Corso di laurea - Area di Scienze MM.FF.NN. - Accesso libero, con verifica delle conoscenze in ingresso. L'esito della prova non precludela possibilità di immatricolarsi (D.M. 270/2004) - Classe L-27
Lingua: Italiano
Informazioni generali
o Classe di Laurea: L-27 (D.M. 270/04)
o Tipologia di corso: Laurea
o Durata: 3 anni
o Tipo di accesso: Accesso libero, con verifica delle conoscenze in ingresso
o Area di afferenza: Scienze MM.FF.NN.
o Dipartimento: Scienze e Tecnologie Chimiche
o Codice corso: H05
Descrizione e obiettivi formativi
Il corso offre una solida formazione di base nelle discipline chimiche fondamentali (Chimica Analitica, Chimica Fisica, Chimica Generale, Chimica Organica), alle quali riserva un peso preponderante in termini di crediti. Circa il 30% di questi crediti è dedicato ad attività di laboratorio, al fine di fornire agli studenti le necessarie conoscenze e abilità pratiche.
Uno spazio importante è riservato alla preparazione fisico-matematica degli studenti, per renderli in grado di comprendere i fondamenti logici delle moderne teorie chimiche e di apprezzarne gli aspetti quantitativi. La formazione culturale degli studenti è completata dallo studio della Biochimica, ponte necessario per comprendere le moderne conquiste della biologia molecolare.
Sono previste attività didattiche in cui acquisire le necessarie competenze linguistiche e abilità informatiche. La prova finale prevede un periodo di permanenza di circa due mesi in un laboratorio di ricerca. Tale periodo può essere espletato anche attraverso stages o tirocini presso strutture di ricerca industriali o di enti non universitari. Tutti i corsi proposti saranno svolti attraverso lezioni frontali, esercitazioni numeriche e attività di laboratorio.
Sbocchi professionali
Il laureato può svolgere le funzioni di Analista chimico in ambiti di controllo ambientale e sanitario, di perito merceologico, tecnico chimico, tecnico di laboratorio, perito analista chimico. Può accedere all'esame di stato per Chimico Junior, che svolge, tra le altre, funzioni di assistenza agli specialisti nelle attività condotte nell'ambito della ricerca chimica o nelle attività che richiedono l'applicazione delle procedure e dei protocolli della chimica; applicazione di protocolli o programmi definiti sotto la direzione di un Chimico Senior. Può lavorare presso laboratori di analisi in campo ambientale e sanitario, e conosce le tecniche analitiche di base (analisi qualitativa e quantitativa), le tecniche spettroscopiche ed elettrochimiche di base, i metodi di separazione e purificazione delle sostanze.
Il conseguimento della Laurea permette l'accesso senza debiti formativi alla Laurea Magistrale in Chimica nell'Ateneo.
Indicatori di efficacia e livello di soddisfazione dei laureandi
Condizione occupazionale (Indicatori di efficacia e livello di soddisfazione dei laureandi):
http://statistiche.almalaurea.it/universita/statistiche/trasparenza?CODICIONE=0580206202700003
Valutazione della didattica - Studenti
Anno accademico precedente
Riferimenti web e contatti
Sito Web Macroarea: http://www.scienze.uniroma2.it/
Sito Web Corso: https://scienze.uniroma2.it/2022/10/18/chimica/
Coordinatore del Corso: Prof. Gianfranco Ercolani
e-mail: ercolani@uniroma2.it
Segreteria didattica:
Anna Garofalo
email: anna.garofalo@uniroma2.it
Tel. +39 06 7259.4806
L'obiettivo formativo principale del Corso di Laurea riguarda la formazione di un laureato che possieda le abilità e le conoscenze di base di carattere chimico utili per l'inserimento in attività lavorative che richiedono familiarità col metodo scientifico, capacità di applicazione di metodi e di tecniche innovative, utilizzo di attrezzature complesse e competenze di tipo tecnologico sia teoriche che sperimentali.
L'organizzazione didattica è conforme al modello elaborato dalla Società Chimica Italiana riguardante i contenuti di base 'Core Chemistry' per i Corsi di Laurea attivati nella Classe L-27. Il corso dedica particolare cura alla acquisizione di un’adeguata formazione di base nelle discipline chimiche fondamentali (Chimica Analitica, Chimica Fisica, Chimica Inorganica, Chimica Organica), alle quali riserva un peso preponderante in termini di crediti dell'intero percorso formativo.
