Course Syllabus
Obiettivi
Il corso intende fornire le conoscenze di chimica generale, inorganica e organica necessarie agli studenti che nei loro corsi di primo livello non le abbiano acquisite.
Contenuti sintetici
Corso di base di chimica generale, inorganica e organica.
In chimica generale e inorganica si trattano gli aspetti fondamentali della chimica, necessari a comprendere il nesso tra struttura chimica e proprietà fisiche dei materiali. Si affrontano inoltre i principali fenomeni della chimica (reazioni, equilibri, ph) e i fondamenti della stechiometria.
In chimica organica verranno affrontati gli aspetti strutturali, i legami deboli responsabili delle interazioni molecolari e i legami covalenti che danno luogo a strutture polimeriche di interesse per le scienze dei materiali.
Programma esteso
Teoria atomica. Formule e nomenclatura di composti binari e ternari. Concetti fondamentali di stechiometria. Stechiometria in soluzione: concentrazione e molarità. Reazioni chimiche e bilanciamento. Configurazione elettronica di atomi e ioni. La periodicità in chimica: raggio atomico/ionico, energia di ionizzazione, affinità elettronica. Il legame chimico ionico, covalente e metallico. La forma delle molecole e la teoria VSEPR. Teoria dell’orbitale molecolare. Proprietà della materia in fase solida. Proprietà delle soluzioni. Termodinamica e cinetica delle reazioni chimiche. Equilibri chimici: acido-base, precipitazione e ossidoriduzioni.
Aspetti generali della chimica organica: Atomi che interessano la Chimica Organica e loro corredo elettronico. Ibridazioni degli atomi di carbonio. Orbitali molecolari, orbitali ibridi. Rappresentazione di una struttura. Delocalizzazione degli orbitali molecolari, risonanza, aromaticità. Legame polarizzato e momenti dipolari. Forze intermolecolari. Nomenclatura, gruppi funzionali, isomeria. Stereoisomeria. Enantiomeri. Diastereoisomeri. La configurazione e i suoi descrittori R e S. Mesoforme. L'asse stereogenico. Stereoisomeri cis e trans, E e Z. Le conformazioni di Alcani e cicloalcani. Fondamenti di reattività chimica applicata alla formazione dei materiali. Le classi di composti organici, gruppi funzionali e loro ruolo nei materiali. Alogenuri alchilici. Alcoli e tioli. Eteri. Epossidi. Ammine. Aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici e loro derivati. Carboidrati: struttura dei monosaccaridi, serie sterica D e L, forme cicliche, anomeri ae b, legame glicosidico, disaccaridi, polisaccaridi, loro importanza come biomateriali. Amminoacidi: struttura, proprietà, Peptidi e Proteine, loro rilevanza come materiali. Nucleosidi, oligonucleotidi e acidi nucleici, capacità autoassemblanti, aptameri. Lipidi, struttura e proprietà e applicazione nei materiali (liposomi).
Prerequisiti
nessuno
Modalità didattica
Da remoto asincrono con eventi in videoconferenza sincrona.
Materiale didattico
Qualsiasi libro di testo di chimica generale e inorganica.
Qualsiasi libro di testo di elementi di chimica organica
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale. Nel periodo di emergenza Covid-19 gli esami orali saranno solo telematici. Verranno svolti utilizzando la piattaforma WebEx e nella pagina e-learning dell'insegnamento verrà riportato un link pubblico per l'accesso all'esame di possibili spettatori virtuali.
Orario di ricevimento
Chimica inorganica, lunedì 11,00 (previo appuntamento via email)
Chimica Organica, Giovedì 12,30
Aims
The course aims to provide the knowledge of general, inorganic and organic chemistry necessary for students who have not acquired them in their first level courses.
Contents
Basic course of general, inorganic and organic chemistry.
The general and inorganic chemistry deals with the fundamental aspects of chemistry, with the aim to relate the physical properties of the materials with their chemical composition. The main chemical phenomena (reactions, equilibria, ph), as well as some basis of stoichiometry, will be also addressed.
In organic chemistry the structural aspects, the weak bonds responsible for molecular interactions and the covalent bonds that give rise to polymeric structures of interest for materials sciences will be addressed.
Detailed program
The atomic theory. Formulas and nomenclatures of binary and ternary compounds. Fundamental notions of stoichiometry. Stoichiometry in solutions: concentration and molarity. Chemical reactions and balance. Electronic configuration of atoms and ions. Periodical properties in chemistry. Ionic, covalent and metallic bonds. The shape of the molecules and the VSEPR theory. Molecular orbital theory. Chemical properties of condensed matter. Properties of solutions. Thermodynamics and kinetics of chemical reactions. Chemical equilibria: acid-base, precipitations and redox.Q
General aspects of organic chemistry: Atoms in organic chemistry and their electronic equipment. Hybridizations of carbon atoms. Molecular orbitals, hybrid orbitals. Structure representation.Delocalization of molecular orbitals, resonance, aromaticity. Polarized bond and dipolar moments. Intermolecular forces. Nomenclature, functional groups, isomerism. Stereoisomery. Enantiomers. Diastereoisomers. Configurations and descriptors (R and S). Mesoforms. The stereogenic axis. Cis and trans stereoisomers, E and Z. The conformations of alkanes and cycloalkanes. Fundamentals of chemical reactivity applied to the formation of materials. The classes of organic compounds, functional groups and their role in materials. Alkyl halides. Alcohols and thiols. Ethers. Epoxides. Amines. Aldehydes and Ketones. Carboxylic acids and their derivatives. Carbohydrates: structure of monosaccharides, steric series D and L, cyclic forms, αand β anomers, glycosidic bond, disaccharides, polysaccharides, their importance as biomaterials. Amino acids: structure, properties, peptides and proteins, their relevance as materials. Nucleosides, oligonucleotides and nucleic acids, self-assembling capacities, aptamers. Lipids, structure and properties and application in materials (liposomes)
Prerequisites
none
Teaching form
Remotely asynchronous with events in synchronous videoconference.
Textbook and teaching resource
Any textbook of general and inorganic chemistry
Any textbook of basic organic chemistry
Semester
First semester
Assessment method
Oral examination. During the Covid-19 emergency period, oral exams will only be online. They will be carried out using the WebEx platform and on the e-learning page of the course there will be a public link for access to the examination of possible virtual spectators.
Office hours
Inorganic Chemistry, Monday 11,00 (upon previous arrangement by email)
Organic Chemistry, Thursday 12,30