ELEMENTI DI CHIMICA GENERALE, INORGANICA ED ORGANICA (MOD II)

Insegnamento
ELEMENTI DI CHIMICA GENERALE, INORGANICA ED ORGANICA (MOD II)
Insegnamento in inglese
Settore disciplinare
CHIM/06
Corso di studi di riferimento
SVILUPPO SOSTENIBILE E CAMBIAMENTI CLIMATICI
Tipo corso di studio
Laurea
Crediti
5.0
Ripartizione oraria
Ore Attività Frontale: 40.0
Anno accademico
2021/2022
Anno di erogazione
2021/2022
Anno di corso
1
Percorso
PERCORSO COMUNE
Docente responsabile dell'erogazione
PERRONE SERENA

Descrizione dell'insegnamento

Per un proficuo apprendimento della didattica erogata è utile possedere le seguenti conoscenze di base:

  • Chimica generale ed inorganica: struttura dell’atomo, protoni, neutroni ed elettroni, elettrostatica elementare, orbitali atomici, orbitali ibridi, configurazioni elettroniche, elettronegatività, andamento dell’elettronegatività nella tavola periodica, legami ionici e legami covalenti. Struttura e rappresentazione delle molecole (formule di Lewis), concetto di equilibrio chimico e costante di equilibrio, costanti di acidità ( Ka e pKa), scala logaritmica dell’acidità (pH), acidi e basi, reazioni di ossido-riduzione.
  • Matematica: logaritmi e scale logaritmiche.
  • Fisica: temperatura, energia, calore, energia cinetica.

Il modulo ha l’obiettivo di fornire agli studenti una conoscenza di base della chimica organica attraverso lo studio della struttura, delle proprietà chimico-fisiche e delle principali reazioni chimiche che coinvolgono le molecole organiche. Il modulo si propone inoltre di fornire agli studenti un quadro generale sulla “Green Chemistry”. Saranno anche esposti i dodici principi della “Green Chemistry” e particolare attenzione sarà rivolta ai processi sintetici per la produzione sostenibile di molecole di interesse farmaceutico e biologico. Lo studente potrà applicare conoscenze e competenze acquisite durante il corso per predire le proprietà e la reattività delle molecole organiche più comuni sulla base delle loro proprietà chimico-fisiche e della loro natura stereo-elettronica. Lo studente, al termine del corso, dovrà possedere gli strumenti per affrontare lo studio dei fenomeni naturali in sistemi più complessi.

Obiettivi formativi

L’obiettivo principale del modulo è che lo studente sappia applicare, a casi pratici e ad esempi concreti, le conoscenze di base della chimica organica. Lo studente, attraverso lo studio della struttura, delle proprietà chimico-fisiche e della reattività delle molecole organiche più comuni, svilupperà adeguate competenze per affrontare le problematiche inerenti sistemi più complessi.

 

Conoscenze e comprensione

Il percorso formativo del modulo è strutturato in modo tale che lo studente acquisisca, in riferimento ai composti organici più comuni, le seguenti conoscenze:

  • Nomenclatura IUPAC;
  • Proprietà stereo-elettroniche;
  • Principali trasformazioni organiche;
  • Meccanismi di reazione più frequenti.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Sulla base delle conoscenze acquisite in modo razionale (non mnemonico), lo studente sarà in grado di:

  • riconoscere le molecole organiche in base ai gruppi funzionali presenti
  • comporre il nome IUPAC delle più comuni molecole organiche
  • rappresentare con gli opportuni strumenti grafici le principali molecole organiche
  • riconoscere le principali tipologie di trasformazioni delle molecole organiche ed i relativi meccanismi

 

Autonomia di giudizio

Dato un processo chimico, caratteristico delle sostanze organiche più comuni, lo studente sarà in grado di valutare autonomamente quali parametri del sistema considerare rilevanti ai fini dell’interpretazione del fenomeno. Obiettivo del corso è anche quello di fornire allo studente le conoscenze necessarie per predire la reattività e le proprietà chimico-fisiche delle molecole organiche sulla base della loro natura stereo-elettronica.

 

Abilità comunicative

Lo studente sarà in grado di esporre con chiarezza i fenomeni chimici basilari attinenti ai composti organici più comuni e alle problematiche inerenti alla tematica dello sviluppo sostenibile e dei cambiamenti climatici. Egli adotterà un linguaggio scientificamente rigoroso e utilizzerà le opportune rappresentazioni grafiche proprie della materia e del metodo scientifico in generale.

 

Capacità di apprendimento

Sulla base delle conoscenze acquisite durante il corso, lo studente svilupperà nuove capacità di apprendimento ed approfondimento dei temi propri della chimica organica, e svilupperà adeguate competenze per affrontare le questioni inerenti alla tematica dello sviluppo sostenibile e dei cambiamenti climatici.

Lezioni frontali,alla lavagna e con l’ausilio di supporti multimediali, basate su una continua interazione docente/studente e sull’intervento degli studenti per la risoluzione di brevi esercizi. Esercitazioni in aula (alla lavagna).