Il 30% di questi crediti è dedicato ad attività di laboratorio, al fine di fornire agli studenti le necessarie conoscenze e abilità pratiche.
Uno spazio importante è riservato alla preparazione fisico-matematica degli studenti, per renderli in grado di comprendere i fondamenti logici delle moderne teorie chimiche e di apprezzarne gli aspetti quantitativi. Sono previste attività didattiche in cui lo studente potrà acquisire le necessarie competenze linguistiche e abilità informatiche. Tale preparazione permette al laureato in Chimica di seguire l'evoluzione della disciplina e le competenze interdisciplinari che gli permettono di interagire in modo proficuo con professionalità prossime alla Chimica. Altro importante obiettivo formativo è quello di fornire allo studente la solida preparazione di base propedeutica agli studi successivi, per consentirgli di affrontare con profitto un master di I livello o una laurea magistrale. Questi risultati vengono conseguiti attraverso la frequenza a corsi e laboratori.
I corsi sono suddivisi di norma in una parte teorica ed una parte costituita da esercitazioni volte alla soluzione di problemi; la verifica dell'apprendimento si basa su prove scritte (che possono essere svolte in itinere e alla fine del corso) ed esami orali. I corsi di laboratorio prevedono una parte introduttiva ex-cathedra ed una parte svolta in laboratorio dagli studenti, suddivisi in piccoli gruppi, sotto la guida dei docenti; la verifica dell'apprendimento si basa su relazioni di laboratorio, di gruppo e/o individuali, elaborate di norma durante il corso, ed esami orali. I risultati di apprendimento sono verificati attraverso prove in itinere svolte durante i corsi e finalizzate non solo alla maturazione del giudizio finale, ma anche all'autovalutazione da parte dello studente.
Gli esami finali condotti in forma orale e scritta sono occasione di ulteriore verifica del raggiungimento degli obiettivi formativi proposti.
Il conseguimento dei crediti formativi è necessariamente legato al superamento delle prove finali. La prova finale prevede un periodo di permanenza di circa due mesi in un laboratorio di ricerca.
Tale periodo può essere espletato presso strutture di ricerca industriali o di enti non universitari.
Per essere ammessi al corso di laurea occorre essere in possesso di un diploma di scuola secondaria superiore o di altro titolo di studio conseguito all'estero, riconosciuto idoneo.
E’ altresì richiesto il possesso o l'acquisizione di un'adeguata preparazione iniziale.
Prerequisiti necessari per iniziare regolarmente gli studi sono l'avere adeguate conoscenze di base nel campo della Matematica, a livello di scuola secondaria.
La struttura didattica fornisce agli studenti che intendono iscriversi una valutazione delle proprie conoscenze di base in Matematica e di Logica, attraverso un test di verifica non selettivo, il cui esito non preclude la possibilità di immatricolarsi, ma ha lo scopo di verificare il grado di possesso delle conoscenze indispensabili e segnalare in anticipo allo studente eventuali carenze. La partecipazione al test è necessaria per la successiva iscrizione al corso di laurea; sono esonerati dal test di valutazione gli studenti che: • abbiano riportato una votazione al diploma di maturità italiano pari o superiore a 95/100 (ovvero 57/60).
Questi studenti potranno comunque svolgere la prova a fini auto-valutativi ma, in caso di esito negativo, non verranno assegnati loro i previsti Obblighi Formativi Aggiuntivi. • abbiano sostenuto presso un’altra sede universitaria uno dei test TOLC-I, TOLC-S o TOLC-B ottenendo un punteggio pari o superiore a 8 nel modulo di matematica.
Saranno considerati validi solo test sostenuti a partire dall’a.a.
