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Chimica generale e organica: approfondimenti
Insegnamento: Chimica generale e organica A.A. 2011/2012
Docenti: Giovanna Mancini
CFU: 8
Programma
Chimica Generale

Introduzione
Stati di aggregazione della materia. Sistemi omogenei ed eterogenei. Sostanze ed elementi chimici.

Struttura atomica della materia
Leggi fondamentali della chimica. Proprietà atomiche: massa e dimensioni. Scala dei pesi atomici. Numero di Avogadro, concetto di mole.

Struttura dell'atomo
Modello di Bohr. Principio di indeterminazione. Natura ondulatoria dell'elettrone. Orbitali atomici. Numeri quantici. Configurazione elettronica degli elementi. Regole dell'Aufbau. Il sistema periodico degli elementi. Proprietà periodiche.

Il legame chimico
Legame ionico, covalente e di coordinazione. Proprietà del legame: distanza ed energia. Elettronegatività e momento dipolare. Teoria del legame chimico: orbitali ibridi, risonanza e mesomeria. Legami intermolecolari. Legame idrogeno.

Formule chimiche
Nomenclatura dei composti inorganici.

Lo stato gassoso
Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali.

Lo stato solido
Solidi molecolari, ionici, covalenti e metallici.

Termodinamica
Calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Entalpia e legge di Hess. Entropia. Secondo e terzo principio della termodinamica. Energia libera.

Equilibrio chimico
Criteri di spontaneità ed equilibrio nelle reazioni chimiche. Equilibri omogenei ed eterogenei.

Soluzioni
Concentrazione e sue unità. Proprietà colligative delle soluzioni ideali.

Equilibri acido-base
Definizioni generali. Forza degli acidi e delle basi. Struttura e proprietà acido-base. Autoionizzazione dell'acqua. Il pH. Calcolo del pH di soluzioni acide e basiche. Soluzioni tampone.

Cinetica chimica
Velocità di reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Catalisi.

Chimica Organica

Introduzione: La Chimica Organica e i composti organici.

Alcani e Cicloalcani: Il carbonio tetraedrico. Struttura, nomenclatura e proprietà. Isomeria strutturale. Conformazioni degli alcani e dei cicloalcani. Formule a cavalletto e di Newman. Barriere rotazionali. Isomeria cis-trans nei cicloalcani. Fonti. Alogenazione radicalica degli alcani. Combustione.

Alcheni e alchini: Struttura, nomenclatura e proprietà. Il modello orbitalico del doppio legame. Il legame . Isomeria cis-trans (Z-E). Le reazioni di addizione polare, la regola di Markovnikov e il meccanismo di addizione elettrofila. Equilibrio di reazione e velocità di reazione. Idroborazione degli alcheni. Addizione di idrogeno. Le addizioni a sistemi coniugati. Le addizioni radicali che e il polietilene. L'ossidazione degli alcheni. Il triplo legame e il modello orbitalico del triplo legame. Reazioni di addizione al triplo legame. L'acidità degli alchini.

Composti aromatici: Struttura del benzene: cenni storici. L'ipotesi di Kekulé. Il concetto di aromaticità. Idrocarburi policiclici. Sostituzioni elettrofile aromatiche: cenni. Effetto attivante/disattivante e orientante dei sostituenti.

Stereoisomeria: Chiralità e attività ottica. Nomenclatura R, S e nomenclatura D, L. Proiezioni di Fischer. Molecole con uno o più stereocentri. Enantiomeri e diastereoisomeri. Miscele racemiche e loro risoluzione.

Alogenuri Alchilici: Sostituzione nucleofila al C alifatico: meccanismo, stereochimica e ruolo del solvente. Reazioni SN1 e SN2. Effetto della struttura del substrato, del nucleofilo e del gruppo uscente. Reazioni di eliminazione: stereochimica e meccanismo delle reazioni E1 e E2. Competizione tra sostituzione ed eliminazione.

Alcoli fenoli e tioli: Struttura, classificazione, nomenclatura e proprietà. Il legame idrogeno. Acidità e basicità. Reazione di disidratazione. Reazioni di ossidazione. I polialcoli. La sostituzione eletterofila aromatica sui fenoli. Cenni sui tioli.

Eteri ed Epossidi: Struttura, nomenclatura e proprietà. Preparazione. Scissione degli eteri. Gli eteri come solventi. Gli epossidi, cenni.

Aldeidi e Chetoni: Struttura e nomenclatura. Il gruppo carbonilico. Reazioni di addizione nucleofila. Addizione di alcoli : formazioni di emiacetali e acetali. Addizione di acqua. Addizione di acido cianidrico. Reazioni di riduzione e di ossidazione. Tautomeria cheto-enolica. Acidità degli idrogeni in . La condensazione aldolica e la condensazione aldolica mista.

