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Chimica

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Chemistry

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Anno accademico 2019/2020

Codice dell'attività didattica
VET0033
Docenti
Dott. Silvia Mioletti (Responsabile)
Dr. Francesco Turci
Anno
1° anno
Tipologia
Corso integrato
Crediti/Valenza
10
SSD dell'attività didattica
BIO/10 - biochimica
CHIM/03 - chimica generale e inorganica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Scritto con orale a seguire
Prerequisiti
E' necessario possedere conoscenze di base di matematica e scienze inclusi: elementi di algebra, insiemi, vettori e calcolo vettoriale, conversione tra unità di misura e grandezze, notazione scientifica, calcolo esponenziale e logaritmi, proprietà della materia, massa, densità, conducibilità elettrica e termica.


Students must possess basic knowledge of mathematics and sciences including: elements of algebra, sets, vectors and vector calculus, conversion between units of measure and quantities, scientific notation, exponential calculation and logarithms, properties of matter, mass, density, electrical and thermal conductivity.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Il corso ha l'obiettivo principale di fornire le competenze chimiche di base necessarie alla comprensione e interpretazione dei processi chimici, biologici e i fenomeni naturali. Nello specifico, il corso fornisce gli elementi affinché venga acquisita familiarità con la terminologia chimica, la formazione dei legami, gli equilibri in soluzione, le nozioni basilari riguardanti la chimica dei composti del carbonio, con particolare riferimento alla struttura, nomenclatura e reattività dei principali gruppi funzionali, nonchè le caratteristiche strutturali delle più importanti molecole inorganiche ed organiche di interesse biologico.

The course has the main objective of providing the basic chemical skills necessary for understanding and interpreting chemical, biological and natural phenomena processes. Specifically, the course provides the elements so that familiarity is acquired with chemical terminology, the formation of bonds, the equilibria in solution, the basic notions regarding the chemistry of carbon compounds, with particular reference to the structure, nomenclature and reactivity of the main groups functional, as well as the structural characteristics of the most important inorganic and organic molecules of biological interest.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine del corso si dovrà dimostrare di aver acquisito le conoscenze necessarie a:

  • utilizzare correttamente la terminologia chimica
  • comprendere la struttura degli atomi
  • leggere la tavola periodica e prevedere le proprietà chimiche e fisiche degli elementi
  • interpretare e scrivere le formule di composti ionici e molecolari
  • comprendere la natura della formazione dei legami chimici e delle forze intermolecolari
  • comprendere la natura dei composti, la loro formazione, composizione e nomenclatura
  • bilanciare le reazioni chimiche e utilizzarle nei calcoli stechiometrici (reazioni di equilibrio, ossido riduzioni, acido-base)
  • comprendere la natura delle diverse forme della materia
  • descrivere le proprietà delle soluzioni acquose
  • il comportamento di acidi e basi
  • comprendere la natura e le caratteristiche dello stato di equilibrio

Inoltre si dovrà essere in grado di

  • riconoscere i diversi gruppi funzionali dei composti organici e la formula di semplici molecole in cui sono presenti,
  • descrivere le principali reazioni,
  • gestire i concetti fondamentali della stereochimica, aiutati nelle esercitazioni pratiche dall'utilizzo di modellini molecolari
  • conoscere le caratteristiche e le proprietà chimiche dei composti organici di interesse biologico (glicidi, lipidi, proteine, nucleotidi)
  • comprendendone la relazione con altre discipline.

Durante le esercitazioni pratiche, svolte a piccoli gruppi in laboratorio, si dovranno acquisire manualità, coordinamento e consapevolezza nelle varie operazioni e si prenderà confidenza con i principali strumenti di un laboratorio chimico (es. pipette graduate automatiche e manuali, agitatori magnetici, bilance analitiche e tecniche, spettrofotometri). Si dovrà essere in grado di risolvere semplici esercizi proposti, dimostrando di avere capacità di ragionamento logico e proprietà di linguaggio.

At the end of the course you will have to prove that you have acquired the necessary knowledge to:

  • use chemical terminology correctly
  • understand the structure of atoms
  • read the periodic table and predict the chemical and physical properties of the elements
  • interpret and write the formulas of ionic and molecular compounds
  • understand the nature of chemical bond formation and intermolecular forces
  • understand the nature of the compounds, their formation, composition and nomenclature
  • balance chemical reactions and use them in stoichiometric calculations (equilibrium reactions, oxide reductions, acid-base)
  • understand the nature of the different forms of matter
  • describe the properties of aqueous solutions
  • describe the behavior of acids and bases
  • understand the nature and characteristics of the state of equilibrium

Also you will have to be able to

  • recognize the different functional groups of organic compounds and the formula of simple molecules in which they are present,
  • describe the main reactions,
  • managing the fundamental concepts of stereochemistry, helped in the practical exercises by the use of molecular models
  • know the characteristics and chemical properties of organic compounds of biological interest (glycids, lipids, proteins, nucleotides)
  • understanding their relationship with other disciplines.