2020/2021. Il test di verifica: - si svolgerà in modalità 'a distanza' contestualmente alla immatricolazione, su una piattaforma web appositamente predisposta - sarà gratuito - potrà essere svolta dallo studente in qualsiasi momento ed in totale autonomia. L’idoneità si consegue raggiungendo un punteggio minimo di 8 secondo quanto indicato nell’avviso pubblicato nel sito: http://www.scienze.uniroma2.it/?cat=385&catParent=16 Gli studenti che non conseguono il punteggio minimo stabilito potranno comunque immatricolarsi ma verranno assegnati loro specifici obblighi formativi aggiuntivi, con la possibilità di frequenza di un apposito corso di matematica zero, svolto nel mese di settembre e l’obbligo di conseguire i crediti relativi all’insegnamento di Analisi I nel primo anno di corso, per potersi poi iscrivere agli anni successivi.
Lo studente che non soddisfi tale obbligo dovrà iscriversi nuovamente al I anno di corso, conservando i crediti acquisiti negli altri insegnamenti.
Per accedere al corso di laurea è necessario essere in possesso di un diploma di scuola secondaria superiore o di altro titolo di studio conseguito all'estero, riconosciuto idoneo. E’ richiesto il possesso di un’adeguata preparazione iniziale, verificata attraverso il superamento di una prova di verifica obbligatoria.
In tale prova gli studenti dovranno dimostrare di avere una buona preparazione nella matematica di base, una sufficiente maturità logica, un’adeguata capacità di comprensione e interpretazione del testo, secondo il seguente syllabus: Matematica di Base, Modellizzazione e Ragionamento. Conoscere e saper applicare in casi semplici le proprietà relative ai seguenti argomenti: - strutture numeriche; - algebra; - geometria; - funzioni, grafici, relazioni; - calcolo combinatorio e delle probabilità; - logica e linguaggio; - modellizzazione, comprensione, rappresentazione, soluzione di problemi. Nel caso di mancato superamento della prova di verifica della preparazione iniziale, sarà comunque consentita l’immatricolazione al corso di laurea, ma saranno assegnati allo studente degli obblighi formativi aggiuntivi da soddisfare nel primo anno di corso.
Il corso di Laurea in Chimica fornisce ai suoi studenti una solida preparazione nelle discipline chimiche fondamentali (Chimica Analitica, Chimica Fisica, Chimica Inorganica e Chimica Organica), nella biochimica e negli aspetti di base delle discipline fisico-matematiche. L'attività di laboratorio è considerata parte fondamentale della formazione di un chimico nelle sue tecnologie di base, affrontate nei numerosi laboratori didattici, e nei suoi aspetti più propriamente di ricerca, con i quali lo studente entrerà in contatto durante l'attività sperimentale prevista per la preparazione del lavoro finale. Il rapporto quotidiano tra docenti e studenti presente nelle attività del corso di studi ha una importanza fondamentale nella maturazione professionale dello studente.
La prova finale consiste nella discussione di una relazione (scritta) in cui il candidato dimostri di saper affrontare e discutere una particolare problematica chimica.
Obiettivo della prova finale è la verifica della capacità del laureando di esporre e di discutere un argomento di carattere chimico, oralmente e per iscritto, con chiarezza e padronanza. La prova finale è pubblica e consiste nella stesura di un elaborato scritto e in una esposizione orale davanti ad una commissione.
Per l'ammissione alla prova finale lo studente deve aver conseguito tutti i crediti formativi previsti dall'ordinamento didattico del corso.
Teorie atomiche. Tavola periodica e proprietà degli elementi. Il legame chimico. Le equazioni chimiche. Lo stato gassoso. Lo stato solido. Lo stato liquido: soluzioni e proprietà. Termodinamica. L’equilibrio chimico in sistemi omogenei ed eterogenei. Equilibri acido-base. Reazioni di precipitazione, complessazione, redox. Elettrochimica. Cinetica chimica.
Introduzione alle molecole organiche e ai gruppi funzionali. Nomenclatura. Rappresentazioni delle molecole. Forze intermolecolari. Correlazioni struttura-proprietà fisiche. Spettroscopia UV-vis e IR. Solventi, solubilità. Risonanza ed aromaticità. Proprietà acido-base di molecole organiche (Brønsted e Lewis). Metodi di isolamento, analisi e purificazione. Spettrometria di massa. Conformazioni e Configurazioni (Stereoisomeri geometrici ed ottici). Introduzione alla cinetica ed al meccanismo di reazione. Reazioni delle principali classi organiche: Alcani e cicloalcani, Alogenuri alchilici, Alcoli, Eteri, Ammine, Alcheni, Alchini, Dieni Composti aromatici. Composti carbonilici e loro derivati azotati, Acidi carbossilici e loro derivati (esteri, ammidi, anidridi, alogenuri acilici, nitrili). Cenni sulle principali tecniche di indagine spettroscopica. Introduzione alla spettrometria NMR (1H e 13C).
