D3a - Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Ambientali - Guida degli insegnamenti (Syllabus)

Programma

Nuova ricerca Nuova ricerca    Stampa scheda Stampa scheda

CHIMICA GENERALE E ORGANICA
GIORGIO TOSI

Sede Agraria
A.A. A.A. 2016-2017
Crediti 12
Ore 108
Periodo Corso annuale
Lingua ITA
Codice U-gov (STA SFA STAL) 3A476

Prerequisiti

Conoscenza di elementi di base della Chimica e della Fisica.



Modalità di svolgimento del corso

Sono previste lezioni teoriche (12 CFU, 108 ore) nel corso delle quali verranno anche presentati quesiti a soluzione guidata circa i più significativi argomenti. Al corso frontale è affiancata un’attività didattica in modalità e-learning su piattaforma Moodle, contenente tutte le diapositive discusse a lezione insieme con problemi proposti nelle prove scritte, e relative soluzioni che permettono agli studenti di valutare il proprio livello di preparazione.



Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e comprensione

L’insegnamento consente agli studenti di acquisire le conoscenze di base dei meccanismi delle trasformazioni e delle interazioni delle relative tematiche nel settore della chimica generale e della chimica organica allo scopo di fornire elementi atti a comprenderne l’azione negli organismi viventi vegetali ed animali.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

Lo studente dovrebbe acquisire la capacità di interpretare e definire meccanismi di reazione in modo da applicarle successivamente all’interno di altri corsi a soggetto chimico, come chimica biologica e chimica agraria.

Competenze trasversali:

La soluzione dei problemi proposti, con procedura singola e di gruppo, contribuisce a migliorare nello studente sia l’intuizione che la capacità comunicativa che deriva anche dal lavoro in gruppo e la capacità di apprendimento.



Programma

Parte A - Chimica Generale  (Lezioni frontali, 6 CFU, 54  ore)

1. Classificazioni della materia. Proprietà fisiche e chimiche della materia. Unità di misura. Massa atomica e numero di Avogadro. Reazioni chimiche ed equazioni chimiche.

2. La teoria atomica. La struttura dell’atomo. Numero atomico, numero di massa e isotopi. La tavola periodica. Molecole e ioni. Formule chimiche. I nomi dei composti chimici.

3. Dalla fisica classica alla teoria quantistica. L’effetto fotoelettrico. L’atomo di idrogeno. La doppia natura dell’elettrone. I numeri quantici. Orbitali atomici e configurazione elettronica.  Sviluppo della tavola periodica. Classificazione periodica degli elementi. Variazione periodica delle proprietà. Energia di ionizzazione. Affinità elettronica. Variazione delle proprietà chimiche in elementi significativi.  

4. Strutture di Lewis a punti. Il legame ionico. Ilo legame covalente. L’elettronegatività. L’entalpia di legame. Geometrie molecolari. Momenti dipolari. Ibridizzazione degli orbitali atomici in molecole che contengono legami doppi e tripli.  

5. Pressione di un gas. Le leggi dei gas. L’equazione dei gas ideali. Legge di Dalton delle pressioni parziali. Teoria cinetica molecolare dei gas. 

6. Proprietà generali delle soluzioni acquose. Reazioni di precipitazione. Reazioni acido-base. Reazioni redox. Concentrazione delle soluzioni. Stechiometria delle soluzioni. Tipi di soluzioni. Aspetto molecolare del processo di solvatazione. Unità di concentrazione. Effetto della temperatura sulla solubilità. Effetto della pressione sulla solubilità dei gas. Proprietà colligative. 

7. La natura dell’energia e i tipi di energia. Variazioni di energia nelle reazioni chimiche. Introduzione alla termodinamica. Entalpia delle reazioni chimiche. Entalpia standard di formazione e di reazione. 

8. Le tre leggi della termodinamica. Processi spontanei. Entropia. La seconda legge della termodinamica. Energia libera di Gibbs. Energia chimica ed equilibrio chimico.  

9. La teoria cinetica molecolare dei liquidi e dei solidi. Forze intermolecolari. Proprietà dei liquidi. Struttura cristallina. Legami nei solidi. Variazioni di fase. Diagrammi di fase.  

10. Velocità di una reazione. Leggi della velocità di reazione. Energia di attivazione e dipendenza delle costanti di velocità dalla temperatura. Stati di transizione e intermedi. Meccanismi di reazione. La catalisi.   

11. Il concetto di equilibrio. Modi di esprimere le costanti di equilibrio. Significato di una costante di equilibrio. Fattori che influenzano l’equilibrio chimico.

