II anno - Scienze e Tecnologie Chimiche

CORSO DI LAUREA IN
SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE
ECTS LABEL
Italiano
Titolo dell’insegnamento: FISICA II
Crediti: 8 CFU
Docente: prof. Giandomenico Sassi
Modalità di accertamento dell’apprendimento: Verifica della conoscenza degli elementi matematici
e fisici fondamentali per la comprensione dell'elettromagnetismo e dei primi elementi di meccanica
quantistica.
Modalità dell’esame: orale
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende presentare allo studente i contenuti fondamentali
dell’elettromagnetismo, e i primi elementi di crisi della fisica classica.
Programma: Campo e potenziale elettrico, legge di Coulomb, teorema di Gauss. Circuiti, legge di Ohm.
Campo magnetico, forza di Lorentz, leggi di Biot-Savart e Ampere. Induzione magnetica, leggi di Faraday e
Lens. Equazioni di Maxwell. Onde nello spazio vuoto. Energia e momento del campo. Moto di cariche in
campi elettrici e magnetici. Effetto Hall. Elementi di ottica geometrica. Principio di Huygens. Interferenza e
diffrazione. Polarizzazione. Energia radiante. Legge di Stefan-Boltzmann. Modello di Bohr. Teoria di Planck
del corpo nero. Effetto fotoelettrico e interpretazione di Einstein. Effetto Compton. Dualismo ondulatoriocorpuscolare della radiazione elettromagnetica. Produzione di raggi X. Generazione e annichilazione di
coppie.
Testo consigliato:
Halliday, Resnick, Krane , Fisica 2
English:
Title of the course: PHYSICS II
ECTS: 8
Lecturer: prof. Giandomenico Sassi
Checking knowledge and understanding: Inspection of the knowledge of the fundamental
mathematical and physical elements for the comprehension of electromagnetism and basic elements
of quantum mechanics.
Examination: oral
Aims: The lectures are intended to describe the fundamental contents of the electro-magnetism, and the first
elements of the crisis of classical physics .
Main topics: Electric field and potential, Coulomb law, Gauss theorem. Circuits, Ohm law, Magnetic field,
Lorentz force, Biot-Savart and Ampere laws. Magnetic induction, Faraday and Lens laws. Maxwell
equations. Waves in free space. Field energy and field momentum. Motion of charges in electric
and magnetic fields. Hall effect. Elements of geometrical optics. Huygens principle. Interference
and diffraction. Polarization. The radiation of energy. The law of Stefan-Boltzmann. Bohr’s model.
Planck's theory of cavity radiation. The photoelectric effect and Einstein's interpretation. Compton
effect. The dual nature of electromagnetic radiation. X-Rays production. Pair production and pair
annihilation.
Recommended reading:
Halliday, Resnick, Krane , Physics 2
CORSO DI LAUREA IN
SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE
ECTS LABEL
Italiano
Titolo dell’insegnamento: CHIMICA FISICA I
Crediti: 8 CFU (Frontali: 6 CFU; Esercitazioni: 2 CFU)
Docente: prof. Laura Bonati
Modalità di accertamento dell’apprendimento: verifica delle conoscenze sui fondamenti della chimica
quantistica e sulla cinetica delle reazioni chimiche; verifica sui metodi per effettuare studi cinetici.
Modalità dell’esame: scritto e orale
Obiettivi dell’insegnamento: Fornire le conoscenze di base sulla cinetica delle reazioni chimiche ed elementi
introduttivi alla chimica quantistica atomica e molecolare.
Programma: Cinetica chimica: Velocità di reazione ed equazioni cinetiche. Esperimenti cinetici.
Determinazione sperimentale di costanti di velocità e ordini di reazione. Stadi elementari e meccanismi a più
stadi. Individuazione del meccanismo di reazione. Dipendenza della velocità di reazione dalla temperatura.
Coordinata di reazione. Stato attivato e parametri di attivazione. Catalisi. Chimica quantistica: Insufficienze
della fisica classica per lo studio dei sistemi microscopici. Dalla meccanica classica alla meccanica
quantistica. Applicazione della meccanica quantistica a sistemi modello. Introduzione all'applicazione della
meccanica quantistica allo studio della struttura atomica e molecolare.
Esercitazioni: Metodi per effettuare studi cinetici.
English:
Title of the course: PHYSICAL CHEMISTRY I
ECTS: 8 (Lessons: 6 ECTS; Exercises: 2 ECTS)
Lecturer: prof. Laura Bonati
Checking knowledge and understanding: basic knowledge of quantum chemistry and knowledge of
chemical kinetics; methods for kinetic studies.
Examination: written and oral
Aims: To provide the fundamental concepts of chemical kinetics and introductory elements of atomic and
molecular quantum chemistry.