Chimica Inorganica di base degli elementi principali della tavola periodica. Reattivita' e composti. Composti organometallici.
Introduzione: Il metodo scientifico in fisica. Grandezze fisiche e misure. Dimensioni fisiche, analisi dimensionale. Sistemi di unità di misura. Vettori. Operazioni con i vettori. Errori di misura: Errori sistematici e casuali. Propagazione degli errori. Cifre significative. Valori medi. Propagazione degli errori in casi semplici. Cinematica del punto: Sistemi di riferimento e di coordinate. Coordinate cartesiane e polari. Traslazioni e rotazioni di coordinate. Cinematica. Punto materiale. Posizione Traiettoria. Gradi di libertà. Legge oraria. Spostamento come vettore. Velocità. Accelerazione. Rappresentazione cartesiana e intrinseca. Moto in una dimensione. Moto in due dimensioni. Caduta di un grave. Altezza massima, gittata. Tempo di caduta. Moto circolare uniforme, grandezze angolari, periodicità. Accelerazione normale e tangenziale Dinamica del punto: I e II principio. Forze. Massa. Caso di forze costanti. Caduta dei gravi. Risultante delle forze. Forza centripeta. Riferimenti inerziali e non. III principio. Quantità di moto. Forze impulsive. Forza di gravitazione. Pendolo semplice Reazioni vincolari e attrito: Reazioni vincolari in statica e dinamica. Tensione delle corde. Attrito statico e dinamico. Attrito viscoso. Velocità limite Macchina di Atwood Trasformazioni di riferimento: Moti relativi. Trasformazioni di Galileo di velocità e accelerazione. Velocità relativa. Velocità e accelerazione di trascinamento. Forze apparenti in riferimenti non inerziali. Lavoro ed energia: Lavoro. Teorema delle forze vive. Forze conservative. Energia potenziale. Caso delle forze centrali. Proprietà generali del moto. Equilibrio. Potenza. Oscillazioni Forze elastiche. Legge di Hooke. Molle in serie e parallelo. Oscillatore armonico. Periodo e frequenza. Pendolo semplice. Pendolo fisico. Pendolo di torsione. Dinamica dei sistemi: Quantità di moto, impulso, conservazione quantità di moto. Sistemi di punti. Centro di massa. I equazione cardinale. Teorema di Koenig. Urti elastici e anelastici di 2 particelle. Urti elastici centrali. Urti elastici fra particelle di uguale massa. Sistemi a massa variabile. Momento angolare: Il momento angolare. Scomposizione. II equazione cardinale. Conservazione. Dinamica del corpo rigido: Gradi di libertà. Moto del corpo rigido. Momento delle forze. Momento d’inerzia. Teorema di Huygens Steiner. Energia cinetica. Pendolo fisico. Ruota. Cenni di statica. Rotolamento. I fluidi: La pressione. Statica. Legge di Stevino. Legge di Pascal. Principio di Archimede. Dinamica. Fluidi ideali. Linee di corrente. Equazione di continuità. Equazione di Bernoulli. Gravitazione Universale: Forza di gravitazione. Leggi di Keplero Energia potenziale. Velocità di fuga. Oscillazioni: Equazione oscillatore armonico. Proprietà. energia. Somma di moti armonici sullo stesso asse e su assi ortogonali. Oscillatore armonico smorzato e forzato. Analisi di Fourier. Equazione delle onde.
Insiemi, funzioni, numeri. Limiti e derivate di funzioni di una variabile reale e loro proprietà. Teoremi del calcolo differenziale e loro applicazioni. Calcolo di limiti con l' aiuto del Teorema di de l'Hospital e della formula di Taylor. Studio di funzioni. Integrali definiti di una funzione continua in un intervallo limitato. Teorema e formula fondamentale del calcolo integrale. Integrali indefiniti, regole di sostituzione immediata e di integrazione per parti. Integrali impropri. Equazioni differenziali a variabili separabili, lineari a coefficienti costanti del primo e secondo ordine. Vettori, matrici e operazioni su di essi. Determinanti e loro calcolo. Rango di una matrice e suo calcolo. Sistemi lineari. Regola di Cramer. Teorema di Rouchè-Capelli e applicazioni. Cenno sulle applicazioni lineari. Autovalori e autovettori di matrici quadrate, autospazi di un autovalore, molteplicit\`a algebrica e geometrica di un autovalore, matrici diagonalizzabili.