12. Acidi e basi di Brønsted. Le proprietà acido-base dell’H2O. Il pH come misura dell’acidità. Forza di acidi e basi. Acidi deboli e loro costanti di ionizzazione. Basi deboli e loro costanti di ionizzazione. La relazione fra le costanti di ionizzazione acido-base coniugata. Struttura molecolare e forza degli acidi. Acidi e basi di Lewis.   

13. Equilibri omogenei ed eterogenei. Soluzioni tampone. Titolazioni acido-base. Indicatori acido-base. Equilibri di solubilità.  

14. Reazioni redox. Celle galvaniche. Potenziali di riduzione standard. Termodinamica delle reazioni redox.  

 

Parte B - Chimica Organica  (lezioni frontali, 6 CFU, 54 ore):

1.Introduzione alla struttura delle molecole organiche e ai tipi di legami. Orbitali atomici e configurazione elettronica. I legami chimici. Come rappresentare una struttura organica. Gruppi funzionali e nomenclatura dei composti organici.

2. Il concetto di mesomeria. Interazioni non covalenti. Relazione fra le interazioni non covalenti e le proprietà fisiche dei composti organici.

3.Conformazioni di molecole a catena lineare e di molecole organiche cicliche. Configurazioni e stereoisomeria: chiralità e centri di chiralità. Enantiomeri e diastereomeri.

4.Introduzione ai meccanismi di reazione. Termodinamica e cinetica delle reazioni organiche. La coordinata di reazione. Definizione del concetto di elettrofilo e nucleofilo.

5.I processi acido-base. Effetti strutturali sulla acidità e sulla basicità.

6.La sostituzione nucleofila al carbonio sp3. Sostituzione nucleofila associativa: SN2. Sostituzione nucleofila dissociativa: SN1. Gruppi uscenti e loro caratteristiche. Previsione di un meccanismo SN1 o SN2 a partire dalle caratteristiche strutturali.

7.Le reazioni di eliminazione e la formazione di doppi legami. Meccanismi E1 ed E2.

8.I sistemi p come basi e come nucleofili. Il processo di addizione elettrofila. Cationi intermedi di reazione e loro stabilizzazione. Cationi intermedi nelle reazioni di alchilazione di sistemi aromatici.

9.Addizione di nucleofili al carbonio carbonilico. Tautomeria cheto-enolica. Effetti sterici ed elettronici nel processo di addizione. Tipi di nucleofili. Nucleofili al carbonio: lo ione cianuro e gli anioni enolato. La reazione aldolica, la reazione retroaldolica e la condensazione aldolica. 10.Addizione di nucleofili al carbonio carbonilico con eliminazione. Nucleofili al carbonio e formazione di composti b-dicarbonilici. Addizione di nucleofili a sistemi a,b-insaturi. 



Modalità di svolgimento dell'esame

Metodi di valutazione dell’apprendimento:

 

L’esame prevede una prova scritta ed una prova orale..

Criteri di valutazione dell’apprendimento:

Nella prova scritta, composta da 5 esercizi, lo studente deve dimostrare conoscenza dei principali argomenti della Chimica Generale. Nell’ambito della prova orale, nella quale verrà discusso anche l’elaborato scritto, lo studente deve dimostrare la conoscenza di  argomenti inerenti la chimica generale e la chimica organica.

 

Criteri di  misurazione dell’apprendimento:

L’attribuzione del voto finale è in trentesimi.

 

Criteri di attribuzione del voto finale:

A ciascuno dei 5 esercizi della prova scritta verrà assegnato un voto da 0 a 6. Per l’ammissione alla prova orale, lo studente dovrà ottenere un voto non inferiore alla metà dei punti disponibili. L’esame si considera superato quando, dopo la prova orale, il punteggio finale è uguale o superiore a 18/30. Il voto finale viene formulato aggiungendo a quello della prova scritta quello ottenuto alla prova orale fino ad un massimo di sei punti. . E’ previsto anche il voto di eccellenza pari a 30/30 e lode che si attribuisce nel caso in cui la somma fra scritto ed orale sia superiore a 30 e lo studente dimostri una completa padronanza della materia.

 



Testi consigliati

Whitten, K.W., Davis, R.E., Peck, M.L., Stanley, G.G. “Chimica Generale”, VII Ed., Piccin

Hart, H., Craine, L.E., Hart D. J. “Chimica Organica” Zanichelli

 

Orario di ricevimento

Lunedì dalle 12.00 alle 13.00;

Martedì dalle 12.00 alle 13.00

 

 



Corsi di laurea
  • C.L.T. - Scienze Forestali ed Ambientali (SFA)




Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427