CORSO DI LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE ECTS LABEL

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1 Titolo dell insegnamento: FISICA II Crediti: 8 CFU Docente: prof. Giandomenico Sassi Modalità di accertamento dell apprendimento: Verifica della conoscenza degli elementi matematici e fisici fondamentali per la comprensione dell'elettromagnetismo e dei primi elementi di meccanica quantistica. Modalità dell esame: orale Obiettivi dell insegnamento: Il corso intende presentare allo studente i contenuti fondamentali dell elettromagnetismo, e i primi elementi di crisi della fisica classica. Programma: Campo e potenziale elettrico, legge di Coulomb, teorema di Gauss. Circuiti, legge di Ohm. Campo magnetico, forza di Lorentz, leggi di Biot-Savart e Ampere. Induzione magnetica, leggi di Faraday e Lens. Equazioni di Maxwell. Onde nello spazio vuoto. Energia e momento del campo. Moto di cariche in campi elettrici e magnetici. Effetto Hall. Elementi di ottica geometrica. Principio di Huygens. Interferenza e diffrazione. Polarizzazione. Energia radiante. Legge di Stefan-Boltzmann. Modello di Bohr. Teoria di Planck del corpo nero. Effetto fotoelettrico e interpretazione di Einstein. Effetto Compton. Dualismo ondulatoriocorpuscolare della radiazione elettromagnetica. Produzione di raggi X. Generazione e annichilazione di coppie. Testo consigliato: Halliday, Resnick, Krane, Fisica 2 Title of the course: PHYSICS II ECTS: 8 Lecturer: prof. Giandomenico Sassi Checking knowledge and understanding: Inspection of the knowledge of the fundamental mathematical and physical elements for the comprehension of electromagnetism and basic elements of quantum mechanics. Examination: oral Aims: The lectures are intended to describe the fundamental contents of the electro-magnetism, and the first elements of the crisis of classical physics. Main topics: Electric field and potential, Coulomb law, Gauss theorem. Circuits, Ohm law, Magnetic field, Lorentz force, Biot-Savart and Ampere laws. Magnetic induction, Faraday and Lens laws. Maxwell equations. Waves in free space. Field energy and field momentum. Motion of charges in electric and magnetic fields. Hall effect. Elements of geometrical optics. Huygens principle. Interference and diffraction. Polarization. The radiation of energy. The law of Stefan-Boltzmann. Bohr s model. Planck's theory of cavity radiation. The photoelectric effect and Einstein's interpretation. Compton effect. The dual nature of electromagnetic radiation. X-Rays production. Pair production and pair annihilation. Recommended reading: Halliday, Resnick, Krane, Physics 2

2 Titolo dell insegnamento: CHIMICA FISICA I Crediti: 8 CFU (Frontali: 6 CFU; Esercitazioni: 2 CFU) Docente: prof. Laura Bonati Modalità di accertamento dell apprendimento: verifica delle conoscenze sui fondamenti della chimica quantistica e sulla cinetica delle reazioni chimiche; verifica sui metodi per effettuare studi cinetici. Modalità dell esame: scritto e orale Obiettivi dell insegnamento: Fornire le conoscenze di base sulla cinetica delle reazioni chimiche ed elementi introduttivi alla chimica quantistica atomica e molecolare. Programma: Cinetica chimica: Velocità di reazione ed equazioni cinetiche. Esperimenti cinetici. Determinazione sperimentale di costanti di velocità e ordini di reazione. Stadi elementari e meccanismi a più stadi. Individuazione del meccanismo di reazione. Dipendenza della velocità di reazione dalla temperatura. Coordinata di reazione. Stato attivato e parametri di attivazione. Catalisi. Chimica quantistica: Insufficienze della fisica classica per lo studio dei sistemi microscopici. Dalla meccanica classica alla meccanica quantistica. Applicazione della meccanica quantistica a sistemi modello. Introduzione all'applicazione della meccanica quantistica allo studio della struttura atomica e molecolare. Esercitazioni: Metodi per effettuare studi cinetici. Title of the course: PHYSICAL CHEMISTRY I ECTS: 8 (Lessons: 6 ECTS; Exercises: 2 ECTS) Lecturer: prof. Laura Bonati Checking knowledge and understanding: basic knowledge of quantum chemistry and knowledge of chemical kinetics; methods for kinetic studies. Examination: written and oral Aims: To provide the fundamental concepts of chemical kinetics and introductory elements of atomic and molecular quantum chemistry. Main topics: Chemical kinetics: Rates of chemical reactions and rate laws. Kinetic experiments. Experimental determination of the rate constant and the order of a reaction. Elementary steps and complex mechanisms. Deducing the reaction mechanism. Temperature dependence. Reaction coordinate. Transition state and activation parameters. Catalysis. Quantum chemistry: Limits of classical physics for studying microscopic systems. From classical mechanics to quantum-mechanics. Applications of quantum-mechanics to model systems. Introduction to the applications of quantum-mechanics to atomic and molecular structure.