Main topics: Chemical kinetics: Rates of chemical reactions and rate laws. Kinetic experiments.
Experimental determination of the rate constant and the order of a reaction. Elementary steps and complex
mechanisms. Deducing the reaction mechanism. Temperature dependence. Reaction coordinate. Transition
state and activation parameters. Catalysis. Quantum chemistry: Limits of classical physics for studying
microscopic systems. From classical mechanics to quantum-mechanics. Applications of quantum-mechanics
to model systems. Introduction to the applications of quantum-mechanics to atomic and molecular structure.
CORSO DI LAUREA IN
SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE
ECTS LABEL
Italiano
Titolo dell’insegnamento:CHIMICA ORGANICA II E LABORATORIO
Crediti: 12 CFU (I modulo: Chimica Organica II 6 CFU; II modulo: Laboratorio di Chimica Organica 6
CFU)
Docenti: prof. Alessandro Abbotto, Dott. Luca Zoia
Modalità di accertamento dell’apprendimento: verifica delle conoscenze di base (linguaggio,
nomenclatura, struttura, reattività e meccanismi) dei composti organici aromatici ed eteroaromatici; verifica
delle tecniche di base di purificazione e sintesi dei composti organici.
Modalità dell’esame: orale
Obiettivi dell’insegnamento: Chimica organica aromatica (carbociclica ed eteroaromatica): descrizione,
sintesi e reattività
Programma: Approfondimento dei concetti di base esposti nel corso I. Si pone a livello intermedio,
contribuendo a fornire la preparazione di base ritenuta necessaria per un laureato di I livello. Principali
argomenti. Orbitali molecolari, aromaticità. Il benzene e l’anello aromatico. Sostituzione elettrofila
aromatica. Ammine aromatiche. Nitroderivati. Sali di diazonio. Derivati aromatici solforati. Alogeno
derivati. Sostituzione nucleofila aromatica. Fenoli. Chinoni. Naftalene e sistemi policiclici. Sistemi
eteroaromatici.
Laboratorio: tecniche di base di purificazione e sintesi dei composti organici; comportamento in laboratorio e
sicurezza nel laboratorio organico; cenno alle principali tecniche di caratterizzazione dell’identità e purezza
dei composti organici.
English:
Title of the course: ORGANIC CHEMISTRY II AND LABORATORY
ECTS: 12 (1st module: Organic Chemistry II 6 ECTS; 2nd module: Laboratory 6 ECTS)
Lecturers: prof. Alessandro Abbotto, Dott. Luca Zoia
Checking knowledge and understanding: basic knowledge (nomenclature, structure, reactivity,
mechanisms) of aromatic compounds; basic organic synthesis and purification skills.
Examination: oral
Aims: Intermediate Organic Chemistry (aromatic and heteroaromatic compounds).
Main topics: Molecular orbitals. Aromaticity. Benzene and the aromatic ring. Aromatic electrophylic
substitution. Aromatic amines. Nitroderivatives. Diazonium salts. Aromatic sulfur compounds. Aromatic
halogen compounds. Aromatic nucleophylic substitution. Fenols. Quinones. Naphthalene and polycyclic
systems. Heteroaromatic compounds.
Basic techniques of organic chemistry laboratory (synthesis, purification, and characterization).
CORSO DI LAUREA IN
SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE
ECTS LABEL
Italiano
Titolo dell’insegnamento: CHIMICA FISICA II e LABORATORIO
Modulo: CHIMICA FISICA II
Crediti: 7 (6 frontali + 1 esercitazioni numeriche)
Docenti: prof. Claudio Maria Mari, dott. Riccardo Ruffo
Modalità di accertamento dell’apprendimento: verifica delle conoscenze di base della termodinamica
classica anche attraverso esercitazioni numeriche.
Modalità dell’esame: prova scritta e orale.
Obiettivi dell’insegnamento: Il Corso, costituito da lezioni frontali (6 cfu) e da esercitazioni (1 cfu), si
propone di fornire i concetti fondamentali della termodinamica classica al fine dotare lo studente degli
strumenti di previsione e della capacità di risolvere problemi numerici necessari allo svolgimento della
pratica professionale.
Programma: Gas ideali e reali: loro proprietà. Il primo principio della termodinamica. Il secondo principio
della termodinamica. Le funzioni di Helmohtz e di Gibbs. Il terzo principio della termodinamica. Il
potenziale chimico. Dipendenza delle grandezze termodinamiche dalla composizione. La termochimica. Le
transizioni di fase. Le miscele. I diagrammi di fase a due componenti. L’equilibrio chimico. Cenni di
termodinamica elettrochimica.