Acidi Carbossilici e i loro derivati: Struttura, nomenclatura e proprietà fisiche. Acidità e costanti di acidità. L'effetto induttivo. I Sali degli acidi carbossilici. Gli esteri: sintesi di Fisher e idrolisi. Altri derivati degli acidi carbossilici: cenni.

Ammine: Classificazione, struttura, nomenclatura e proprietà. Basicità. Ammine alifatiche e ammine aromatiche. Confronto delle acidità e basicità delle ammine e delle ammidi. I Sali delle ammine. I composti di ammonio quaternari.

I composti eterociclici: cenni su piridina, pirrolo, indoli, purine e pirimidine.

Lipidi e detergenti: Trigliceridi: grassi ed olii. Cere. Indurimento degli olii. Saponificazione. Saponi e detergenti. Detergenti sintetici. Fosfolipidi. Cere. Micelle e liposomi.

Carboidrati: Definizione e classificazioneI carboidrati. Monosaccaridi. Chiralità nei monosaccaridi, formule proiettive di Fisher, nomenclatura D, L. Mutarotazione del glucosio. Anomeria. Esteri ed eteri da monosaccaridi. La riduzione dei monosaccaridi. L'ossidazione dei monosaccaridi. Formazione di glicosidi. Disaccaridi: Maltosio, Cellobiosio, Lattosio, Saccarosio. Polisaccaridi: Cellulosa, amilosio e amilopectina, glicogeno.

Amminoacidi : Amminoacidi naturali. Proprietà acido-base; punto isoelettrico. Il legame peptidico. Polipeptidi e proteine. Determinazione della struttura primaria. Reazione con ninidrina. Logica dell'analisi sequenziale. Logica della sintesi di polipeptidi. Sintesi in soluzione e in fase solida. Struttura secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine.


Risultati di apprendimento
Il corso si propone di fornire agli studenti una introduzione al linguaggio e alla metodologia di studio dei fenomeni chimici di carattere generale e della chimica organica. In particolare il corso intende fornire allo studente gli elementi per essere in grado di scrivere e riconoscere le formule di struttura dei principali composti inorganici e organici, la relativa nomenclatura, utilizzare la mole e i rapporti molari nelle reazioni chimiche, conoscere i concetti fondamentali della termodinamica chimica per lo studio degli stati di aggregazione della materia, le soluzioni e gli equilibri chimici, conoscere i concetti fondamentali di cinetica chimica e le caratteristiche principali dei composti organici con particolare attenzione alle biomolecole.















Propedeuticita' obbligatorie
Nessuna
Propedeuticita' consigliate
Testi di riferimento
W.L. Masterton e C.N. Hurley, Chimica Principi e Reazioni edito da Piccin
H.Hart, L.E. Craine , D.J. Hart, C. M. Hadad, Chimica Organica edito da Zanichelli.
Modalita' di esame
pre-esame scritto e prova orale
Informazioni sull'esame
La prova di esame prevede un pre-esame scritto che si svolge il giorno stesso dell'esame e consiste in due domande molto generali (una di chimica generale e una di chimica organica) e nell'esame orale (tre domande). Si è ammessi all'orale solo se si risponde correttamente alle due domande scritte.
Commissione di Esame
Dr. Giovanna Mancini, Prof. Felice Grandinetti, Prof. Stefano Borocci
Informazioni didattiche
Frequenza:Frequenza facoltativa
Modalità didattica:Lezioni frontali   
Organizzazione della didattica :
  • Lezioni: 64 Ore

Orario Lezioni:
lunedi 8.50-10.30; martedi 12.10-13.40; mercoledi 12.10-13.40
Inizio e fine lezioni:03/10/2011-21/12/2011

Sede: Aula: 23 e 25;
Attività:
Orari di ricevimento
Statistiche dei voti
A: 0% (voti 30 e Lode)
B: 20% (voti 28-30)
C: 10% (voti 26-27)
D: 40% (voti 21-25)
E: 30% (voti 18-20)
Informazioni aggiuntive
Curriculum del docente: Giovanna Mancini

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Prossime date di Esame
  • 23/01/2012 Esame Esame Scaduto
  • 09/02/2012 Esame Esame Scaduto
  • 20/02/2012 Esame Esame Scaduto
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  • 09/10/2012 Chimica generale e organica Esame Scaduto
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  • 20/12/2012 Chimica generale e organica Esame Scaduto
  • 31/01/2013 Chimica generale e organica Esame Scaduto
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