CI DI CHIMICA
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2018/2019
- Docente
- ALESSANDRA MOLINARI
- Crediti formativi
- 12
- Periodo didattico
- Primo Semestre
Obiettivi formativi
- Il corso è il primo insegnamento di Chimica Generale e Inorganica e tratta dei fondamenti della struttura atomica, della tavola periodica e della reattività dei principali composti inorganici.
L’obiettivo di questo corso consiste nel fornire agli studenti le basi per affrontare la comprensione e lo studio del modulo di Chimica Organica e del corso di Chimica Analitica.
Le principali conoscenze acquisite saranno sulla struttura atomica, disposizione degli elementi nella tavola periodica, proprietà periodiche, relazione tra reattività chimica e gruppi/configurazioni elettroniche di valenza, legame chimico, tipologie di reazione e loro bilanciamento, proprietà dei gas e dei liquidi, proprietà delle soluzioni e conoscenze per esprimere la concentrazione di una soluzione, diluizione di una soluzione, equilibrio chimico, equilibri acido-base. Alcune attività multimediali in aula avranno lo scopo di consolidare le competenze e di trasferirle ad aspetti pratici.
Al termine dell’insegnamento di Chimica Generale e Inorganica lo studente saprà progettare esperimenti a livello macroscopico, fare i ragionamenti a livello microscopico e rappresentare i risultati delle osservazioni in modo simbolico. In particolare, saprà riconoscere le principali molecole inorganiche, scriverne le formula chimica, prevederne le proprietà. Inoltre conoscerà le modalità di svolgimento delle operazioni basilari in laboratorio.
Gli obiettivi del corso di chimica organica sono incentrati sul riconoscimento delle varie classi di composti organici, sulla loro reattività e sulle interazioni che questi hanno con i sistemi biologici. In particolare gli studenti dovranno apprendere le seguenti conoscenze di base:
1) Preparazione, reazioni e nomenclatura degli alcheni.
2) Preparazione, reazioni e nomenclatura degli alchini.
3) Preparazione, reazioni e nomenclatura degli alcoli.
4) Preparazione, reazioni e nomenclatura delle aldeidi e chetoni.
5) Preparazione, reazioni e nomenclatura delle ammine.
6) Preparazione, reazioni e nomenclatura degli acidi carbossilici.
7) Preparazione, reazioni e nomenclatura dei composti aromatici.
8) Preparazione, reazioni e nomenclatura dei derivati degli acidi carbossilici: esteri, ammidi, anidridi, alogenuri acilici lattami e lattoni.
9) Meccanismi di reazione nelle sostituzioni nucleofile monomolecolare (Sn1) e bimolecolare (Sn2) e di eliminazione (E1 ed E2).
10) Proprietà e reattività degli zuccheri in particolare mono e disaccaridi.
11) Proprietà chimiche e interazioni biologiche degli amminoacidi.
12) ) Proprietà chimiche e interazioni biologiche delle basi azotate con cenni di chimica degli eterocicli.
13) Aspetti stereochimici.
Al termine del corso gli studenti dovranno saper riconoscere le principali classi di composti organici e la loro reattività. Sarà loro richiesta la comprensione della reattività delle maggiori classi di composti naturali quali zuccheri, amminoacidi, proteine e basi del DNA. Prerequisiti
- CHIMICA GENERALE E INORGANICA: E’ necessario avere acquisito concetti elementari di analisi matematica e di calcolo: equazioni, abilità nell’associare un grafico ad una funzione matematica semplice, logaritmi, calcolo esponenziale.
Sono richieste anche competenze nel calcolo delle cifre significative nelle comuni operazioni matematiche. Non vi sono regole di propedeuticità. Tuttavia, occorre aver superato l'OFA in chimica (si veda il percorso di formazione)
CHIMICA ORGANICA: Concetti fondamentali di chimica Generale ed Inorganica Contenuti del corso
- CHIMICA GENERALE ED INORGANICA. Il corso prevede 48 ore di didattica frontale in aula.