Testi consigliati
P. Atkins, J. de Paula, Chimica Fisica, 5a ed. italiana, condotta sulla 9a ed. inglese, Zanichelli Editore
English
Title of the course: PHYSICAL CHEMISTRY II
Module: PHYSICAL CHEMISTRY II
ECTS: 7 (6 lecture + 1 numerical exercise)
Lecturers: prof. Claudio Maria Mari, Dr. Riccardo Ruffo
Checking knowledge and understanding: basic knowledge of thermodynamics as well as skill in problem
solving.
Examination: written and oral examination.
Aims: The course is devoted to the classical thermodynamics in order to give to the students the useful and
proper tools for the professional practice.
Main topics: Ideal and real gas: their properties. The first principle of thermodynamics. The second principle
of the thermodynamics. The Helmohtz and Gibbs function. The third principle of thermodynamics. The
chemical potential. Open systems and change of composition. Thermochemistry. Physical transformation of
pure materials and simple mixtures. The chemical equilibrium. Introduction to the electrochemical
thermodynamics.
Suggested textbooks
P. Atkins, J. de Paula, Chimica Fisica, 5a ed. italiana, condotta sulla 9a ed. inglese, Zanichelli Editore
CORSO DI LAUREA IN
SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE
ECTS LABEL
Italiano
Titolo dell’insegnamento: CHIMICA FISICA II e LABORATORIO
Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA FISICA
crediti: 6 (1 frontale, 4 laboratorio, 1 esercitazioni)
Docenti: prof. Ugo Cosentino, dott. Claudio Greco, dott. Ricardo Ruffo
Modalità di accertamento dell’apprendimento: verifica delle conoscenze di base di termodinamica e
cinetica alla base delle esperienze realizzate in laboratorio.
Modalità dell’esame: relazione tecnica ed esame orale
Obiettivi dell’insegnamento:
Integrare l'apprendimento degli argomenti di termodinamica e cinetica con esperienze di laboratorio ed
esercitazioni numeriche. Fornire la manualità e gli elementi metodologici per l'esecuzione di una
sperimentazione chimico fisica. Fornire le competenze necessarie a risolvere problemi numerici di
termodinamica.
Programma:
Esperienze di laboratorio. Misure calorimetriche di transizioni di fase e determinazione calore di
combustione mediante bomba calorimetrica. Determinazione legge di velocità di una reazione chimica.
Determinazione parametri cinetici di reazioni chimiche mediante conduttimetria e spettroscopia UV-vis.
Determinazione parametri termodinamici di reazioni chimiche mediante spettroscopia UV-Vis. Esercitazioni
numeriche relative a problemi termodinamici.
Testi consigliati
Dispense fornite dai docenti
Chimica Fisica, Peter W. Atkins, Julio De Paula
English
Title of the course: PHYSICAL CHEMISTRY II AND LABORATORY
Module: PHYSICAL CHEMISTRY LABORATORY
credits: 6 (1lecture , 4 laboratory, 1group exercise )
Lecturers: prof. Ugo Cosentino, dott. Claudio Greco, dott. Riccardo Ruffo
hecking knowledge and understanding: assessment of basic knowledge of thermodynamic and chemical
kinetic applied in the laboratory experiences.
Examination: technical report and oral examination.
Aims: To integrate the learning of the thermodynamic and kinetic arguments by laboratory experiences. To
provide manual skill and methodologies for the execution of chemical physic experiments. To provide tools
to solve basic thermodynamic problems
Main topics:
Laboratories experiments. Calorimetric measurements of phase transitions. Heat combustion determination
by calorimetric bomb. Rate law determination. Determination of kinetic reaction parameters by
conductimetric methods and UV spectroscopy. Determination of thermodynamic reaction parameters by UVVis spectroscopy. Numeric exercise about basic thermodynamic problems.
Suggested textbooks
Lecture notes of the teachers
Chimica fisica, Peter W. Atkins, Julio De Paula
CORSO DI LAUREA IN
SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE
ECTS LABEL
Italiano
Titolo dell’insegnamento: CHIMICA INORGANICA I E LABORATORIO
crediti: 10 cfu
Docente: Prof. Roberto Scotti
Modalità di accertamento dell’apprendimento: conoscenza dei fondamenti generali della chimica
inorganica e della chimica degli elementi e dei loro composti.
Modalità dell’esame: esame orale
Obiettivi dell’insegnamento: completare ed approfondire le nozioni di chimica degli elementi; porre le basi
per una corretta interpretazione delle relazioni tra struttura e reattività;
Programma: Richiami di struttura atomica e periodicità degli elementi. – Introduzione al legame chimico.