Il conseguimento dei crediti attribuiti al modulo è ottenuto mediante una prova orale atta all'accertamento delle conoscenze, abilità e competenze acquisite, relative alla nomenclatura dei composti organici, stereochimica, proprietà acido-base dei composti organici, ai meccanismi delle reazioni organiche più comuni e/o alla risoluzione di semplici problemi d'interesse nell’ambito della tematica dello sviluppo sostenibile e dei cambiamenti climatici.

La votazione finale è espressa in trentesimi, con eventuale lode. Nell’attribuzione del punteggio finale si terrà conto: del livello di conoscenze teoriche acquisite (50%); della capacità di applicare le conoscenze acquisite (30%); dell’autonomia di giudizio (10%); delle abilità comunicative (10%).

Il calendario esami è consultabile al seguente link: https://www.scienzemfn.unisalento.it/536

Recapiti e orario di ricevimento del docente:

 

Dal lunedì al venerdì dalle ore 10 alle ore 13, previo appuntamento via e-mail all’indirizzo serena.perrone@unisalento.it, c/o Palazzina della Chimica Organica (B8), piano terra, stanza 03.

 

Il docente è tutor degli studenti riportati al seguente link:  https://www.scienzemfn.unisalento.it/web/834089/1088 che saranno ricevuti dal lunedì al venerdì dalle ore 10 alle ore 13, previo appuntamento via e-mail all’indirizzo serena.perrone@unisalento.it, c/o Palazzina della Chimica Organica (B8), piano terra, stanza 03.

Introduzione alla Chimica Organica: struttura elettronica degli atomi, legami chimici ionici e covalenti, teoria VB, teoria VSEPR, strutture di Lewis. Ibridazione dell’atomo di carbonio. Cenni alla teoria degli orbitali molecolari. Carbocationi, carbanioni, radicali. Strutture di risonanza. Acidi e basi secondo Bronsted-Lowry, secondo Lewis, valori tipici di pKa dei principali acidi organici, effetti strutturali sulla acidità dei composti organici. Forze di attrazione intermolecolari (Van der Waals, legame a idrogeno) e influenza sulle proprietà fisiche dei composti organici. Principali gruppi funzionali in chimica organica.

Alcani e cicloalcani: struttura, isomeria strutturale, nomenclatura, analisi conformazionale. Tensione d’anello nei cicloalcani. Reazioni di combustione.

Stereochimica: isomeria, chiralità, stereocentri, configurazioni assolute (R ed S). Attività ottica, luce polarizzata e polarimetro, potere rotatorio specifico. Molecole con più stereocentri.

Reazioni di sostituzione nucleofila alifatica: meccanismo bimolecolare ed unimolecolare (SN2, SN1).

Reazioni di eliminazione: classificazione, β-eliminazione, meccanismi E2 ed E1.

Alcheni: struttura, nomenclatura, isomeria, stabilità, metodi di preparazione: da alogenuri alchilici, da alcooli. Reazioni degli alcheni: idrogenazione catalitica, addizione elettrofila.

Alchini: struttura, nomenclatura, acidità, metodi di preparazione: via ione acetiluro, da alcheni. Reazioni degli alchini: idrogenazione, addizione di HX, idratazione, tautomeria cheto-enolica.

Dieni: isolati, cumulati, coniugati, risonanza, stabilità.

Composti aromatici: il benzene, energia di risonanza, regola di Hückel, delocalizzazione degli elettroni. Nomenclatura di benzeni sostituiti. Reazioni di sostituzione elettrofila aromatica.

Alcoli: struttura, nomenclatura, acidità, metodi di preparazione mediante reazioni di riduzione ed agenti riducenti; reazioni degli alcoli: ossidazioni ed agenti ossidanti.

Eteri: struttura, nomenclatura, metodi di preparazione, sintesi di Williamson.

Epossidi: metodi di preparazione, reazioni con nucleofili forti e deboli.

Aldeidi e chetoni: Struttura, nomenclatura, metodi di preparazione. Reazioni con nucleofili forti e deboli.

Acidi carbossilici e derivati: struttura, nomenclatura degli acidi, cloruri acilici, anidridi, esteri, ammidi. Reazione di sostituzione nucleofila acilica.

Ammine: classificazione, nomenclatura, basicità. Metodi di preparazione: ammonolisi. Reazioni delle ammine: alchilazione, acilazione, addizione a carbonili.

Green Chemistry: sviluppo sostenibile ed i dodici principi della “Green Chemistry”. “Atom economy” di una reazione chimica. Utilizzo di solventi ionici di origine naturale per la preparazione sostenibile di molecole con attività biologica-farmacologica.

  1. Troisi, Fondamenti di chimica organica. In due parti. Libreriauniversitaria.it, ISBN: 8862929722;
  2. Bruice, Elementi di Chimica Organica. EdiSES, ISBN 9788879599276;
  3. Brown, Poon, Introduzione alla Chimica Organica, EdiSES, ISBN 9788879598255.

Semestre
Secondo Semestre (dal 07/03/2022 al 10/06/2022)

Tipo esame

Valutazione

Orario dell'insegnamento
https://easyroom.unisalento.it/Orario

Insegnamento padre
ELEMENTI DI CHIMICA GENERALE, INORGANICA ED ORGANICA (LB50)

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