Gli argomenti affrontati saranno:
1) atomi ed elementi; composizione della materia; pesi atomici e molecolari. (6 ore)
2) Reazioni chimiche. Stechiometria. Tavola periodica degli elementi e principali classi di composti. Legame chimico. (10 ore)
3) Leggi dei gas. Liquidi e solidi. (4 ore)
4) Proprietà delle soluzioni. Proprietà colligative. (6 ore)
5) Equilibrio chimico. Acidi e basi: pH, idrolisi, soluzioni tampone. (12 ore)
6) Principi di elettrochimica.(2 ore)
7) Il rimanente numero di ore (8) verrà utilizzato durante il corso per avvicinare gli studenti ad alcune operazioni fondamentali per un chimico
quali:
• la lettura delle etichette delle sostanze
• osservazione di una reazione e sua rappresentazione con linguaggio simbolico
• la preparazione di una soluzione e il calcolo di densità e concentrazione
• la diluizione
CHIMICA ORGANICA: Struttura e legame. Isomeri costituzionali. Acidi e basi di Bronsted-Lowry, acidi e basi di Lewis. (4 ore)
L’ibridazione del carbonio. Molecole organiche e gruppi funzionali. Concetti di elettrofilo e nucleofilo. (2 ore)
Alcani: struttura e nomenclatura, Conformazioni del cicloesano. Stereochimica, molecole chirali, achirali e meso. I descrittori R e S, miscele racemiche, scalemiche e loro risoluzione. (4 ore)
Alchil alidi, reazioni di sostituzione nucleofila, meccanismi di reazione SN1 e SN2, effetto dell’alchil alide sulle reazioni di sostituzione. Carbocationi e loro stabilità. (4 ore)
Reattività di alcoli, eteri ed epossidi. Apertura di anello degli epossidi in condizioni acide e basiche. Le reazioni di eliminazione e la struttura e nomenclatura degli alcheni. I meccanismi E1 ed E2, fattori che influenzano le reazioni di eliminazione. (4 ore)
Cartteristiche strutturali e nomenclatura degli alcheni, isomeria Cis/trans e E/Z, la regola di Zaisev. Reazioni, nomenclatura e reattività degli alchini, l’acidità degli alchini terminali, lo ione acetiluro. (4 ore)
Reazioni di eliminazione degli alcoli, le regole di Markovnikov. Idrogenazione, alogenazione ed idratazione degli alcheni, I dieni coniugati e le reazioni 1,2 e 1,4 di addizione. (2 ore)
Il benzene ed I composti aromatici, reazioni di sostituzione elettrofila aromatica, meccanismi generali di alogenazione, nitrazione, reazioni di Friedel e Crafts. Reazioni di polisostituzione aromatica, la regola di Huckel. (6 ore)
Acidi carbossilici e loro derivati, sintesi e nomenclatura. L’esterificazione di Fischer e la formazioni delle ammidi. Reattività e nomenclatura di aldeidi e chetoni, addizzioni nucleofile sulle aldeidi e chetoni, acetali ed emiacetali. (6 ore)
I reattivi di Grignard, chimica e reattività come nucleofili o basi. Zuccheri, reattività e funzioni, le proiezioni di Fischer e l’effetto anomerico. (4 ore)
Ammine, struttura e funzione, nomenclatura e reazioni come basi e nucleofili. Amminoacidi: reattività, struttura e proprietà. (4 ore)
Chiralità negli amminoacidi e peptide, il legame peptidico. Nucleotidi e nucleoside come basi del DNA, cenni. (4 ore) Metodi didattici
- CHIMICA GENERALE ED INORGANICA. Il corso è organizzato in 48 ore di didattica in aula su tutti gli argomenti del corso. Sarà scopo del corso anche il rafforzamento della capacità di collegare il mondo macroscopico osservato con quello microscopico attraverso il linguaggio simbolico della chimica
CHIMICA ORGANICA: 48 Ore di lezione frontale in aula con spiegazione alla lavagna, l’utilizzo di slide power point per la parte di orbitali molecolari ed utilizzo di modelli tridimensionali per le lezioni di stereochimica. Modalità di verifica dell'apprendimento
- CHIMICA GENERALE ED INORGANICA. Lo scopo dell’esame è verificare il raggiungimento degli obiettivi formativi (teorici e pratici) detti in precedenza.
