Chimica e propedeutica biochimica

Programma del modulo:
Parte di Chimica generale
1 Materia: sostanze pure (elementi e composti), miscele (omogenee ed eterogenee). Atomo, elettroni, protoni e neutroni. Numero atomico, numero di massa, isotopi. Molecole e formule molecolari. Masse atomica e molecolare. Mole e massa molare.
2 Quantizzazione dell'energia. Dualismo onde-particelle. Principio di indeterminazione. Modelli atomici. Numeri quantici e orbitali atomici. Configurazioni elettroniche di stato fondamentale.
3 Tavola periodica degli elementi. Gruppi, periodi, blocchi. Proprietà periodiche degli elementi (energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività). Metalli, non metalli, gas nobili.
4 Legame ionico, composti ionici, energia reticolare. Legame covalente. Legami semplici e multipli. Rappresentazione di Lewis. Risonanza. Energia di legame e lunghezza di legame. Legame covalente polarizzato, dipolo molecolare. Orbitali molecolari, legami σ e π. Orbitali ibridi. Legame metallico. Numero di ossidazione
5 Legami chimici deboli fra molecole (forze di Van der Waals) e fra ioni e molecole. Legame a ponte di idrogeno.
6 Gas reali e ideali, legge generale dei gas ideali.
7 Liquidi. Tensione superficiale e tensione di vapore. Solidi amorfi e cristallini. Classificazione dei solidi cristallini (ionici, covalenti, molecolari, metallici). Diagramma di stato dell'acqua. Punto triplo.
8 Soluzioni. Concentrazione delle soluzioni (molarità, molalità, frazione molare, percentuale, normalità). Energia di solvatazione. Solubilità. Influenza della temperatura sulla solubilità. Influenza della pressione sulla solubilità dei gas (legge di Henry).
9 Proprietà colligative delle soluzioni. Innalzamento ebullioscopico e abbassamento crioscopico. Pressione osmotica.
10 Reazioni chimiche e loro bilanciamento. Equilibrio chimico e costante di equilibrio. Fattori che influenzano la posizione dell'equilibrio. Principio di Le-Chatelier.
11 Elettrochimica: bilanciamento delle reazioni di ossido-riduzione. I potenziali elettrochimici. Elettrodo standard a idrogeno. Equazione di Nerst. Pile.
12 Acidi e basi. Definizioni di Arrhenius e di Brönsted. Coppie coniugate acido-base. Forza di acidi e basi. Effetto livellante del solvente. Equilibrio di autoionizzazione e prodotto ionico dell'acqua. Definizione di pH. Costanti acide e basiche (Ka e Kb). Relazioni fra Ka e Kb per coppie coniugate acido-base. Soluzioni tampone: definizione, proprietà, meccanismo con il quale agiscono.
13 Calcolo del pH di soluzioni acquose di acidi e basi (forti e deboli), di ioni a carattere acido o basico che compongono un sale. Calcolo del pH di soluzioni tampone. Determinazione sperimentale del pH mediante indicatori acido-base o mediante piaccametri.
14 Teoria acido-base di Lewis. Composti di coordinazione, nomenclatura e loro costante di instabilità.
15 Termodinamica chimica. Sistemi termodinamici. Funzioni di stato. Condizioni standard. Calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Entalpia. Entalpia standard di formazione. Variazione di entalpia nelle reazioni.
16 Reazioni esotermiche ed endotermiche. Fattori che favoriscono la spontaneità di una reazione. Entropia e entropia molare standard. Variazione di entropia nelle reazioni. Secondo e terzo principio della termodinamica. Energia libera e energia libera standard di formazione. Variazione di energia libera ed equilibrio. Calcolo del G in condizioni non standard. Relazione fra G° e la costante di equilibrio.
17 Cinetica chimica. Velocità di reazione, equazione cinetica e ordine di reazione. Equazioni cinetiche integrate per reazioni del primo ordine e per reazioni di ordine zero. Tempo di dimezzamento. Energia di attivazione ed equazione di Arrhenius. Teoria degli urti e teoria del complesso attivato. Catalizzatori. Cinetica enzimatica. Equazione di Michaelis-Menten.
Parte di Chimica organica e propedeutica biochimica
18 Introduzione alla chimica organica. Gruppi funzionali e classificazione dei composti organici. Reazioni ioniche e reazioni radicaliche. Nomenclatura IUPAC.
19 Nomenclatura, proprietà chimiche e fisiche, reazioni caratteristiche delle seguenti classi di composti: idrocarburi saturi e insaturi (alcani, alcheni, alchini, ciclici, aromatici), alcoli, fenoli, eteri, analoghi solforati (tioalcoli, tiofenoli, tioeteri, disolfuri).
20 Aldeidi e chetoni, nomenclatura, proprietà, reattività, tautomeria.
21 Acidi carbossilici e acidi grassi, nomenclatura, proprietà, reattività, saponi e loro proprietà anfifiliche. Derivati degli acidi carbossilici (alogenuri, anidridi, esteri, ammidi), proprietà, reazioni di idrolisi acida e idrolisi basica (saponificazione).
22 Ammine, nomenclatura, proprietà, sali di tetraalchilammonio. Semplici composti bifunzionali, classificazione, nomenclatura.
23 Isomeria: classificazione dei vari tipi di isomeria. Stereoisomeria (conformazionale, configurazionale, isomeria geometrica).
24 Chiralità delle molecole (nomenclatura D ed L o R ed S per identificare centri stereogenici). Attività ottica degli stereoisomeri. Racemi e forme meso.
25 Lipidi. Lipidi semplici (acilgliceroli e cere) e lipidi complessi (glicerofosfolipidi e sfingolipidi). Reazioni di idrolisi acida e basica.
26 Carboidrati. Monosaccaridi, forme cicliche, epimeri e anomeri. Glicosidi, disaccaridi riducenti e non riducenti (maltosio, lattosio, cellobiosio, saccarosio), omopolisaccaridi (amido, glicogeno, cellulosa, chitina) e eteropolisaccaridi.
27 Aminoacidi. Definizione e classificazione, punto isoionico, punto isoelettrico. Forme prevalenti a pH fisiologico.
28 Peptidi e proteine, classificazione, legame peptidico e sue caratteristiche. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Denaturazione.
29 Nucleosidi e nucleotidi. Struttura di acidi nucleici (DNA e RNA).
30 Polimeri. Classificazione, domini amorfi e domini cristallini, temperatura di transizione vetrosa e temperatura di fusione. Polimeri termoplastici, termoindurenti e elastomeri Polimerizzazione per addizione (radicalica, ionica) e polimerizzazione per condensazione. Polimeri di interesse odontoiatrico (polisolfuri, gomme siliconiche, polieteri, resine acriliche, compositi).