L’obiettivo del corso è fornire informazioni sui materiali, le attrezzature e le procedure più comuni che si utilizzano in un laboratorio chimico. Scopo del corso è inoltre informare gli studenti sulla normativa relativa alla sicurezza sui luoghi di lavoro, sui pericoli che si possono incontrare durante le esperienze di laboratorio indicando norme di buon comportamento in modo da sviluppare una costante attitudine verso la sicurezza. Vengono inoltre fornite informazioni sulle principali classi di composti chimici, i pericoli connessi al loro utilizzo ed i principali dispositivi di protezione sia individuali che collettivi.
Soluzioni, solventi e soluti. Concentrazioni: Percento in peso p/p, Percento in Volume p/v; percento volume/volume ppm e ppb. Molarità e formalità, molalità, normalità. Concetto di equivalente, peso molecolare e peso equivalente. Esercizi in classe. Equilibrio chimico Acidi forti ed acidi deboli. Basi forti e basi deboli. Calcolo del pH di acidi forti e deboli senza approssimazioni e con il metodo delle approssimazioni successive. Bilancio delle masse ed elettroneutralità. Attività e concentrazione. Forza ionica di una soluzione. Tamponi e calcolo del pH di una soluzione tampone con formula senza approssimazioni e con la formula approssimata. Capacità tampone. Esercizi. Acidi diprotici e triprotici, calcolo del pH. Anfoliti calcolo del pH. Solubilità e prodotto di solubilità. Elettroliti forti e deboli. Calcolo della solubilità dal prodotto di solubilità ed influenza del pH sulla solubilità. Complessi, costante di stabilità e condizionale. Esercizi Sistemi di ossidoriduzione . Calcolo della forza elettromotrice da potenziali standard. Elettrolisi. Esercizi.
Il corso è organizzato in lezioni teoriche in aula e in prove pratiche in laboratorio. Per questioni di sicurezza, il laboratorio viene organizzato su più turni nel caso in cui la numerosità degli studenti iscritti al corso sia 30. Gli studenti devono frequentare almeno i 2/3 del laboratorio per accedere all’esame, che si articolerà in una prova incognita di laboratorio ed una prova orale. Le lezioni vengono svolte alla lavagna con eventualmente l’ausilio del proiettore per mostrare grafici, figure, etc. rilevanti per il corso. Tutto il materiale grafico e visivo presentato verrà fornito agli studenti. -Norme di sicurezza, prevenzione dei rischi ed elementi di primo soccorso nel laboratorio chimico. -Principali tecniche ed operazioni di base nella pratica sperimentale chimica. -Introduzione all’analisi qualitativa inorganica farmaceutica. -Metodiche analitiche per l’analisi di sostanze inorganiche (riconoscimento sistematico di cationi ed anioni) di interesse farmaceutico.
Alchilazione di Enolati e di altri Nucleofili al Carbonio Reazioni dei Nucleofili al Carbonio con i Composti Carbonilici Interconversione, Protezione e Deprotezione di Gruppi Funzionali mediante sostituzione Addizioni Elettrofile a Doppi Legami Carbonio-Carbonio Riduzione di Legami Multipli Carbonio-Carbonio, Gruppi Carbonilici e altri Gruppi Funzionali Reazioni di Cicloaddizione Reagenti Organometallici del Li e Mg Ossidazioni Esempi di Sintesi Multistadio Lipidi Carboidrati Composti Eterociclici Amminoacidi, Peptidi, Proteine e Acidi Nucleici
Elettricità, magnetismo e ottica: Campi elettrici. La legge di Gauss. Il potenziale elettrico. Capacità e dielettrici. Corrente e resistenza. Circuiti in corrente continua. Campi magnetici. Sorgenti di campo magnetico. La legge di Faraday. Induttanza. Circuiti in corrente alternata. Equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche. Luce ed ottica: La natura della luce e le leggi dell'ottica geometrica. La formazione dell'immagine (specchi, diottri, lenti sottili). Interferenza e diffrazione delle onde luminose.