Per gli iscritti fino all'A.A. 2016-17, l’esame è diviso in due parti, svolte in due giorni differenti:
• Un esame scritto che consta di 5 esercizi: 4 di essi sono su tutti gli argomenti del corso e 1 riguarda l'attività di laboratorio. Lo scopo è valutare lo studio della materia e la comprensione degli argomenti. Ogni esercizio svolto completamente e correttamente vale 5 punti. Per superare la prova e poter accedere all’orale occorre acquisire almeno 15 punti su 25. Il tempo previsto è di 70 minuti. E’ consentito usare solo la tavola periodica e la calcolatrice.
• Una prova orale nella quale sarà valutata la conoscenza sugli argomenti del corso. È importante valutare la capacità di collegare tra loro le conoscenze acquisite. La prova vale un massimo di 5 punti.
Il voto finale è dato dalla somma dei punteggi delle due prove, scritta e orale. Qualora una delle due prove sia insufficiente è necessario ripetere tutto l’esame.
Il punteggio positivo della prova scritta rimane valido per l’intera sessione di esame, mentre le due prove non possono essere svolte in due sessioni differenti, ma solo in appelli d’esame differenti ma della medesima sessione.
Per gli iscritti all'A.A.2017/18 e 2018/19 l’esame è solo scritto in modalità informatica o di lettura ottica. L'esame consta di 11 domande/esercizi (con 5 possibilità di risposta di cui una sola corretta). Ogni domanda riguarda un argomento del programma svolto. E’ consentito usare solo la tavola periodica e la calcolatrice. Le modalità dell'esame decise dal CdS sono disponibili nel minisito del corso di chimica generale e inorganica.
In caso di superamento dell'esame, lo studente avrà modo di rifiutare il voto conseguito secondo le modalità indicate dal docente. La non espressione di rifiuto equivale all'accettazione silente del voto, che di conseguenza verrà considerato valido.
CHIMICA ORGANICA: L’esame ha lo scopo di verificare le conoscenze degli obiettivi formativi descritti precedentemente. L’esame sarà in forma orale della durata di almeno 30 minuti per ogni studente e sarà articolato in 5 domande:
1) una domanda sulla reattività e le reazioni dei gruppi funzionali organici per esempio alcheni, alcoli, chetoni ecc.ecc.
2) una domanda riguardante gli aspetti stereochimici delle reazioni e delle molecole.
3) Una domanda di nomenclatura organica.
4) Una domanda sulla chimica dei composti aromatici
5) una domanda su composti naturali di rilevante interesse biologico quali Zuccheri, basi del DNA e amminoacidi.
Se lo studente risponde correttamente a tre domande il voto sarà compreso tra 18 e 22, quattro domande il voto sarà compreso tra 22 e 26, cinque domande il voto sarà compreso tra 26 e 30 e lode. Testi di riferimento
- CHIMICA GENERALE ED INORGANICA:
Diapositive proiettate a lezione dal docente sono utili per vedere gli argomenti svolti. Poi lo studio degli argomenti deve essere svolto su un libro di testo.
•“CHIMICA Un approccio molecolare”, Nivaldo J. Tro, EdiSES editore, nuova edizione. All'interno di questo testo c'è l'opportunità di scaricare e consultare materiale elaborato direttamente dal docente che contiene anche indicazioni sugli esercizi per la preparazione all'esame.
Tutto il materiale ulteriore necessario per lo studio e per la preparazione all'esame è fornito dal docente, il quale non ha visionato (e di conseguenza non ha approvato) nessuna altra forma di diffusione dello stesso.
Altri testi alternativi (non aggiuntivi):
•“Fondamenti di chimica generale", Raymond Chang, Kenneth Goldsby, McGraw Hill Education
• "Chimica generale" Julia Burdge, Jason Overby, II edizione Edra Editore
Il docente provvederà a fornire simulazioni di esame.
PER CHIMICA ORGANICA:Janice Gorzynski Smith, seconda edizione, Fondamenti di Chimica Organica, McGraw-Hill