3 Titolo dell insegnamento:chimica ORGANICA II E LABORATORIO Crediti: 12 CFU (I modulo: Chimica Organica II 6 CFU; II modulo: Laboratorio di Chimica Organica 6 CFU) Docenti: prof. Alessandro Abbotto, Dott. Luca Zoia Modalità di accertamento dell apprendimento: verifica delle conoscenze di base (linguaggio, nomenclatura, struttura, reattività e meccanismi) dei composti organici aromatici ed eteroaromatici; verifica delle tecniche di base di purificazione e sintesi dei composti organici. Modalità dell esame: orale Obiettivi dell insegnamento: Chimica organica aromatica (carbociclica ed eteroaromatica): descrizione, sintesi e reattività Programma: Approfondimento dei concetti di base esposti nel corso I. Si pone a livello intermedio, contribuendo a fornire la preparazione di base ritenuta necessaria per un laureato di I livello. Principali argomenti. Orbitali molecolari, aromaticità. Il benzene e l anello aromatico. Sostituzione elettrofila aromatica. Ammine aromatiche. Nitroderivati. Sali di diazonio. Derivati aromatici solforati. Alogeno derivati. Sostituzione nucleofila aromatica. Fenoli. Chinoni. Naftalene e sistemi policiclici. Sistemi eteroaromatici. Laboratorio: tecniche di base di purificazione e sintesi dei composti organici; comportamento in laboratorio e sicurezza nel laboratorio organico; cenno alle principali tecniche di caratterizzazione dell identità e purezza dei composti organici. Title of the course: ORGANIC CHEMISTRY II AND LABORATORY ECTS: 12 (1st module: Organic Chemistry II 6 ECTS; 2nd module: Laboratory 6 ECTS) Lecturers: prof. Alessandro Abbotto, Dott. Luca Zoia Checking knowledge and understanding: basic knowledge (nomenclature, structure, reactivity, mechanisms) of aromatic compounds; basic organic synthesis and purification skills. Examination: oral Aims: Intermediate Organic Chemistry (aromatic and heteroaromatic compounds). Main topics: Molecular orbitals. Aromaticity. Benzene and the aromatic ring. Aromatic electrophylic substitution. Aromatic amines. Nitroderivatives. Diazonium salts. Aromatic sulfur compounds. Aromatic halogen compounds. Aromatic nucleophylic substitution. Fenols. Quinones. Naphthalene and polycyclic systems. Heteroaromatic compounds. Basic techniques of organic chemistry laboratory (synthesis, purification, and characterization).

4 Titolo dell insegnamento: CHIMICA FISICA II e LABORATORIO Modulo: CHIMICA FISICA II Crediti: 7 (6 frontali + 1 esercitazioni numeriche) Docenti: prof. Claudio Maria Mari, dott. Riccardo Ruffo Modalità di accertamento dell apprendimento: verifica delle conoscenze di base della termodinamica classica anche attraverso esercitazioni numeriche. Modalità dell esame: prova scritta e orale. Obiettivi dell insegnamento: Il Corso, costituito da lezioni frontali (6 cfu) e da esercitazioni (1 cfu), si propone di fornire i concetti fondamentali della termodinamica classica al fine dotare lo studente degli strumenti di previsione e della capacità di risolvere problemi numerici necessari allo svolgimento della pratica professionale. Programma: Gas ideali e reali: loro proprietà. Il primo principio della termodinamica. Il secondo principio della termodinamica. Le funzioni di Helmohtz e di Gibbs. Il terzo principio della termodinamica. Il potenziale chimico. Dipendenza delle grandezze termodinamiche dalla composizione. La termochimica. Le transizioni di fase. Le miscele. I diagrammi di fase a due componenti. L equilibrio chimico. Cenni di termodinamica elettrochimica. Testi consigliati P. Atkins, J. de Paula, Chimica Fisica, 5 a ed. italiana, condotta sulla 9 a ed. inglese, Zanichelli Editore English Title of the course: PHYSICAL CHEMISTRY II Module: PHYSICAL CHEMISTRY II ECTS: 7 (6 lecture + 1 numerical exercise) Lecturers: prof. Claudio Maria Mari, Dr. Riccardo Ruffo Checking knowledge and understanding: basic knowledge of thermodynamics as well as skill in problem solving. Examination: written and oral examination. Aims: The course is devoted to the classical thermodynamics in order to give to the students the useful and proper tools for the professional practice. Main topics: Ideal and real gas: their properties. The first principle of thermodynamics. The second principle of the thermodynamics. The Helmohtz and Gibbs function. The third principle of thermodynamics. The chemical potential. Open systems and change of composition. Thermochemistry. Physical transformation of pure materials and simple mixtures. The chemical equilibrium. Introduction to the electrochemical thermodynamics. Suggested textbooks P. Atkins, J. de Paula, Chimica Fisica, 5 a ed. italiana, condotta sulla 9 a ed. inglese, Zanichelli Editore

