Syllabus del corso
Obiettivi
Lo studente deve acquisire le conoscenze su: Aatomi e legami, proprietà della materia, aspetti qualitativi e quantitativi delle reazioni chimiche. Reazioni di equilibrio. Catalisi delle trasformazioni chimiche. Aspetti energetici delle reazioni chimiche. Acidi, basi e soluzioni tampone. Sistemi tampone biologici. Classificazione, struttura, reattività e proprietà generali dei composti organici finalizzate alla interpretazione dei processi biochimici. Composti di rilevante interesse biologico: carboidrati, aminoacidi, lipidi, nucleotidi, polisaccaridi, proteine e acidi nucleici.
Contenuti sintetici
Il corso si prefigge di fornire allo studente gli strumenti necessari alla comprensione dei processi vitali a livello molecolare e le basi per identificare i legami causa - effetto dei processi chimici più rilevanti per il curriculum degli studi e la professione del medico. Queste conoscenze costituiranno la base elementare per l’interpretazione delle complesse reazioni che rappresentano la vita e saranno finalizzate ad introdurre lo studente al metodo scientifico, di tipo induttivo.
Programma esteso
ATOMI: Struttura atomica, isotopi, configurazione elettronica Tavola Periodica degli elementi
CHIMICA NUCLEARE: Radioattività e reazioni nucleari
LEGAME CHIMICO: Legame Ionico e Covalente. Legame idrogeno ed interazioni deboli.
REAZIONI CHIMICHE: Bilanciamento e Principio di Conservazione della Massa. Stechiometria, Concentrazione e Molarità
REAZIONI DI EQUILIBRIO - L’equilibrio chimico - Posizione dell’equilibrio, costante di equilibrio e fattori che le influenzano - La cinetica delle reazioni chimiche - Velocità di reazione e fattori che la influenzano
CATALISI DELLE TRASFORMAZIONI CHIMICHE - catalizzatori: come modificano la velocità delle reazioni chimiche -Catalizzatori enzimatici e loro attività e specificità
ASPETTI ENERGETICI DELLE REAZIONI CHIMICHE - Elementi di elettrochimica: potenziali redox e spontaneità delle reazioni di ossidoriduzione -Elementi di termodinamica: stato di un sistema, funzioni di stato e variabili termodinamiche, trasformazioni termodinamiche. -Elementi di termodinamica: interpretazione della spontaneità delle reazioni chimiche attraverso le funzioni di stato (entropia, entalpia, energia libera) -Spontaneità delle reazioni di equilibrio
ACIDI E BASI -Equilibri acido-base: definizioni di acido e base, forza degli acidi e delle basi in acqua; calcolo approssimato del pH - Acidità e basicità di soluzioni saline - Soluzioni tampone e loro potere tampone - I sistemi tampone del sangue
CONCETTI DI CHIMICA ANALITICA
CLASSIFICAZIONE, PROPRIETÀ GENERALI DEI COMPOSTI ORGANICI FINALIZZATE ALLA INTERPRETAZIONE DEI PROCESSI BIOCHIMICI - Proprietà chimico-fisiche - Isomeria strutturale e stereoisomeria – Isomeri ottici e isomeri geometrici - Struttura dei composti di coordinazione e loro importanza biologica
STRUTTURA, NOMENCLATURA E REATTIVITA’ DEI COMPOSTI ORGANICI - Idrocarburi, Alcoli, tioalcoli e analoghi; Amine, Composti carbonilici Acidi carbossilici e derivati degli acidi carbossilici, Composti polifunzionali
COMPOSTI DI RILEVANTE INTERESSE BIOLOGICO - Lipidi, Carboidrati, Aminoacidi, Nucleotidi.
POLIMERI BIOLOGICI Polisaccaridi, Peptidi e Proteine, Acidi nucleici
Prerequisiti
Conoscenze scientifiche a livello della Scuola Superiore e in particolare conoscenze elementari di matematica.
Modalità didattica
Lezioni frontali, esercitazioni, laboratori
- 25 lezioni da 2 ore svolte in modalità erogativa in presenza;
- 5 lezioni da 2 ore svolte in modalità erogativa da remoto;
- 9 esercitazione da 2 ore svolta in modalità interattiva in presenza;
- 2 esercitazioni da 2 ore svolte in modalità erogativa da remoto.
- 1 attività di laboratorio da 2 ore svolta in modalità interattiva in presenza.
Materiale didattico
F.A. Bettelheim, W.H. Brown, M.K. Campbell, S.O. Farrell. Chimica e Propedeutica Biochimica EdiSES.
