Scuola di Medicina e Chirurgia
Università Magna Graecia di Catanzaro
Università Magna Graecia di Catanzaro
| Modulo | Docente | CFU |
|---|---|---|
| CHIMICA | Francesco Saverio Costanzo | 1 |
| CHIMICA | Non presente | 5 |
Universita’ degli Studi di Catanzaro “Magna Graecia”
Chimica Applicata alle Scienze Biomediche
A.A. 2020-2021 - Programma di esame
Struttura atomica
Atomo e particelle subatomiche - Numero atomico e numero di massa - Isotopi - Peso atomico - Orbitali atomici - Numeri quantici - Principio di esclusione di Pauli - Regola di Hund - Forma degli orbitali - Scala energetica degli orbitali - Riempimento elettronico degli atomi - Configurazione elettronica degli elementi - Caratteristiche dei gas nobili - Regola dell'ottetto - Tavola periodica degli elementi: gruppi e periodi - Proprietà periodiche - Elettronegatività e sua variazione nell'ambito del sistema periodico.
Legame chimico e concetto di mole
Legami chimici: legame ionico - Legame covalente omeopolare - Orbitali molecolari e - Legame covalente semplice, doppio e triplo - Legame covalente polarizzato - Legame dativo - Formule di struttura di composti inorganici - Ibridazione sp3, sp2 ed sp - Geometria e polarità delle molecole - Legame a idrogeno - Forze di Van der Waals - Definizione di molecola e di peso molecolare - Peso formula - Grammo-atomo e mole - Sottomultipli della mole - Numero di Avogadro - Calcoli stechiometrici sul concetto di mole.
Nomenclatura dei composti inorganici
Definizione di elemento e composto - Simboli degli elementi - Formula di una sostanza e suo significato qualitativo e quantitativo - Ossidi ed anidridi: nomenclatura, formule di struttura e proprietà dei principali termini - Idrossidi: nomenclatura, formule e proprietà dei principali termini - Nomenclatura, formule di struttura e proprietà dei principali idracidi ed ossiacidi - Sali: nomenclatura, formule e proprietà dei principali termini.
Aspetti energetici delle reazioni chimiche
Trasformazioni chimiche - Legge della conservazione della massa - Bilanciamento e classificazione delle reazioni chimiche. - Calcoli stechiometrici: reagenti limitanti ed in eccesso.
Velocità di reazione - Effetto della natura e concentrazione dei reagenti e della temperatura sulla velocità di reazione - Equazione di Arrhenius - Energia di attivazione - Catalizzatori - Equilibrio chimico e costante di equilibrio - Effetto della temperatura sulla costante di equilibrio - Principio dell'equilibrio mobile – Funzioni termodinamiche delle trasformazioni chimiche (H, S, G) e relazione con la costante di equilibrio - Reazioni eso- ed endoergoniche, spontanee e non – Funzioni termodinamiche in condizioni biologiche (G°’).
Proprietà dell'acqua e delle soluzioni acquose
Caratteristiche dello stato liquido - Proprietà dell'acqua e meccanismi di solubilizzazione dei composti polari e ionici - Soluzioni acquose di gas ed effetto della temperatura e della pressione sulla solubilità dei gas - Modi di esprimere la concentrazione di una soluzione: molarità, percento: applicazioni numeriche.
Dissociazione elettrolitica - Forza di un elettrolita: grado di dissociazione - Concentrazione teorica ed effettiva di una soluzione: coefficiente isotonico ed indice di dislocazione - Diffusione ed osmosi - Membrane semipermeabili - Pressione osmotica ed oncotica - Soluzioni isotoniche, ipotoniche ed ipertoniche - Soluzioni fisiologiche.
Dissociazione dell'acqua e suo prodotto ionico (Kw) - Definizione di acidità e basicità - Definizione di pH, pOH e pKw - Acidi e basi secondo Brönsted-Lowry - Forza di un acido e di una base: costante di dissociazione acida (Ka) e basica (Kb) - pKa e pKb - Dissociazione graduale di elettroliti polivalenti - Calcolo del pH di soluzioni acquose di acidi e basi.
Idrolisi salina - Soluzioni tampone: definizione, proprietà e meccanismi di funzionamento - Equazione di Henderson-Hasselbalch - Potere tampone e fattori che lo influenzano - Sistemi tampone biologici: equilibrio acido base nel sangue - Calcolo del pH di soluzioni tampone.
