Chimica organica ed elementi di chimica generale: approfondimenti

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Insegnamento: Chimica organica ed elementi di chimica generale A.A. 2011/2012
Settore Scientifico: CHIM/06
Docenti: Dott. Roberta Bernini
CFU: 8
Note
Il corso è rivolto agli studenti del Corso di Laurea Triennale in Scienze e Tecnologie per la Conservazione delle Foreste e della Natura (sede di Viterbo) e in Scienze Agrarie e Ambientali
Programma
ELEMENTI DI CHIMICA GENERALE.
La struttura dell'atomo. Teorie atomiche. Elettrone, protone, neutrone: loro caratteristiche. Modelli atomici di Thomson e di Rutherford. Numero atomico. Numero di massa. Isotopi. Modello di Bohr. Principio di indeterminazione e modello ondulatorio di Schroedinger. Orbitali atomici e loro rappresentazione. Atomi polielettronici e loro struttura elettronica. Principio di costruzione (principio di Aufbau). Principio di esclusione di Pauli. Principio della massima molteplicità (regola di Hund). Proprietà chimiche degli elementi e loro periodicità. La tavola periodica degli elementi. Configurazione elettronica degli elementi nello stato fondamentale. Proprietà degli elementi: raggio atomico; energia di ionizzazione; elettronegatività; affinità elettronica. Come utilizzare la tavola periodica. Il legame chimico. Energia di legame. Legame ionico. Legame covalente. Legame covalente. Legame dativo. Strutture di Lewis. Strutture delle molecole poliatomiche. Formule di struttura di molecole poliatomiche e ioni poliatomici. Ibridazione. Orbitali ibridi sp3, sp2, sp. Risonanza. Legame idrogeno. Forze di Van der Waals. Legame metallico. Formule chimiche. Numero di ossidazione: concetto ed uso. Reazioni chimiche: generalità. Bilanciamento delle reazioni. Ossidi, idruri, idrossidi, acidi, sali: formule e reazioni di preparazione. Calcoli stechiometrici. Acidi e basi. Teoria di Arrhenius, di Bronsted-Lowry, di Lewis. Costante di acidità e di basicità. Acidi monoprotici e poliprotici. Autoionizzazione dell'acqua. Il pH. Calcolo del pH di soluzioni acquose contenenti acidi o basi forti; acidi o basi deboli monoprotici e poliprotici; soluzioni saline; soluzioni tampone. Reazioni di ossido-riduzione. Reazioni di disproporzione. Bilanciamento con il metodo delle semireazioni. Unità di concentrazione delle soluzioni: molarità, molalità, frazione molare, percentuale peso/peso, volume/volume, peso/volume. Normalità di soluzioni. Calcolo del peso equivalente. Titolazioni acido-base.

CHIMICA ORGANICA.
Classi di composti organici. Gruppi funzionali.
Alcani. Fonti naturali. Ibridazione sp3 del carbonio. Nomenclatura corrente e IUPAC. Isomeria costituzionale. Proprietà chimico-fisiche. Cicloalcani. Nomenclatura corrente e IUPAC. Tensione torsionale. Tensione angolare. Conformazioni. Isomeria cis/trans.
Alcheni. Ibridazione sp2 del carbonio. Nomenclatura corrente e IUPAC. Proprietà chimico-fisiche. Isomeria cis/trans.
Cicloalcheni. Nomenclatura IUPAC. Alchini. Ibridazione sp del carbonio. Nomenclatura IUPAC. Proprietà chimico-fisiche.
Alogenuri alchilici. Composti saturi e insaturi, lineari e ciclici. Nomenclatura corrente e IUPAC. Proprietà chimico-fisiche.
Alcoli, eteri, tioli. Composti saturi e insaturi, lineari e ciclici. Nomenclatura corrente e IUPAC. Proprietà chimico-fisiche.
Concetto di aromaticità. Regola di Huckel. Benzene. Idrocarburi Policiclici Aromatici. Derivati del benzene mono, e polisostituiti. Isomeri orto, meta, para. Nomenclatura corrente e IUPAC. Proprietà chimico-fisiche.
Stereoisomeria. Enantiomeri e diastereomeri. Centri chirali. Formule proiettive di Fisher.
Regole di Cahn, Ingold e Prelog per la determinazione della configurazione R, S dei centri chirali e per l'assegnazione della nomenclatura E/Z degli alcheni. Proprietà degli stereoisomeri.
Ammine. Nomenclatura corrente e IUPAC. Proprietà chimico-fisiche. Aldeidi e chetoni. Nomenclatura corrente e IUPAC. Proprietà chimico-fisiche.
Acidi carbossilici. Nomenclatura corrente e IUPAC. Proprietà chimico-fisiche. Derivati degli acidi carbossilici. Nomenclatura corrente e IUPAC. Proprietà chimico-fisiche.
Carboidrati: classificazione. Formule di proiezione di Fischer. Monosaccaridi D- e L-. Glucosio e fruttosio: strutture aperte e cicliche. Proiezioni di Haworth. Mutarotazione.
Disaccaridi: saccarosio, lattosio, maltosio. Polisaccaridi: amido, cellulosa e glicogeno. Struttura chimica e proprietà.
Aminoacidi. Struttura chimica. Proprietà acido-base. Punto isoelettrico. Legame peptidico. Peptidi e proteine. Struttura primaria e secondaria. Conformazione ad alfa-elica e beta a foglietto ripiegato.
Lipidi: trigliceridi, fosfolipidi, prostaglandine, steroidi, terpeni. Vitamine liposolubili. Struttura chimica e proprietà. Saponi naturali.
Basi puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi. Nucleotidi. Struttura primaria del DNA e dell'RNA.

