00088 - CHIMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede una preparazione che gli permetta di conoscere: a) le nozioni di base di chimica generale b) i rapporti che intercorrono tra struttura molecolare e ruolo biologico dei principali composti presenti nel corpo umano e dei comuni fattori nutrizionali c) i principi mediante i quali questi composti possono interagire tra loro e modificarsi per consentire alle cellule di svolgere le funzioni di base e specializzate. In particolare lo studente è in grado di: • conoscere le proprietà' dell'acqua, delle soluzioni, degli acidi, delle basi e dei sali, con particolare riferimento alle strutture inorganiche e cristalline presenti nei tessuti dentali; • identificare le proprietà’ chimiche, le caratteristiche strutturali, l’organizzazione molecolare e l’orientamento spaziale, dei carboidrati, dei lipidi, delle proteine e degli acidi nucleici, riferendole alle principali funzioni biologiche che essi svolgono nel corpo umano e, in particolare, nei tessuti dentali; • interpretare i processi di produzione energetica cellulare riferendoli alle leggi della termodinamica; • conoscere i principi che regolano i meccanismi della catalisi enzimatica; • utilizzare le conoscenze acquisite per definire e interpretare le basi biochimiche e molecolari di alcuni importanti processi fisiologici e fisiopatologici che riguardano l’apparato stomatognatico;

Contenuti

Struttura e proprietà dell'atomo (diapositive docente; cap. 1, 2, 3 Fondamenti di Chimica; cap. 1, 2, 10 Chimica e Propedeutica Biochimica) - Struttura del nucleo e delle particelle fondamentali dell'atomo. Decadimento nucleare. Nomenclatura per atomi e molecole. Struttura dell'atomo secondo la meccanica classica e ondulatoria. Funzione d'onda, orbitali, numeri quantici. Autovalori e autofunzioni. Equazione di Schrodinger. Principi di aufbau, Pauli, Hund. Tavola periodica degli elementi e sue proprietà. Carica nucleare efficace. Energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività e carattere metallico.

Legami chimici (diapositive docente; cap. 4 Fondamenti di Chimica; cap. 3 Chimica e Propedeutica Biochimica) - Legame ionico. Legge di Coulomb. Valenza ionica. Proprietà dei composti ionici. Legame covalente. Notazione di Lewis. Regola dell’ottetto. Teoria del legame di valenza. Legami sigma e pi-greco. Stato fondamentale e di valenza. Teoria VSEPR. Ibridazione degli orbitali del carbonio e risonanza. Legame covalente puro, dativo e di coordinazione. Teoria degli orbitali molecolari. Orbitali di legame e di antilegame. Il legame metallico. Teoria delle bande. Conduttori, isolanti, semiconduttori, drogaggio. Formule minime, molecolari e di struttura. I legami deboli ed intermolecolari. Dipoli e forze di van der Waals, di dispersione e di repulsione. Forza ionica. Molecole polari, apolari, idrofiliche, idrofobiche e anfipatiche. Legame a idrogeno.

Principi di termodinamica (diapositive docente) – Sistemi termodinamici e ambiente esterno. Prima e seconda legge della termodinamica. Entalpia. Reazioni eso- e endotermiche. Entropia ed energia libera. Processi spontanei, irreversibili, all'equilibrio, esoergonici e endoergonici.

Stati della materia (diapositive docente; cap. 6 Fondamenti di Chimica; cap. 5 Chimica e Propedeutica Biochimica)– Stati di aggregazione. Equazione di stato dei gas. Tensione di vapore, tensione superficiale, viscosità. Proprietà dell’acqua. Stato solido amorfo e cristallino. Grado di cristallinità. Il reticolo cristallino e le celle unitarie. I reticoli di Bravais. Difetti nelle strutture dei cristalli.

Reazioni, cinetica ed equilibrio chimico (diapositive docente; cap. 4, 7 Chimica e Propedeutica Biochimica) - Equazione stechiometrica. Cinetica delle reazioni chimiche. Equazione canonica. Teoria delle collisioni ed effetto sterico. Energia di attivazione e teoria del complesso attivato. Costanti di velocità. Ordine di reazione. Equilibrio chimico omogeneo ed eterogeneo. Costante di equilibrio. Fattori che influenzano l'equilibrio chimico. Legge di azione di massa. Principio di Le Chatelier. Equazione di Arrhenius. Catalizzatori. Energia libera di reazione. Equazione isoterma di van’t Hoff.