During the practical exercises, carried out in small groups in the laboratory, manual skills, coordination and awareness must be acquired in the various operations and the main instruments of a chemical laboratory will become familiar (eg automatic and manual graduated pipettes, magnetic stirrers, analytical scales and techniques, spectrophotometers). You will have to be able to solve simple proposed exercises, proving to have logical reasoning skills and language properties.

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Modalità di insegnamento

MD Chimica I (40 ore) è articolato in 35 ore di didattica frontale, 3 ore di esercitazioni collettive in aula (esercizi di stechiometria) e 2 ore di esercitazione in laboratorio, per l'acquisizione delle competenze indicate sul Portfolio delle competenze.

MD Chimica II (40 ore) comprende 35 ore di didattica frontale e 5 ore di attività esercitativa svolta nei laboratori didattici a piccoli gruppi.

MD Chimica I (40 hours) is divided into 35 hours of frontal teaching, 3 hours of collective classroom exercises (stoichiometry exercises) and 2 hours of laboratory practice, for the acquisition of the skills indicated in the Portfolio delle competenze.

MD Chemistry II (40 hours) includes 35 hours of frontal teaching and 5 hours of practical activity carried out in educational workshops in small groups.
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Modalità di verifica dell'apprendimento

N.B. A causa della grave emergenza sanitaria in atto ed in ottemperanza alle misure di contenimento della diffusione dell’infezione da Coronavirus, in deroga rispetto alla Policy Esami e a quanto in precedenza riportato nella presente scheda, l’esame del corso integrato sarà svolto tramite una prova scritta online per il MD CHIMICA I (su piattaforma Moodle), seguita da una prova orale a distanza che verterà sul commento della prova scritta di CHIMICA I e sugli argomenti del MD CHIMICA II (piattaforma Webex).

Le istruzioni per l’utilizzo della piattaforma sono disponibili ed accessibili sul sito di Unito. Le misure introdotte sono applicate in via transitoria sino alla cessazione della situazione emergenziale legata a COVID 19.

 

L'esame del Corso integrato di CHIMICA prevede una prova scritta relativa al MD Chimica I, superata la quale si accede alla prova orale realtiva al MD Chimica II. La due prove vanno sostenute nella stessa sessione di esame. Il punteggio totale del corso integrato si ottiene facendo la media dei punteggi ottenuti nei due moduli.

MD CHIMICA I

Le conoscenze acquisite sono verificate mediante una prova scritta che include dieci domande ed esercizi (ad es., disegno di formule di struttura, semplici problemi stechiometrici, bilanciamento di reazioni e domande a risposta aperta o chiusa). Ad ogni domanda/esercizio è assegnato un punteggio legato grado di difficoltà. Il punteggio totale, fino a un massimo di  30 punti, è ottenuto sommando il punteggio ottenuto in ogni esercizio moltipicato per un fattore compreso tra 0 e 1 che valuta la correttezza della risposta data. Sono previsti due esoneri durante il corso, uno dopo circa 20 ore di lezione ed uno al termine del modulo didattico valutati con le stesse modalità della prova scritta. Superando entrambi gli esoneri, il MD Chimica I si intende superato con voto pari alla media dei voti dei due esoneri e si può sostenere l'esame orale del MD Chimica II in qualsiasi sessione d'esame dell'anno accedemico

L'ottenimento delle competenze del Portfolio vengono verificate durante le probe pratiche di laboratorio.

MD CHIMICA  II

I risultati dell'apprendimento dei principali concetti di chimica organica e delle molecole di interesse biologico vengono valutati mediante colloquio orale sugli argomenti specificati nel programma e svolti a lezione. In particolare le domande sono articolate in argomenti riguardanti i gruppi funzionali e loro principali reazioni, i concetti di isomeria e stereoisomeria, i carboidrati, i lipidi, le proteine e i nucleotidi. Per il colloquio orale si hanno a disposizione fino a 30 punti.

 

The exam of the integrated course of CHEMISTRY includes a written test related to the MD Chemistry I, after which you must take - during the same exam session - the oral test about the MD Chemistry II. The total score of the integrated course is obtained by averaging the scores obtained in the two modules.