Parti integranti del programma sono la Termodinamica e la Cinetica svolte nell'ambito del Corso Integrativo.
Termodinamica. Definizione di sistema. Energia interna, calore e lavoro. I principi della termodinamica. Funzioni di stato: entalpia, entropia ed energia libera. Sistemi reversibili e irreversibili. Trasformazioni spontanee e disordine. Legge di Hess.
Cinetica. Velocità media e velocità istantanea di una reazione. Andamento cinetico di una reazione e rappresentazione grafica. Legge cinetica. Reazioni di primo e secondo ordine. Tempo di dimezzamento. Dipendenza della velocità di reazione dalla temperatura. Catalisi.
Risultati di apprendimento
Il corso è strutturato in modo tale da fornire agli studenti conoscenze di base di Chimica Generale e conoscenze approfondite di Chimica Organica attraverso lo studio della struttura, della nomenclatura, delle proprietà fisiche e della reattività delle principali classi di composti del carbonio, fondamentali per lo studio delle materie che saranno successivamente affrontate già dal secondo semestre del primo anno di corso.










Propedeuticita' obbligatorie
Propedeuticita' consigliate
Testi di riferimento
Testi consigliati
a) per il programma di Elementi di Chimica Generale:
L. Palmisano; M. Schiavello "Elementi di Chimica" - EdiSES
F. Cacace; M. Schiavello "Stechiometria" - Bulzoni Editore
b) per il programma di Chimica Organica:
W. H. Brown; T. Poon "Introduzione alla Chimica Organica” - EdiSES
M. S. Erickson "Guida alla soluzione dei problemi da Introduzione alla Chimica Organica” - EdiSES
Modalita' di esame
Esame Orale,Prova preliminare (prova scritta)
Commissione di Esame
Roberta Bernini Maria Cristina Ginnasi Stefano Grego Luca Santi
Informazioni didattiche
Frequenza:Frequenza facoltativa
Modalità didattica:Lezioni frontali   
Organizzazione della didattica :
  • Lezioni: 64 Ore

Orario Lezioni:
Martedì: 11.20 - 13.00; Mercoledì: 10.30 - 12.10; Giovedì: 9.40 - 11.20
Inizio e fine lezioni:

Sede: Edificio: Ex- Facoltà di Agraria; Aula: Magna; Indirizzo: Via S. Camillo De Lellis
Attività: Le lezioni sono affiancate da un Corso Integrativo che si tiene il lunedi dalle 15.00 alle 17.00 durante il quale si svolgono esercizi e si affrontano alcuni argomenti, parte integrante del programma del corso.
Orari di ricevimento
Statistiche dei voti
A: 0% (voti 30 e Lode)
B: 0% (voti 28-30)
C: 0% (voti 26-27)
D: 0% (voti 21-25)
E: 0% (voti 18-20)

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Prossime date di Esame
  • 13/01/2012 Orale Esame Scaduto
  • 23/01/2012 SCRITTO Esame Scaduto
  • 31/01/2012 Orale Esame Scaduto
  • 20/02/2012 SCRITTO Esame Scaduto
  • 28/02/2012 Orale Esame Scaduto
  • 20/03/2012 SCRITTO Esame Scaduto
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  • 12/04/2012 SCRITTO Esame Scaduto
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  • 21/05/2012 Orale Esame Scaduto
  • 08/06/2012 SCRITTO Esame Scaduto
  • 15/06/2012 Orale Esame Scaduto
  • 10/07/2012 SCRITTO Esame Scaduto
  • 16/07/2012 Orale Esame Scaduto
  • 11/09/2012 SCRITTO Esame Scaduto
  • 17/09/2012 Orale Esame Scaduto
  • 22/10/2012 SCRITTO Esame Scaduto
  • 29/10/2012 Orale Esame Scaduto
  • 03/12/2012 SCRITTO Esame Scaduto
  • 10/12/2012 Orale Esame Scaduto

Chimica organica ed elementi di chimica generale

Docente:

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