Acquisizione di conoscenze elementari di termodinamica e cinetica chimica, con riferimento a sistemi in equilibrio ed a loro trasformazioni. Capacità di utilizzare leggi di termodinamica per interpretare il comportamento di sistemi chimico-fisici. Capacità di impostare lo studio cinetico di una reazione. Capacità di svolgere e comprendere esperimenti di laboratorio di termodinamica e cinetica chimica e di trattare i dati sperimentali sulla base di semplici modelli teorici
Algoritmi e linguaggi di programmazione: rappresentazione binaria delle informazioni, linguaggi di programmazione di alto e basso livello, interpreti e compilatori, decomposizione di problemi complessi in problemi semplici, diagrammi di flusso. Cenni di programmazione in Fortran: stringhe, numeri interi, numeri a virgola mobile, numeri complessi, variabili logiche, array, input e output, uso del comando do, uso del comando if, subroutine e function. Preparazioni di semplici programmi numerici. Trattamento dei dati sperimentali.
• L'atomo di Bohr e i principi di quantizzazione. • L'atomo di Sommerfeld e i numeri quantici secondari. • Definizione dell'equazione agli autovalori. • Rappresentazioni quantomeccaniche. • Proprietà degli operatori: linearità e calcolo del commutatore. • Costruzione degli operatori. • Postulati di quantomeccanica. • La particella nella scatola. • L'equazione di Schroedinger per gli atomi idrogenoidi: soluzione in coordinate polari e • Atomi polielettronici e costanti si schermo. • Numero quantico J. Accoppiamento j-j. • Simboli di termine atomici. • Teorema variazionale. • Teoria della banda di valenza. • Orbitali Molecolari (OM) con il metodo LCAO (Linear Combination of Atomic Orbitals): calcolo dei coefficienti di combinazione lineare per molecole omo- ed eteronucleari. • Metodi OM e VB per molecole biatomiche omonucleari ed eteronucleari. • Calcolo dei coefficienti di combinazione di orbitali ibridi • Simboli di termine Molecolari • Molecole poliatomiche: BeH2, CO2, BF3, NH3, CH4, NO2, H2O. • Teoria dei gruppi: elementi di simmetria, gruppi puntuali, rappresentazioni irriducibili e riducibili. • Complessi di coordinazione: descrizione dei numeri ci coordinazione più comuni, nomenclatura, chiralità e assegnazione della configurazione assoluta di complessi ottaedrici chelati. • Teoria del campo cristallino, degli OM e VB applicata a complessi ottaedrici, tetraedrici e quadrato-piani, • Complessi ottaedrici ad alto e basso spin. • Legami σ e π nei complessi ottaedrici, serie spettrochimica. • Parametri di Racah. • Simboli di termine Spettroscopici. • Regole di selezione nelle transizioni d-d. • Transizione LMCT, MLCT. • Solidi Ionici e Metallici, fattore di impaccamento • Constante di Madelung in solidi ionici, • Difetti stechiometrici e non stechiometrici • Legami metallici, teoria dell’elettrone quasi libero, • Teoria delle bande. • Tight binding Chimica Inorganica II L'atomo di Bohr e i principi di quantizzazione.L'atomo di Sommerfeld e i numeri quantici secondari.Definizione dell'equazione agli autovalori.Rappresentazioni quantomeccaniche.Proprietà degli operatori: linearità e calcolo del commutatore.Costruzione degli operatori.Postulati di quantomeccanica.La particella nella scatola.L'equazione di Schroedinger per gli atomi idrogenoidi: soluzione in coordinate polari eAtomi polielettronici e costanti si schermo.Numero quantico J. Accoppiamento j-j. Simboli di termine atomici.Teorema variazionale.Teoria della banda di valenza.Orbitali Molecolari (OM) con il metodo LCAO (Linear Combination of Atomic Orbitals): calcolo dei coefficienti di combinazione lineare per molecole omo- ed eteronucleari.Metodi OM e VB per molecole biatomiche omonucleari ed eteronucleari.Calcolo dei coefficienti di combinazione di orbitali ibridiSimboli di termine Molecolari Molecole poliatomiche: BeH2, CO2, BF3, NH3, CH4, NO2, H2O.Teoria dei gruppi: elementi di simmetria, gruppi puntuali, rappresentazioni irriducibili e riducibili.Complessi di coordinazione: descrizione dei numeri ci coordinazione più comuni, nomenclatura, chiralità e assegnazione della configurazione assoluta di complessi ottaedrici chelati.Teoria del campo cristallino, degli OM e VB applicata a complessi ottaedrici, tetraedrici e quadrato-piani,Complessi ottaedrici ad alto e basso spin.Legami σ e π nei complessi ottaedrici, serie spettrochimica.Parametri di Racah.Simboli di termine Spettroscopici.Regole di selezione nelle transizioni d-d.Transizione LMCT, MLCT.Solidi Ionici e Metallici, fattore di impaccamento