MD CHIMICA I

The knowledge acquired is verified by means of a written test which includes ten questions and exercises (eg, drawing of structural formulas, simple stoichiometric problems, balancing of reactions and questions with open or closed answers). Each question / exercise is assigned a score linked to degree of difficulty. The total score, up to a maximum of 30 points, is obtained by adding the score obtained in each exercise multiplied by a factor between 0 and 1 which assesses the correctness of the answer given. There are two esoneri during the course, one after about 20 hours of lesson and one at the end of the teaching module evaluated in the same way as the written test. By passing both esoneri, the MD Chemistry I is passed with a grade equal to the average of the marks of the two esoneri and you can take the MD Chimica II oral test in ANY of the exam session of the accademic year.

The achievement of the competences of the Portfolio are verified during the laboratory practice.

MD CHIMICA II

The learning outcomes of the main concepts of organic chemistry and molecules of biological interest are evaluated through an oral interview on the topics specified in the program and carried out in class. In particular, the questions are divided into topics concerning functional groups and their main reactions, the concepts of isomerism and stereoisomerism, carbohydrates, lipids, proteins and nucleotides. Up to 30 points are available for the oral examination.

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Attività di supporto

Ripassi pre esame e chiarimenti/approfondimenti  sugli argomenti dei moduli su richiesta degli studenti previo appuntamento via mail (singoli o piccoli gruppi).

Clarification / further information on the topics of the course at the request of students by appointment via e-mail (individual or small groups).

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Programma

MD Chimica I

Natura atomica della materia. Elementi di struttura dell'atomo. Funzione d'onda e densità di probabilità. Orbitali atomici e numeri quantici. Atomi polielettronici e proprietà periodiche degli elementi. Legame chimico. Elettronegatività e polarità dei legami. L'approccio di Lewis. Geometrie molecolari e teoria della minima repulsione (VSEPR). Teoria del legame di valenza. Risonanza, ibridazione. Forze intermolecolari. Stati di aggregazione della materia: stato gassoso, liquido e solido e loro caratteristiche. Passaggi di stato e diagrammi di stato. Stechiometria e reazioni chimiche, bilanciamento di reazioni, il calcolo della mole, quantità di reagenti e di prodotti; reagente limitante. Soluzioni: generalità, concentrazione, proprietà colligative. Acidi e basi forti e deboli, definizioni di acido-base secondo le teorie di Arrhenius, Brønsted-Lowry e Lewis. Equilibrio chimico, costanti di equilibrio e legge di azione di massa. Equilibri in soluzione acquosa, prodotto ionico dell'acqua, pH, pOH, acidi e basi forti e deboli, pH delle soluzioni saline, soluzioni tampone. Cenni di termochimica e cinetica chimica.

MD Chimica II

Idrocarburi. Benzene e composti aromatici. Eterocicli. Isomeria costituzionale e stereoisomeria.  Reazioni di combustione e di sostituzione radicalica, reazioni di sostituzione e di addizione elettrofila e nucleofila. Alcoli, fenoli, tioli, eteri ed epossidi. Aldeidi e chetoni. Ammine. Acidi carbossilici e derivati: esteri, anidridi, ammidi. Glicidi: monosaccaridi e principali derivati, disaccaridi, polisaccaridi. Glicosidi e legame glicosidico. Lipidi: acidi grassi, lipidi semplici e complessi. Steroidi. Protidi: principali aminoacidi e loro classificazione. Peptidi e legame peptidico. Proteine e loro principali funzioni. Organizzazione strutturale delle proteine. Denaturazione delle proteine. Basi azotate, nucleosidi e nucleotidi. Cenni sulla struttura primaria dei polinucleotidi.

Argomenti delle esercitazioni

Esercitazioni sugli aspetti quali-quantitativi delle reazioni chimiche, bilanciamento di reazioni, reazioni redox, resa di reazione, calcoli stechiometrici, nomenclatura. Costruzione di alcune strutture molecolari organiche mediante l'ausilio di modellini molecolari e determinazione dei piani e dei centri di simmetria. Reazioni sul potere riducente dei monosaccaridi.

