietà fisiche e reazioni caratteristiche. - Isomeria geometrica e conformazionale. Idrocarburi aromatici. - Nomenclatura divide del benzene. - Energia di risonanza. - Reazioni di sostituzione del benzene e i suoi derivati. - Effetto orientante dei sostituenti nelle reazioni di sostituzione. Sterioisomeria e attività ottica. - Concetti fondamentali di simmetria delle molecole. - Asimmetria molecolare: l'atomo di carbonio asimmetrico. - La chiralità: l'enantiomeri. - Composti con due o più centri chirali: i diasteroisomeri e i composti meso. Alcoli, fenoli e tioli. - Nomenclatura e classificazione. - Proprietà fisiche. - Acidità e basicità di alcoli e fenoli. - Reazioni caratteristiche e meccanismi di reazione: formazione degli eteri, disidratazione. Composti carbonilici. - Classificazione. - Meccanismi delle reazioni caratteristiche. - Aldeidi e chetoni. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Reazioni caratteristiche e maccanismi di reazione: semiacetali e semichetali, basi di Shiff, tautomeria chetoenolica, condensazione aldolica. - Acidi carbossilici. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Variazione dell'acidità in funzione dei sostituenti. Reazioni caratteristiche e meccanismi di reazione: esterificazione, formazioni degli anidridi. Derivati degli acidi carbossilici: idrossiacidi, chetoacidi, poliacidi. -Altri composti carbonilici. Anidridi. Esteri. Ammidi. Alogenuri acilici. Ammine. - Nomenclatura. - Proprietà fisiche. - Basicità delle ammine in funzione dei sostituenti. - Reazioni caratteristiche e meccanismi di reazione: formazione delle ammidi. - Sali di ammonio quaternario. Composti eterociclici e policiclici. - Cenni sui principali composti eterociclici dell'azoto, ossigeno e zolfo di interesse biologico.

5 - Esempi di composti policiclici saturi, insaturi ed aromatici. 3UHSRGHXWLFDELRFKLPLFD Carboidrati. - Nomenclatura e classificazione. - Isomeria ottica dei carboidrati. - Struttura, proprietà e funzioni dei principali carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi. Lipidi. - Gassi. - Trigliceridi. - Saponificazione. - Fosfolipidi. - Cerebrosidi. - Le membrane biologiche: cenni sulla struttura. - I terpeni. - Gli steroidi: colesterolo e suoi derivati. Amminoacidi, peptidi e proteine. - Gli amminoacidi naturali. - Isomeria ottica. - Acidità e basicità degli amminoacidi. - Il punto isoelettrico. - Il legame peptidico. - Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Basi puriniche e pirimidiniche e gli acidi nucleici. - Le basi puriniche e pirimidiniche. - Nucleosidi e nucleotidi. - La struttura primaria e secondaria dell'rna e del DNA. Vitamine. - Vitamine idrosolubili e liposolubili. Gli argomenti d'esame comprendono gli argomenti riportati sul programma del corso. Testo/i consigliati: L. Binaglia, B Giardina CHIMICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA McGraw-Hill - Milano. A. Alberini, M. Avitabile, U. Benfatti, V. Boido, F. Guerrieri, G. Liut, L. Masotti, A. Spisni CHIMICA GENERALE CHIMICA ORGANICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA (2 volumi) Monduzzi editore - Bologna.salina.