Accuratezza, esattezza, precisione, sensibilità, ripetibilità, riproducibilità, selettività di un metodo analitico. Errori sistematici e casuali, test Q, test F. Rapporto di prova. Gravimetria, Vetreria di laboratorio. Titolazioni acido-base, titolazioni di precipitazione, titolazioni di complessazione, titolazioni redox. Il corso prevede esperienze di laboratorio in cui lo studente deve calcolare la quantità di analita presente in concentrazione incognita nel campione mediante titolazioni volumetriche o esperimenti di gravimetria.
Proprietà dello spazio di Hilbert. Vettori di base. Principio di sovrapposizione degli stati. Processo di ortogonalizzazione. Operatori quanto-meccanici. Regole di corrispondenza. Equazione agli autovalori. Ortogonalità di autofunzioni corrispondenti ad autovalori diversi (dim.). Postulati della meccanica quantistica. Dipendenza temporale della funzione di stato. Generalizzazione del 3° postulato. Soluzioni stazionarie dell’equazione di Schrödinger. Operatore commutatore. Principio di indeterminazione. Variazione temporale del valore aspettato. Autofunzioni comuni a più operatori.Notazione di Dirac. Proprietà delle matrici che rappresentano un operatore quanto-meccanico. Principio di corrispondenza. Variabili indipendenti. Fattorizzazione della funzione di stato. Particella libera monodimensionale. Particella nella scatola monodimensionale a pareti rigide. Stima degli stati traslazionali di una particella in una scatola tridimensionale. Densità e degenerazione degli stati traslazionali. Barriera con V E: effetto tunnel. Oscillatore Armonico. Autofunzioni e autovalori dell’energia. Degenerazione di scambio. Degenerazione di simmetria. Indistinguibilità di particelle identiche. Significato fisico delle funzioni simmetrica ed antisimmetrica. Operatori del momento angolare orbitale. Regole di commutazione. Quantizzazione spaziale. Autovalori ed autofunzioni. Rotatore rigido. Autovalori ed autofunzioni. Costante rotazionale. Degenerazione del livello rotazionale. Operatori di spin. Classificazione delle particelle in base allo spin. Operatore di scambio. Fermioni e bosoni. Funzione d’onda completa di due fermioni. Principio di Pauli. Postulati della Termodinamica Statistica (TS). Teorema ergodico. Ensemble canonico. Interpretazione molecolare del calore e del lavoro (I principio della TC). Funzione di ripartizione di un sistema termodinamico: definizione e significato fisico. Espressioni TS delle grandezze termodinamiche di un sistema. Definizione dell’Ensemble Microcanonico. Entropia di un sistema dell’Ensemble Microcanonico. Fluttuazioni dell’energia di un sistema nell’ensemble canonico. Equivalenza termodinamica degli insiemi. Postulato di Gibbs della TS. Entropia residua. Statistica classica di Boltzmann. Funzione di ripartizione molecolare. Statistica di Boltzmann corretta. Limite classico. Statistiche quantistiche: popolazione della distribuzione più probabile; criteri di convergenza delle statistiche quantistiche nella statistica di classica. Funzione di ripartizione traslazionale. Lunghezza d’onda termica di De Broglie. Temperatura caratteristica traslazionale. Grandezze TS del gas ideale monoatomico. Temperatura caratteristica rotazionale. Funzione di ripartizione rotazionale. Fattore di simmetria. Temperatura caratteristica vibrazionale. Funzione di ripartizione vibrazionale. Grandezze TS del gas ideale biatomico. Contributi alle grandezze termodinamiche dei vari modi di moto. Funzione di ripartizione per le molecole poliatomiche. Equipartizione dell’energia. Equilibrio chimico. Costante di equilibrio per una reazione tra gas ideali. Effetto dei fattori entropico ed entalpico sulla costante di equilibrio. Reazione isomerica. Reazione di scambio. Teoria dello stato di transizione. Separazione del moto traslazionale dai moti interni. Metodi di approssimazione (opzionale).