MD Chemistry I

Atomic nature of matter. Basics of atomic structure. Electron wave function and probability density. Atomic orbitals and quantum numbers. Multi-electron atoms and periodic properties of elements. Chemical bond. Electronegativity and polarity of bonds. The Lewis' approach. Molecular geometry and valence shell electron pair repulsion (VSEPR) theory. Valence bond theory. Resonance and hybridization. Intermolecular forces. States of matter: gas, liquid and solid, and their characteristics. Phase transitions and states diagram of matter. Chemical reactions and stoichiometry, chemical equation balancing, chemical equilibrium, mole calculations, amount of reactants and products; limiting reagent. Solutions: background information, concentration, colligative properties. Strong and weak acids and bases, definition of acids and bases according to the theories of Arrhenius, Brønsted-Lowry and Lewis. Chemical equilibrium, equilibrium constants and law of mass action. Equilibria in aqueous solutions, ionic product, pH, pOH, Strong and weak acids and bases, pH of salt solutions, buffer solutions. Elements of thermochemistry and kinetics.

MD Chemistry II

Systematic chemistry of alkanes, alkenes, alkynes, alcohols, and ethers.Benzene and aromatic compounds. Heterocycles. Main hydrocarbon reactions: combustion and radical substitution. Substitution reactions, electrophilic and nucleophilic addition. Alcohols, phenols, thiols, ethers and epoxides. Constitutional isomers and stereoisomers. Aldehydes and ketones. Amines. Carboxylic acids and derivatives: esters, anhydrides, amides. Carbohydrates: monosaccharides and main derivatives, disaccharides, polysaccharides. Glucosides and glycosidic bond. Lipids. Steroids. Proteins: main amino acids and their classification. Peptides and peptide bond. Proteins and their main functions. Structural organization of proteins. Denaturation of proteins. Nitrogenous bases, nucleosides and nucleotides. Notes on the primary structure of the polynucleotides.

Exercises

Exercises concerning qualitative and quantitative aspects of chemical reactions, chemical equation balancing, redox reactions, reaction yield, stoichiometry, nomenclature. Construction of simple organic structures with molecular models, reactions on the reducing power of monosaccharides.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Materiale didattico presentato durante il corso, necessariamente integrato con un libro di testo di Chimica generale di livello universitario. Lo studente può scegliere tra i seguenti testi:

MD Chimica I

- Whitten K.W., Davis R.E., Peck M.L., Stanley G.G. - Chimica- Piccin

- Bellini T. - Chimica medica e propedeutica biochimica-Zanichelli

- Michelin Lausarot P., Vaglio G.A.- Stechiometria per la chimica generale- Piccin

 MD Chimica II

- J. McMurry - FONDAMENTI DI CHIMICA ORGANICA  -IV Ed.  Italiana - Zanichelli

- Harold Hart et al. - CHIMICA ORGANICA - Zanichelli

- T.Bellini- Chimica medica e propedeutica biochimica-Zanichelli

- Bruno Botta (curatore) - CHIMICA ORGANICA ESSENZIALE- edi-ermes

- D. Klein - FONDAMENTI DI CHIMICA ORGANICA - Pearson

Altri testi consultabili

-  W.H. Brown., T. Poon - Introduzione alla Chimica Organica- V Ed. - EdiSES

- Binaglia-Giardina - CHIMICA e PROPEDEUTICA BIOCHIMICA - Terza Ed.- McGrawHill

- K.J. Denniston-J.J. Topping-R.L. Caret- Chimica generale, Chimica organica, Propedeutica biochimica- McGraw-Hill

Teaching resources presented during the course, necessarily integrated with a textbook e.g.:

MD Chimica I

- Whitten K.W., Davis R.E., Peck M.L., Stanley G.G. - Chimica- Piccin

- Bellini T. - Chimica medica e propedeutica biochimica-Zanichelli

- Michelin Lausarot P., Vaglio G.A.- Stechiometria per la chimica generale- Piccin


 MD Chimica II

- J. McMurry - FONDAMENTI DI CHIMICA ORGANICA  -IV Ed.  Italiana - Zanichelli
 
- Harold Hart et al. - CHIMICA ORGANICA - Zanichelli

- T.Bellini- Chimica medica e propedeutica biochimica-Zanichelli

- Bruno Botta (curatore) - CHIMICA ORGANICA ESSENZIALE- edi-ermes

 
Other examples of textbook:

- W.H. Brown., T. Poon - Introduzione alla Chimica Organica- V Ed. - EdiSES

- Binaglia-Giardina - CHIMICA e PROPEDEUTICA BIOCHIMICA - McGrawHill
 
- K.J. Denniston-J.J. Topping-R.L. Caret- Chimica generale, Chimica organica, Propedeutica biochimica- McGraw-Hill


Oggetto:

Note

Nessuna propedeuticità.

No prerequisites.

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Moduli didattici

Oggetto:
Ultimo aggiornamento: 04/05/2020 18:10
Location: https://www.clproduzionianimali.unito.it/robots.html
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