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Elementi di Chimica Biologica (modulo 2) - Torino Canale B

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Basis of Biological Chemistry (section II) - Torino Canale B

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Anno accademico 2016/2017

Codice attività didattica
SUI0159
Docente
Federico Cesano (Titolare)
Corso di studio
[f091-c701] SCIENZE DELLE ATTIVITÀ MOTORIE E SPORTIVE
Anno
3° anno
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
3
SSD attività didattica
CHIM/02 - chimica fisica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto
Tipologia unità didattica
modulo
Insegnamento integrato
Elementi di chimica biologica - Torino B (SUI0159_TOB)
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire le basi di chimica ed in particolare:

i) conoscenza degli strumenti matematici e fisici  di base per la comprensione dei fenomeni chimici e biochimici;
ii) conoscenza della struttura della materia e delle proprietà, a partire dalla struttura dell'atomo e dal legame chimico;
iii) basi di chimica generale e di chimica organica.

 The course aims at providing the basics of Chemistry, as follows:
i) knowledge of mathematical and physical tools for the understanding of simple chemical/biochemical processes;
ii) knowledge of the structure/properties of matter, starting from the atomic structure and the chemical bonding;
iii) basics of Chemistry and Organic Chemistry.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza di base del linguaggio scientifico e dei concetti basilari di chimica.

 Basic knowledge of the scientific language and of  basic concepts in Chemistry.

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Programma

Richiami di matematica e di fisica: numeri, misure, grandezze, Sistema Internazionale (SI). Prefissi e suffissi nel SI, notazione scientifica. Operazioni con i numeri esponenziali e logaritmi. Esercizi.

Cos'è la chimica? Il metodo sperimentale. Gli Stati della materia. Gli stati della materia. Atomo e struttura della materia. Massa atomica, peso atomico, isotopi, mole, massa molecolare.

Il sistema periodico, la tavola periodica degli elementi. Principali gruppi della tavola periodica: metalli (alcalini, alcalino terrosi), metalli di transizione, non-metalli (alogeni), gas nobili. Variazioni di alcune proprietà chimico fisiche lungo i periodi e lungo i gruppi. Il numero di Avogadro.

Mole, formule e reazioni. Il concetto di mole. Simboli e formule. Formula bruta e di struttura. Alcune reazioni chimiche (sintesi, decomposizione, scambio, doppio scambio). Bilanciamento. Calcoli stechiometrici. Esercizi.

Atomi, ioni, molecole. Elettronegatività. Il legame chimico. Legame covalente puro. Legame covalente polare. Legame ionico. Legame idrogeno. Forze di van der Waals. Gli stati di aggregazione della materia: interazioni intramolecolari e intermolecolari. Interazioni dipolari, legame ad idrogeno, forze di Van der Waals. Liquidi, solidi e transizioni di fase. Struttura elettronica dell'atomo.

Le onde. La propagazione delle onde. La diffrazione. Natura ondulatoria e corpuscolare della luce. Cenni di Meccanica Quantistica. Definizione di orbitale. Orbitali s, p, e d. Orbitali atomici. Configurazione elettronica. Livelli energetici. Principio di indeterminazione di  Heisenberg. Principio di esclusione di Pauli. Principio di Aufbau. Orbitali degeneri. Regola di Hund. Spiegazione delle proprietà chimico fisiche degli elementi mediante la struttura elettronica. Elettroni del guscio di valenza. Regola dell'ottetto.

Formule di struttura di Lewis. Costruzione di strutture di Lewis a partire da formule molecolari. Cenni sulla teoria del legame di valenza. Orbitali atomici ibridi. Ibridazione. Ibridazione del carbonio (sp, sp2, sp3). Legami sigma e legami pigreco. Esercizi.

Le soluzioni. Definizioni di soluto e solvente. La concentrazione. La concentrazione molare: la Molarità. La solubilità. Le regole di solubilità. Equilibrio chimico. Equilibri in soluzione. Soluzioni acquose e elettroliti. L'equilibrio di dissociazione dell'acqua. Elettroliti forti e deboli. Costante di equilibrio. Legge di azione di massa. Coefficienti stechiometrici. Alcune reazioni chimiche. Reazioni di precipitazione.

Definizione di acido e di base (acidi/basi di Brönsted). Reazioni acido-base. Acidi e basi forti, acidi e basi deboli. Acidi poliprotici. pH. Calcolo del pH in varie soluzioni. Dissoluzione di sali e relativo pH. Curve di titolazione acido-base (acido forte più base forte, acido debole più base forte, acido forte più base debole, acido debole più base debole). Gli indicatori. Reazioni di idrolisi. Sostanze anfotere. Soluzioni tampone. Esercizi.

Numero di ossidazione. Reazioni di ossido-riduzione. Bilanciamento delle reazioni REDOX. Esempi.

Definizione di chimica organica. Alcuni dei principali elementi chimici delle molecole organiche: H, C, N, O, S, alogeni. Formula bruta e formula di struttura in chimica organica. Formule di Lewis.

Orbitali ibridi e ibridazione del carbonio (sp3, sp2, sp). L'isomeria. Isomeria di catena, stereoisomeria, isomeria conformazionale e configurazionale, isomeri geometrici e stereoisomeri.

I Gruppi funzionali e alcuni dei principali composti organici: idrocarburi alifatici (alcani, alcheni, alchini) aliciclici (cicloalcani, cicloalcheni, ciclodieni, cicloalchini), idrocarburi aromatici e composti polinucleari ed eterociclici, alcoli, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici, esteri, eteri, ammine, ammidi. Cenni di nomenclatura..  Esercizi.