Soluzioni (diapositive docente; cap. 6 Chimica e Propedeutica Biochimica) – Concetto di solubilità. Soluzioni molecolari, ioniche, gassose, liquide e solide. Entalpia di soluzione. Influenza della pressione e della temperatura sulla solubilità. Legge di Henry. Misure della concentrazione. Fenomeno dell’osmosi, osmolarità e pressione osmotica.

Acidi, basi e sali (diapositive docente; cap. 8 Chimica e Propedeutica Biochimica)– Dissociazione e prodotto ionico dell'acqua. Definizione e forza di acidi e basi. Costanti Ka e Kb. Concetto di pH e formule di calcolo. Equazione di Henderson-Hasselbalch. Acidi mono- e poliprotici. Soluzioni tampone. Tampone fosfato e bicarbonato. Neutralizzazione. Solubilità molare, prodotto ionico e di solubilità. Sali poco solubili. Fattori che modificano la solubilità dei sali. Ione comune.

Elettrochimica (diapositive docente; cap. 12 Fondamenti di Chimica; cap. 9 Chimica e Propedeutica Biochimica)- Soluzioni elettrolitiche e conducibilità elettrica. Potenziale elettrico, forza elettromotrice. Pile o celle galvaniche. Elettrodo a idrogeno. Potenziale standard di riduzione. Equazione di Nernst. Elettrolisi. Accumulatori.

Composti organici (diapositive docente; cap. 13 Fondamenti di Chimica; cap. 11, 15, 22, 23, 24 Chimica e Propedeutica Biochimica; cap. 1, 2, 3, 4 Biochimica Medica)– Idrocarburi alifatici, alcani e cicloalcani. Idrocarburi insaturi, alcheni, alchini e composti aromatici. Gruppi funzionali. Isomeri costituzionali. Stereoisomeri. Chiralità, enantiomeria e stereoisomeria. Isomeri geometrici (cis-trans) e conformazionali. Monosaccaridi aldosi e chetosi. Derivati dei monosaccaridi: esteri, acidi, aminozuccheri. Strutture lineari e cicliche dei monosaccaridi. Gli anomeri. Il legame glicosidico. Disaccaridi e polisaccaridi. Glicosaminoglicani. Acidi grassi saturi, insaturi e essenziali. Trigliceridi. Glicerofosfolipidi, sfingolipidi, glicolipidi. Colesterolo. Struttura, classificazione e proprietà degli aminoacidi proteici. Il legame peptidico. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Proteine globulari e fibrose. Glicoproteine e proteoglicani.

Testi/Bibliografia

R.A. Michelin, A. Munari – Fondamenti di Chimica. Casa Editrice Ambrosiana (CEA).

F.A. Bettelheim et al. - Chimica e Propedeutica Biochimica. Seconda edizione. EdiSES.

Siliprandi e Tettamanti - Biochimica Medica. Strutturale, metabolica e funzionale. Quinta edizione. PICCIN.

Metodi didattici

Didattica frontale. Esercitazioni di laboratorio ed attività seminariali inerenti l’apparato odontostomatologico.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento del programma del corso di Chimica avviene attraverso una prova scritta che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese, seguita dalla sua correzione e spiegazione degli errori commessi in presenza dello studente. La prova consiste nel rispondere sia a domande aperte che a domande a risposta multipla. Il superamento della prova è necessario per poter accedere all'esame finale verbalizzante del C.I. Chimica e Biochimica. La frequenza ad ogni lezione viene accertata mediante l’apposizione della firma dello studente sul foglio delle presenze.

Strumenti a supporto della didattica

PC, videoproiettore e strumentazione di laboratorio. Disponibilità all’inizio del corso del formato elettronico delle presentazioni delle lezioni. Il materiale didattico fornito dal docente non è sufficiente per superare l'esame e deve essere integrato da testi universitari.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Claudio Muscari