Chimica e propedeutica biochimica

Il programma di insegnamento prevede la trattazione dei seguenti argomenti:
CHIMICA GENERALE
Materia: sostanze pure (elementi e composti), miscele (omogenee ed eterogenee). Atomo, elettroni, protoni e neutroni. Numero atomico, numero di massa, isotopi. Molecole e formule molecolari. Masse atomica e molecolare. Mole e massa molare.
Quantizzazione dell'energia. Principio di indeterminazione. Dualismo onde-particelle. Modelli atomici. Numeri quantici e orbitali atomici. Configurazioni elettroniche di stato fondamentale.
Tavola periodica degli elementi. Gruppi, periodi, blocchi. Proprietà periodiche degli elementi (energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività). Metalli, non metalli, gas nobili.
Legame ionico, composti ionici, energia reticolare. Legame covalente. Legami semplici e multipli. Rappresentazione di Lewis. Risonanza. Energia di legame e lunghezza di legame. Legame covalente polarizzato, dipolo molecolare. Orbitali molecolari σ e π. Orbitali ibridi. Legame metallico. Numero di ossidazione
Legami chimici deboli fra molecole (forze di Van der Waals), legami fra ioni e molecole, energia di solvatazione, legame a ponte di idrogeno.
Gas reali e ideali, legge generale dei gas ideali.
Liquidi. Tensione superficiale. Tensione di vapore. Solidi amorfi e cristallini. Classificazione dei solidi cristallini (ionici, covalenti, molecolari, metallici). Diagramma di stato dell'acqua. Punto triplo.
Soluzioni. Concentrazione delle soluzioni (molarità, molalità, frazione molare, percentuale, normalità). Solubilità. Influenza della temperatura sulla solubilità. Influenza della pressione sulla solubilità dei gas (legge di Henry).
Proprietà colligative delle soluzioni. Innalzamento ebullioscopico e abbassamento crioscopico. Pressione osmotica.
Reazioni chimiche e loro bilanciamento. Equilibrio chimico e costante di equilibrio. Fattori che influenzano la posizione dell'equilibrio. Principio di Le-Chatelier.
Elettrochimica: bilanciamento delle reazioni di ossido-riduzione. I potenziali elettrochimici. Elettrodo standard a idrogeno. Equazione di Nerst. Pile.
Acidi e basi. Definizioni di Arrhenius e di Brönsted. Coppie coniugate acido-base. Forza di acidi e basi. Effetto livellante del solvente. Equilibrio di autoionizzazione e prodotto ionico dell'acqua. Definizione di pH. Costanti acide e basiche (Ka e Kb). Relazioni fra Ka e Kb per coppie coniugate acido-base. Soluzioni tampone: definizione, proprietà, meccanismo con il quale agiscono.
Calcolo del pH di soluzioni acquose di acidi e basi (forti e deboli), di ioni a carattere acido o basico che compongono un sale. Calcolo del pH di soluzioni tampone. Determinazione sperimentale del pH mediante indicatori acido-base o mediante piaccametri.
Teoria acido-base di Lewis. Composti di coordinazione, nomenclatura e costante di instabilità.
Termodinamica chimica. Sistemi termodinamici. Condizioni standard. Funzioni di stato. Calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Entalpia. Entalpia molare standard di formazione. Variazione di entalpia nelle reazioni. Reazioni esotermiche ed endotermiche.
Fattori che favoriscono la spontaneità di una reazione. Entropia. Secondo e terzo principio della termodinamica. Entropia molare standard. Variazione di entropia nelle reazioni. Energia libera e energia libera molare standard di formazione. Variazione di energia libera ed equilibrio. Calcolo del G in condizioni non standard. Relazione fra G° e la costante di equilibrio. Reazioni accoppiate.
Cinetica chimica. Velocità di reazione, equazione cinetica e ordine di reazione. Equazioni cinetiche integrate per reazioni del primo ordine e per reazioni di ordine zero. Tempo di dimezzamento. Energia di attivazione ed equazione di Arrhenius. Teoria degli urti e teoria del complesso attivato. Catalizzatori. Cinetica enzimatica. Equazione di Michaelis-Menten.
CHIMICA ORGANICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
Introduzione alla chimica organica. Gruppi funzionali e classificazione dei composti organici. Reazioni ioniche e reazioni radicaliche. Nomenclatura IUPAC dei composti organici.
Nomenclatura, proprietà chimiche e reazioni caratteristiche delle seguenti classi di composti: idrocarburi saturi e insaturi (alcani, alcheni, alchini, ciclici, aromatici), alcoli, fenoli, eteri, analoghi solforati (tioalcoli, tiofenoli, tioeteri, disolfuri).
Aldeidi e chetoni, nomenclatura, proprietà, reattività, tautomeria.
Acidi carbossilici e acidi grassi, nomenclatura, proprietà, reattività, saponi e loro proprietà anfifiliche. Derivati degli acidi carbossilici (alogenuri, anidridi, esteri, ammidi), proprietà, reazioni di idrolisi acida e idrolisi basica (saponificazione).
Ammine, nomenclatura, proprietà, sali di tetraalchilammonio. Semplici composti bifunzionalizzati, classificazione, nomenclatura.
Isomeria. Classificazione dei vari tipi di isomeria: costituzionale (di catena, di posizione, di funzione) e stereoisomeria (conformazionale, configurazionale, isomeria geometrica).
Chiralità delle molecole (nomenclatura D ed L o R ed S per identificare centri stereogenici). Attività ottica degli stereoisomeri. Racemi e forme meso.
Lipidi. Lipidi semplici (acilgliceroli e cere) e lipidi complessi (glicerofosfolipidi e sfingolipidi). Reazioni di idrolisi acida e basica dei lipidi.
Carboidrati. Monosaccaridi, forme cicliche, epimeri e anomeri. Glicosidi, disaccaridi riducenti e non riducenti (maltosio, lattosio, cellobiosio, saccarosio), omopolisaccaridi (amido, glicogeno, cellulosa, chitina).
Aminoacidi. Definizione e classificazione, punto isoionico, punto isoelettrico. Forme prevalenti a pH fisiologico.
Peptidi e proteine, classificazione, legame peptidico e sue caratteristiche. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Denaturazione.
Nucleosidi e nucleotidi. Struttura di acidi nucleici (DNA e RNA).
Polimeri. Classificazione, domini amorfi e domini cristallini, temperatura di transizione vetrosa e temperatura di fusione. Polimeri termoplastici, termoindurenti e elastomeri Polimerizzazione per addizione (radicalica, ionica) e polimerizzazione per condensazione. Polimeri di interesse odontoiatrico (polisolfuri, gomme siliconiche, polieteri, resine acriliche, compositi).