 

Basis in Mathematics and Physics: Numbers, Measures, Base Units, The International System (SI) of Units. Prefixes and suffixes in SI, Scientific notation. Operations with exponential and logarithmic numbers. Exercises.
What is Chemistry? The experimental method. The states of matter. Atom and structure of Elements. Atomic mass and atomic weight numbers, isotopes, molecular mass and Mole concept.
The basis of the periodic system: the Periodic Table of the elements. Main group elements: Alkali Metals, Alkaline Earth Metals, Transition Metals group, Boron group, Carbon Group, Nitrogen Group, Chalcogens, Halogens, Noble Gases. Variations of some physical & chemical properties over periods and groups. The Avogadro's number.
Symbols and chemical formulas, chemical reactions, stoichiometry and Mole relations in balanced equations. Empirical formula, molecular formula, structural formula. Some chemical reactions (synthesis, decomposition, exchange and double exchange reactions). Balance chemical equation and stoichiometric calculations. Exercises.
Atoms, ions, molecules. Electronegativity. Chemical bonds. Pure covalent bond. Polar covalent bond. Ionic bond. Hydrogen bond. Aggregation states of matter: intramolecular and intermolecular interactions. Dipolar interactions, hydrogen bonding, van der Waals forces. Liquids, solids and phase transitions. Electronic atomic structure.
Waves, wave propagation. Diffraction. Wavy and corpuscular theory of light. Quantum Mechanics. Definition of orbital. s, p, and d orbital. Atomic orbitals. Electronic configuration. Energy levels. Heisenberg's principle. Pauli's principle. Aufbau's principle. Hund's rule for degenerate orbitals. Physical properties of elements as provided by the electronic structure. Valence electrons.
Lewis structure formulas. Valence bond theory. Hybrid atomic Orbitals. Hybridization. Hybridization of carbon (sp, sp2, sp3). Sigma and pi bonds. Exercises.

Definitions of Solute, solvent and solutions. Concentration. Molar concentration: Molarity. Solubility. The solubility rules. Chemical equilibrium and equilibrium solutions examples. Water solutions and electrolytes. The water dissociation equilibrium. Strong and weak electrolits. Equilibrium constant. Law of mass action. Stoichiometric coefficients. Some chemical reactions. Precipitation reactions.
Brønsted concept of Acids and Bases. Acid-base reactions. Strong acids/bases, weak acids/bases. Polyprotic acids. pH. Calculation of pH in various solutions. Dissolution of salts and related pH values. Acid-base titration curves (strong acid + strong base, weak acid + strong base, strong acid + weak base, weak acid + weak base). The pH indicators. Hydrolysis reactions. Amphoteric substances. Exercises.
Oxidation number. Redox Reactions and balancing. Examples.
Organic chemistry definition. Some of the main chemical elements in Organics: H, C, N, O, S, halogens. condensed formula and skeletal formulas in Organic Chemistry. Lewis Formulas.
Hybrid Orbitals and carbon hybridization (sp3, sp2, sp). The isomers. Structural isomers, stereoisomers, conformational and configurational isomers, geometric isomers and stereoisomers.
The functional groups and some of the main organic compounds: alicyclic hydrocarbons (cycloalkanes, cycloalkenes, cyclodienes, cycloalkanes), aromatic hydrocarbons and polynuclear and etherocyclic compounds, alcohols, aldehydes and ketones, carboxylic acids, esters, ethers , amines, amides. Nomenclature. Exercises.

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Modalità di insegnamento

  Lezioni frontali (24 ore)

 Lectures (24 hours).

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Quiz a risposta multipla.

Quiz a risposta multipla (17 domande, 30 minuti di tempo). 

INFORMAZIONI IMPORTANTI:

La registrazione sul portale di UniTO ESSETRE (https://www.unito.it/login) prima della data dell'esame è necessaria.

Per la registrazione ad un esame si ricorda che gli studenti DEVONO AVER PRECEDENTEMENTE COMPILATO I QUESTIONARI EDUMETER.

Il giorno dell'esame occorre presentarsi  con il libretto universitario o con un documento di identità valido.

Il voto finale è UNICO: i due moduli ( chimica e biochimica) devono essere superati lo stesso giorno. Il voto finale è dato dalla media pesata per i due moduli

E' consentito un numero massimo di 3 tentativi per A.A.

Multiple choice test (17 questions - 30 minutes). 

IMPORTANT NOTES:

Registering  (from UNITO platform - ESSETRE https://www.unito.it/login) before the date of the exam is mandatory.

In order to register for an exam, students MUST FULFIL EDUMETER QUESTIONNAIRE PREVIOUSLY.

A valid university card or ID is mandatory to attend to the exam.

Exam scoring: weighted average score between Chemistry and Biochemistry modules, which must be passed in the same day.

A maximum number of 3 attempts per academic year is allowed.

Testi consigliati e bibliografia

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Materiale fornito dal docente.

M. Stefani e N. Taddei. Chimica, biochimica e biologia applicata. Terza edizione. Zanichelli.  (Capitoli 1-10).

T. Bellini. Chimica medica e propedeutica biochimica. Zanichelli (per integrazioni).

Materiale fornito dal docente.

 



Registrazione
  • Chiusa
    Apertura registrazione
    01/03/2020 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 23/10/2017 10:14
    Location: https://scienzemotorie.campusnet.unito.it/robots.html
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