Scopi generali della chimica analitica; le varie fasi del processo analitico. Metodi elettrochimici di analisi. Potenziometria, ISE, Polarografia, Amperometria, Tecniche pulsate e di stripping. Sensori chimici e biosensori. Strumentazione relativa. Metodi spettrofotometrici di analisi. Misure di assorbimento ed emissione. Legge di Lambert-Beer, Deviazioni dalla legge di L-B. Assorbimento Atomico. Spettroscopia di emissione atomica. Fluorimetria. Strumentazione relativa Metodi cromatografici di analisi. Estrazione con solventi. Cromatografia classica su colonna. Cromatografia di scambio ionico. Cromatografia di permeazione su gel. Cromatografia su carta e strato sottile. Gascromatografia. HPLC. Strumentazione relativa.
Aminoacidi e peptidi. Il legame peptidico. Le proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Relazione struttura-funzione: emoglobina e mioglobina. Cooperatività di legame. Gli enzimi: struttura e funzione. Coenzimi e vitamine. Termodinamica della catalisi enzimatica. Cinetica enzimatica dello stato stazionario. Cenni sulla cinetica dello stato prestazionario. Individuazione di intermedi di reazione. Definizione del meccanismo catalitico di alcuni enzimi modello. Regolazione enzimatica. Enzimi allosterici. Bioenergetica. Reazioni redox di interesse biologico. Fosforilazione ossidativa. Catabolismo e anabolismo glucidico e lipidico. Biosintesi e vie degradative di alcuni aminoacidi (cisteina, metionina, fenilalanina, tirosina). Destino metabolico dell’ammoniaca. Fotosintesi.
Cenni di Biochimica riguardanti gli enzimi e loro applicazioni per analisi. Tecniche analitiche, richiamo di concetti base di spettrofotometria e cromatografia. Biosensori e loro applicazione in campo. Misure spettrofotometriche di sostanze di interesse clinico ed alimentare sfruttando reazioni enzimatiche e/o titolazioni analitiche. Misure cromatografiche di analiti di interesse clinico ed alimentare. Tecniche Immunoenzimatiche (ELISA) per la determinazione di composti di interesse clinico. Esperienze di laboratorio: -Determinazione dell’acido glutammico nel dado da cucina mediante metodo colorimetrico bienzimatico (via spettrofotometrica) -Determinazione dell’immunoglobuline nel sangue umano via ELISA spettrofotometrico . -Determinazione della Teofillina nel siero umano con il metodo dello standard interno via cromatografica. -Determinazione dei perossidi nell’olio (via spettrofotometrica) -Determinazione degli antociani totali espressi come malvidina-3-monoglucoside (via spettrofotometria) -Determinazione dell’acido benzoico in bevande a base di frutta con estrazione SPE (via cromatografia)
Interazione radiazione-materia: modello semiclassico e trattazione perturbativa. Momento di transizione. Spettroscopia rotazionale: molecole biatomiche e symmetric tops. Regole di selezione. Spettroscopia vibrazionale di molecole biatomiche e poliatomiche. Vibrazioni normali. Spettroscopia IR a trasformata di Fourier. Struttura atomica. Interazione spin-orbita. Effetto Zeeman. Accoppiamento di momenti angolari e classificazione degli stati elettronici. Accoppiamento Russell-Sanders e jj. Transizioni elettroniche in molecole biatomiche. Progressioni vibrazionali. Struttura rotazionale fine. Principio Franck-Condon. Energia di dissociazione. Rilassamento energetico. Esperienze di laboratorio.