5 Titolo dell insegnamento: CHIMICA FISICA II e LABORATORIO Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA FISICA crediti: 6 (1 frontale, 4 laboratorio, 1 esercitazioni) Docenti: prof. Ugo Cosentino, dott. Claudio Greco, dott. Ricardo Ruffo Modalità di accertamento dell apprendimento: verifica delle conoscenze di base di termodinamica e cinetica alla base delle esperienze realizzate in laboratorio. Modalità dell esame: relazione tecnica ed esame orale Obiettivi dell insegnamento: Integrare l'apprendimento degli argomenti di termodinamica e cinetica con esperienze di laboratorio ed esercitazioni numeriche. Fornire la manualità e gli elementi metodologici per l'esecuzione di una sperimentazione chimico fisica. Fornire le competenze necessarie a risolvere problemi numerici di termodinamica. Programma: Esperienze di laboratorio. Misure calorimetriche di transizioni di fase e determinazione calore di combustione mediante bomba calorimetrica. Determinazione legge di velocità di una reazione chimica. Determinazione parametri cinetici di reazioni chimiche mediante conduttimetria e spettroscopia UV-vis. Determinazione parametri termodinamici di reazioni chimiche mediante spettroscopia UV-Vis. Esercitazioni numeriche relative a problemi termodinamici. Testi consigliati Dispense fornite dai docenti Chimica Fisica, Peter W. Atkins, Julio De Paula English Title of the course: PHYSICAL CHEMISTRY II AND LABORATORY Module: PHYSICAL CHEMISTRY LABORATORY credits: 6 (1lecture, 4 laboratory, 1group exercise ) Lecturers: prof. Ugo Cosentino, dott. Claudio Greco, dott. Riccardo Ruffo hecking knowledge and understanding: assessment of basic knowledge of thermodynamic and chemical kinetic applied in the laboratory experiences. Examination: technical report and oral examination. Aims: To integrate the learning of the thermodynamic and kinetic arguments by laboratory experiences. To provide manual skill and methodologies for the execution of chemical physic experiments. To provide tools to solve basic thermodynamic problems Main topics: Laboratories experiments. Calorimetric measurements of phase transitions. Heat combustion determination by calorimetric bomb. Rate law determination. Determination of kinetic reaction parameters by conductimetric methods and UV spectroscopy. Determination of thermodynamic reaction parameters by UV- Vis spectroscopy. Numeric exercise about basic thermodynamic problems. Suggested textbooks Lecture notes of the teachers Chimica fisica, Peter W. Atkins, Julio De Paula