Il legame e le proprietà dei composti covalenti e ionici - La struttura dei solidi - Chimica acido-base e
accettore-donatore – Reazioni di ossidazione e riduzione - Caratteristiche generali e periodicità degli
elementi s e p e dei metalli di transizione – L’idrogeno – I gruppi 1 e 2 – Il gruppo del boro – Il gruppo del
carbonio - Il gruppo dell’azoto – Il gruppo dell’ossigeno – Gli alogeni- La chimica dei metalli di transizione.
Composti di coordinazione. Numero e simmetria di coordinazione. Classificazione dei leganti. Le costanti di
stabilità. Il legame chimico nei composti di coordinazione. Reazioni dei complessi: sostituzione, redox,
isomerizzazione. Composti metallorganici.
Laboratorio: esperienze di sintesi e reattività di composti dei gruppi principali e dei metalli di transizione
English
Title of the course: INORGANIC CHEMISTRY I AND LABORATORY
Ects: 10
Lecturer: Prof. Roberto Scotti
Check of knowledge and learning: Knowledge of the general basics of the inorganic chemistry and of the
chemistry of the elements and their compounds.
Examination: oral examination
Aims: deepening of the chemistry of the elements aimed to point out the relations between structure and
chemical reactivity.
Main topics: Atomic structure – Introduction to the chemical bond. The bonding and the properties
of covalent and ionic compounds – The structure of the solids - Chemistry of acid/base and
donor/acceptor.- Reactions of oxidation and reduction – Main properties and periodicity of s and p
groups and of transition metals. - Hydrogen – Groups 1 and 2 – Group of boron – Group of carbon
– Group of nitrogen – Group of oxygen – Halogens- The chemistry of transition metals.
Coordination compounds. Coordination number and symmetry. Classification of ligands. The constant of
stability. The chemical bond in the coordination compounds. Reaction of complexes: substitution, redox,
isomerization. Metallorganic compounds.
Laboratory: experiences of synthesis and reactivity of the main group element and of transition
metals.
CORSO DI LAUREA IN
SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE
ECTS LABEL
Italiano
Titolo dell’insegnamento: ELEMENTI DI BIOCHIMICA
Crediti: 6
Docente: prof. Paolo Parenti
Modalità di accertamento dell’apprendimento: verifica delle conoscenze di base della struttura e funzione
delle biomolecole; verifica delle conoscenze di cinetica e inibizione enzimatica e delle principali vie
metaboliche in animali e piante; verifica delle tecniche biochimiche di base.
Modalità dell’esame: orale
Obiettivi dell’insegnamento: Fornire le conoscenze di base della catalisi enzimatica e dei processi
biochimici che avvengono negli organismi viventi.
Programma:
Biomolecole e acqua. Aminoacidi e legame peptidico. Struttura tridimensionale delle proteine e funzione.
Catalisi e cinetica enzimatica: equazione di Henri-Michaelis-Menten. Il dosaggio enzimatico. Equazione dei
doppi reciproci. Inibizione enzimatica. Nucleotidi e acidi nucleici. Lipidi e membrane biologiche.
Bioenergetica e ruolo dell'ATP. Metabolismo: glicolisi, via dei pentoso fosfati, fermentazione lattica e
alcoolica, Ciclo di Krebs e reazioni anaplerotiche, ciclo del gliossilato, beta-ossidazione degli acidi grassi e
corpi chetonici, degradazione degli aminoacidi e ciclo dell’urea, fissazione dell’anidride carbonica nelle
piante, gluconeogenesi, biosintesi degli acidi grassi. Tecniche biochimiche di base: preparazione dei
campioni, centrifugazione, elettroforesi, tecniche immunologiche ed enzimatiche.
English:
Title of the course: ELEMENTS OF BIOCHEMISTRY
ECTS: 6
Lecturer: prof. Paolo Parenti
Checking knowledge and understanding: basic knowledge of the structure and function of biomolecules;
basic knowledge of enzyme kinetics and inhibition and metabolic pathways in animals and plants; basic
biochemical techniques.
Examination: oral
Aims: Provide basic knowledge of enzyme catalysis and biochemical processes occurring in living
organisms.
Main topics: Biomolecules and water. Amino acids and peptide bond. Protein structure and function.
Enzyme catalysis and enzyme kinetics: the equation of Henri-Michaelis-Menten. The enzyme assay.
Lineweaver-Burk equation. Enzyme inhibition. Nucleotides and nucleic acids. Lipids and biological
membranes. Bioenergetics and the role of ATP. Metabolism: glycolysis, pentose phosphate pathway, lactic
acid and alcoholic fermentation, citric acid cycle and anaplerotic reactions, glyoxylate cycle, beta-oxidation
of fatty acids and ketone bodies, degradation of amino acids and urea cycle, carbon dioxide fixation in
plants, gluconeogenesis, fatty acid biosynthesis. Basic biochemical techniques: sample preparation,
centrifugation, electrophoresis, enzymatic and immunological techniques.