Tiziana Bellini. Chimica Medica e Propedeutica Biochimica. Zanichelli.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Non sono previste prove in itinere
La valutazione consisterà in una prova solo scritta (con orale facoltativo su richiesta o dello studente o del docente) che servirà ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione degli argomenti trattati durante il corso e di saper risolvere i problemi. Per questi moduli lo studente dovrà rispondere a:
3 Domande a Risposta Aperta (anche con esercizi numerici) riguardanti rispettivamente gli argomenti di:
- chimica generale
- chimica organica
- composti biologici
19 Quiz a risposta multipla (5 risposte di cui una sola esatta)
(5 domande quiz per chimica generale - 5 domande quiz per chimica organica - 5 domande quiz per composti biologici - 4 domande quiz per proteomica)
Orario di ricevimento
Su appuntamento (e-mail) presso l'Edificio U28, I piano, stanza 1003
mail: giuseppe.paglia@unimib.it
tel: 02 64488157
Sustainable Development Goals
Aims
The student must achieve the knowledge on: Atomic structure, chemical bonds, solutions. Chemical reactions and catalysis. Energy aspects of chemical reactions.Acids and basis and buffer solutions. Organic compounds and functional groups: structural properties of organic molecules and chemical reactivity. The compounds of life: carbohydrates, amino acids, nucleotides, lipids. Proteins. Polysaccharides. Nucleic acids.
Contents
The primary goal of the course is to provide the tools for the understanding of the complex reactions that represent the molecular basis of life and to give to the student the basis to identify the cause-effect relations of the most important chemical processes for the curriculum and the work of a physician. This knowledge will form the primary basis for a rationale approach to the knowledge of medical sciences.
Detailed program
ATOMS AND ATOMIC STRUCTURE -Isotopes, electronic configuration Periodic Table of the elements -Nuclear Chemistry, Radioactivity and nuclear reactions - Chemical Bond: Ionic and Covalent Bond. Hydrogen bond and weak interactions - Chemical Reactions and Equations: Balance and Principle of Mass Conservation. Stoichiometry, Concentration and Molarity
BALANCE REACTIONS - Chemical equilibrium - Position of equilibrium, equilibrium constant and factors influencing it - The kinetics of chemical reactions - Speed of reaction and factors influencing it CATALYSIS OF CHEMICAL TRANSFORMATIONS - catalysts: how they modify the speed of chemical reactions - Enzyme catalysts and their activity and specificity
ENERGY ASPECTS OF CHEMICAL REACTIONS - Elements of electrochemistry: potential redox and spontaneity of redox reactions - Thermodynamic elements: state of a system, status functions and thermodynamic variables, thermodynamic transformations. - Thermodynamic elements: interpretation of the spontaneity of chemical reactions through the functions of state (entropy, enthalpy, free energy) -Spontaneity of equilibrium reactions.
ACIDS AND BASES - Acid-base balances: acid and base definitions, strength of acids and bases in water; approximate pH calculation - Acidity and basicity of salt solutions. Solution buffer and their buffering power - Blood buffer systems.
INTRODUCTION TO ANALYTICAL CHEMISTRY
CLASSIFICATION, GENERAL PROPERTIES OF ORGANIC COMPOUNDS FINALIZED TO THE INTERPRETATION OF BIOCHEMICAL PROCESSES - Physico-chemical properties - Structural isomerism and stereoisomerism - Optical isomers and geometric isomers - Structure of coordination compounds and their biological importance
STRUCTURE, NOMENCLATURE AND REACTIVITY OF ORGANIC COMPOUNDS - Hydrocarbons, alcohols, thioalcohols and analogues; Amines, Carbonyl compounds Carboxylic acids and carboxylic acid derivatives, Polyfunctional compounds
COMPOUNDS OF RELEVANT BIOLOGICAL INTEREST - Lipids, Carbohydrates, Amino Acids, Nucleotides
BIOLOGICAL POLYMERS Polysaccharides, Peptides and Proteins, Nucleic Acids
Prerequisites
Scientific knowledge at the high school level, particularly basic knowledge of mathematics.
Teaching form
Lectures, exercises, laboratories
- 25 lessons (2 hours) held in presence mode;
- 5 lessons (2 hours) held remotely;
- 9 exercise activities (2 hours) carried out in face-to-face delivery mode;
- 2 exercise activities (2 hours) carried out in remote delivery mode.
- 1 laboratory activity (2 hours) carried out in interactive mode in person.
Textbook and teaching resource
F.A. Bettelheim, W.H. Brown, M.K. Campbell, S.O. Farrell. Chimica e Propedeutica Biochimica EdiSES.
Tiziana Bellini. Chimica Medica e Propedeutica Biochimica. Zanichelli.
Semester
First semester
Assessment method
No ongoing tests
The evaluation will consist of a written test that will be used to ascertain the level of knowledge and ability to understand the topics covered during the course and to be able to solve problems.
For these modules the student will have to answer:
3 Open Response Questions (also with numerical exercises) concerning the topics of general chemistry, organic chemistry and biological compounds respectively
19 Single-answer quiz with 5 answers, of which only one is correct
Office hours
By appointment (e-mail) at Building U28, I floor, office 1003
mail: giuseppe.paglia@unimib.it
tel: 02 64488157