Processi di ossido-riduzione
Numero di ossidazione e suo calcolo - Reazioni di ossido-riduzione - Agenti ossidanti e riducenti - Semireazioni - Potenziali redox e serie elettrochimica degli elementi – Potenziali standard (E0) ed in condizioni biologiche (E0’) - Equazione di Nernst – Principi di bioenergetica: trasformazione di forza elettromotrice in energia libera.
Molecole organiche semplici
Proprietà del carbonio e definizione di molecola organica - Riconoscimento dei diversi tipi di ibridazione del carbonio in molecole organiche - Idrocarburi alifatici saturi ed insaturi: nomenclatura e caratteristiche strutturali di alcani, alcheni ed alchini. Idrocarburi aromatici: caratteristiche strutturali - Nomenclatura IUPAC degli idrocarburi e dei corrispondenti radicali.
Struttura dei principali gruppi funzionali e loro caratteristiche polari – Elettrofili e nucleofili - Rilevanza del gruppo funzionale per le caratteristiche fisiche di un composto organico: legami a idrogeno e meccanismi di solubilizzazione in acqua - Reazioni tra molecole organiche semplici rappresentate mediante formule di struttura.
Isomeria e sua rilevanza biologica - Isomeria di catena, di posizione, di funzione e geometrica - Isomeria ottica (enantiomeria, diasteroisomeria ed epimeria) - Serie stereochimiche e criteri per l'appartenenza di un composto ad una serie.
Nomenclatura, proprietà chimico-fisiche e caratteristiche strutturali di alcoli, fenoli, eteri - Nomenclatura, proprietà chimico-fisiche e caratteristiche strutturali di aldeidi e chetoni - Semiacetali e semichetali - Aldoimmine e chetoimmine - Nomenclatura, proprietà chimico-fisiche e caratteristiche strutturali di acidi carbossilici - Esteri - Nomenclatura, proprietà chimico-fisiche e caratteristiche strutturali di ammine - Ammidi - Composti poli-funzionali di importanza biologica.
Molecole e macromolecole biologiche
Amminoacidi: differenti tipi di classificazione - Proprietà chimiche, fisiche ed ottiche degli amminoacidi - Punto isoelettrico - Formazione e struttura del legame peptidico e sue caratteristiche geometriche - Polipeptidi e proteine - I quattro livelli di organizzazione strutturale delle proteine e descrizione delle forze che le stabilizzano - Struttura primaria, secondaria (alfa-elica, foglietto beta, ripiegamenti), terziaria e quaternaria - Struttura di proteine globulari e fibrose. Principali modificazioni post-traduzionali delle proteine.
Idrati di carbonio e loro classificazione, struttura e proprietà - Monosaccaridi: principali aldosi e chetosi e loro forme aperte e cicliche - Anomeria - Legame O-glicosidico - Disaccaridi: saccarosio e lattosio - Polisaccaridi: glicogeno, amido e cellulosa.
Lipidi: classificazione e proprietà - Struttura e proprietà dei principali costituenti dei lipidi: glicerolo, acidi grassi saturi ed insaturi, sfingosina, colina - Struttura e proprietà di: trigliceridi, acidi fosfatidici e fosfolipidi (lecitine e cefaline), sfingomieline, gangliosidi e cerebrosidi, steroli (colesterolo) - Caratteristice anfipatiche dei fosfolipidi e loro rilevanza nella formazione del doppio strato lipidico delle membrane biologiche.
Basi puriniche e pirimidiche: struttura e proprietà di adenina, guanina, citosina, timina ed uracile - Tautomeria cheto-enolica di basi puriniche e pirimidiniche - Legame N-glicosidico tra basi azotate e ribosio/deossiribosio - Nucleosidi - Nucleotidi - Acidi nucleici: struttura primaria del DNA ed RNA - Struttura a doppia elica del DNA - Differenti tipi di RNA.
Testi consigliati
F.A. Bettelheim, W.H. Brown, M.K. Campbell, S.O. Farrell: Chimica e Propedeutica Biochimica., EdiSES.
K.J. Denniston, J.J. Topping, R.L. Caret: Chimica Generale, Chimica Organica, Propedeutica Biochimica. Ed. MacGraw-Hill.
Testi Utili per la consultazione
J.C. Kotz, P. Treichel, R.F. Weaver: Chimica Generale, EdiSES.
Whitten K.W., Davis R.E., Peck M.L., Stanley G.G. : Chimica Generale, Ed. Piccin
Atkins P., Jones L. Principi di Chimica, Ed. Zanichelli
D.L. Nelson, M.M. Cox: Principi di Biochimica di Lehninger. Ed. Zanichelli, Bologna.