6 Titolo dell insegnamento: CHIMICA INORGANICA I E LABORATORIO crediti: 10 cfu Docente: Prof. Roberto Scotti Modalità di accertamento dell apprendimento: conoscenza dei fondamenti generali della chimica inorganica e della chimica degli elementi e dei loro composti. Modalità dell esame: esame orale Obiettivi dell insegnamento: completare ed approfondire le nozioni di chimica degli elementi; porre le basi per una corretta interpretazione delle relazioni tra struttura e reattività; Programma: Richiami di struttura atomica e periodicità degli elementi. Introduzione al legame chimico. Il legame e le proprietà dei composti covalenti e ionici - La struttura dei solidi - Chimica acido-base e accettore-donatore Reazioni di ossidazione e riduzione - Caratteristiche generali e periodicità degli elementi s e p e dei metalli di transizione L idrogeno I gruppi 1 e 2 Il gruppo del boro Il gruppo del carbonio - Il gruppo dell azoto Il gruppo dell ossigeno Gli alogeni- La chimica dei metalli di transizione. Composti di coordinazione. Numero e simmetria di coordinazione. Classificazione dei leganti. Le costanti di stabilità. Il legame chimico nei composti di coordinazione. Reazioni dei complessi: sostituzione, redox, isomerizzazione. Composti metallorganici. Laboratorio: esperienze di sintesi e reattività di composti dei gruppi principali e dei metalli di transizione English Title of the course: INORGANIC CHEMISTRY I AND LABORATORY Ects: 10 Lecturer: Prof. Roberto Scotti Check of knowledge and learning: Knowledge of the general basics of the inorganic chemistry and of the chemistry of the elements and their compounds. Examination: oral examination Aims: deepening of the chemistry of the elements aimed to point out the relations between structure and chemical reactivity. Main topics: Atomic structure Introduction to the chemical bond. The bonding and the properties of covalent and ionic compounds The structure of the solids - Chemistry of acid/base and donor/acceptor.- Reactions of oxidation and reduction Main properties and periodicity of s and p groups and of transition metals. - Hydrogen Groups 1 and 2 Group of boron Group of carbon Group of nitrogen Group of oxygen Halogens- The chemistry of transition metals. Coordination compounds. Coordination number and symmetry. Classification of ligands. The constant of stability. The chemical bond in the coordination compounds. Reaction of complexes: substitution, redox, isomerization. Metallorganic compounds. Laboratory: experiences of synthesis and reactivity of the main group element and of transition metals.

7 Titolo dell insegnamento: ELEMENTI DI BIOCHIMICA Crediti: 6 Docente: prof. Paolo Parenti Modalità di accertamento dell apprendimento: verifica delle conoscenze di base della struttura e funzione delle biomolecole; verifica delle conoscenze di cinetica e inibizione enzimatica e delle principali vie metaboliche in animali e piante; verifica delle tecniche biochimiche di base. Modalità dell esame: orale Obiettivi dell insegnamento: Fornire le conoscenze di base della catalisi enzimatica e dei processi biochimici che avvengono negli organismi viventi. Programma: Biomolecole e acqua. Aminoacidi e legame peptidico. Struttura tridimensionale delle proteine e funzione. Catalisi e cinetica enzimatica: equazione di Henri-Michaelis-Menten. Il dosaggio enzimatico. Equazione dei doppi reciproci. Inibizione enzimatica. Nucleotidi e acidi nucleici. Lipidi e membrane biologiche. Bioenergetica e ruolo dell'atp. Metabolismo: glicolisi, via dei pentoso fosfati, fermentazione lattica e alcoolica, Ciclo di Krebs e reazioni anaplerotiche, ciclo del gliossilato, beta-ossidazione degli acidi grassi e corpi chetonici, degradazione degli aminoacidi e ciclo dell urea, fissazione dell anidride carbonica nelle piante, gluconeogenesi, biosintesi degli acidi grassi. Tecniche biochimiche di base: preparazione dei campioni, centrifugazione, elettroforesi, tecniche immunologiche ed enzimatiche. Title of the course: ELEMENTS OF BIOCHEMISTRY ECTS: 6 Lecturer: prof. Paolo Parenti Checking knowledge and understanding: basic knowledge of the structure and function of biomolecules; basic knowledge of enzyme kinetics and inhibition and metabolic pathways in animals and plants; basic biochemical techniques. Examination: oral Aims: Provide basic knowledge of enzyme catalysis and biochemical processes occurring in living organisms. Main topics: Biomolecules and water. Amino acids and peptide bond. Protein structure and function. Enzyme catalysis and enzyme kinetics: the equation of Henri-Michaelis-Menten. The enzyme assay. Lineweaver-Burk equation. Enzyme inhibition. Nucleotides and nucleic acids. Lipids and biological membranes. Bioenergetics and the role of ATP. Metabolism: glycolysis, pentose phosphate pathway, lactic acid and alcoholic fermentation, citric acid cycle and anaplerotic reactions, glyoxylate cycle, beta-oxidation of fatty acids and ketone bodies, degradation of amino acids and urea cycle, carbon dioxide fixation in plants, gluconeogenesis, fatty acid biosynthesis. Basic biochemical techniques: sample preparation, centrifugation, electrophoresis, enzymatic and immunological techniques.