SCIENZE BIOMEDICHE

Modulo CHIMICA GENERALE E INORGANICA

Il modulo ha l’obiettivo di fornire le basi teoriche e metodologiche della chimica generale utili alla comprensione dei sistemi biologici di interesse medico. Verranno introdotti i fondamenti relativi alle proprietà dei gas e delle soluzioni acquose, con particolare attenzione alla descrizione dei sistemi acido-base, ai tamponi fisiologici e ai meccanismi di regolazione del pH. Il corso tratterà inoltre le leggi cinetiche ed i principi di equilibrio chimico, i principali parametri termodinamici e la loro applicazione ai processi biologici, nonché gli aspetti strutturali e reattivi delle molecole organiche e inorganiche di rilevanza biologica.

Al termine dell’insegnamento, lo studente disporrà delle conoscenze fondamentali per correlare la struttura molecolare alle proprietà chimico-fisiche e alle funzioni biologiche, acquisendo strumenti concettuali per interpretare le trasformazioni chimiche e le interazioni molecolari che sottendono i processi fisiologici e le loro alterazioni patologiche. Il corso si propone pertanto di contribuire alla formazione di professionisti con una preparazione solida e rigorosa sulla chimica delle molecole biologicamente rilevanti, indispensabile per l’analisi critica dei fenomeni biochimici e fisiologici.

In riferimento ai Descrittori di Dublino:

• Conoscenza e capacità di comprensione: acquisire i principi fondamentali della chimica generale necessari alla comprensione dei sistemi biologici, sviluppando capacità di ragionamento induttivo e deduttivo e abilità nella schematizzazione delle reazioni chimiche.

• Capacità di applicare conoscenza e comprensione: applicare le conoscenze acquisite con rigore scientifico per descrivere e interpretare fenomeni chimici e biochimici, inclusi calcoli quantitativi.

• Autonomia di giudizio: sviluppare il pensiero critico e la capacità di correlare la struttura molecolare con la funzione biologica, individuando soluzioni adeguate a problemi chimici.

• Abilità comunicative: dimostrare la capacità di esporre chiaramente fenomeni e processi chimici utilizzando un linguaggio tecnico appropriato.

• Capacità di apprendimento: acquisire solide basi concettuali per affrontare in autonomia studi avanzati in chimica, biochimica e fisiologia.

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA

Al fine di garantire pari opportunità e nel rispetto della normativa vigente, gli studenti interessati possono richiedere un colloquio personale per programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici e alle specifiche esigenze.

I metodi didattici utilizzati durante il corso prevedono lezioni frontali, partecipate e/o cooperative volte all'acquisizione delle conoscenze base di Chimica Generale ed Inorganica. Sono previste, inoltre, esercitazioni pratiche, ricerche individuali e lavori di gruppo volti a sviluppare la capacità di applicare le conoscenze di base acquisite.

In particolare, il corso prevede 36 ore di lezioni ed esercitazioni in aula.

La materia e i suoi stati di aggregazione

Concetti di massa, volume e densità; Stati della materia: solido, liquido, gas e plasma, leggi dei gas; Cambiamenti di stato e passaggi di fase.

Atomi e tavola periodica

Struttura atomica e numero atomico; Isotopi e massa atomica; Organizzazione della tavola periodica e proprietà periodiche degli elementi.

Radioattività

Tipi di radiazioni: α, β, γ; Decadimento radioattivo e emivita; Applicazioni in campo biomedico.

Legame chimico e interazioni intermolecolari

Legami ionici, covalenti e di coordinazione; Legami a idrogeno, forze di Van der Waals e altre interazioni deboli; Implicazioni biologiche delle interazioni molecolari.

Proprietà dei liquidi e delle soluzioni

Tensione superficiale, viscosità e evaporazione; Concentrazione delle soluzioni (molarità, frazione molare, percentuali); Solubilità e fattori che la influenzano.

pH e soluzioni tampone

Definizione di pH e scale di acidità; Calcolo del pH di soluzioni acquose e tamponi; Ruolo dei tamponi nei sistemi fisiologici.

Reazioni redox

Nozioni di ossidazione e riduzione; Agenti ossidanti e riducenti; Importanza delle reazioni redox nei sistemi biologici.

1. CHIMICA. Autori: Kotz, Treichel, Townsend. Casa Editrice: EdiSES. 

In alternativa:

2. FONDAMENTI DI CHIMICA GENERALE - Anno 2022- Casa Editrice: EDISES 

3. CHIMICA - Un approccio molecolare. Autore: Nivaldo J. Tro, Casa Editrice: EdiSES

4. Altro materiale fornito su studium.

L’esame si compone di una prova scritta e, in caso di esito favorevole, di un successivo colloquio orale. Entrambe le prove vertono esclusivamente sugli argomenti trattati a lezione. Tutte le tipologie di esercizi delle prove d’esame saranno affrontate durante il corso. L’esame scritto consiste in esercizi e domande aperte. NON È POSSIBILE SOSTENERE LA PROVA SCRITTA IN UN APPELLO DIVERSO DA QUELLO IN CUI SI INTENDE SVOLGERE LA PROVA ORALE.

Criteri per l’attribuzione del voto finale:
Alla formulazione del voto finale concorreranno in egual misura:

• la padronanza mostrata nelle argomentazioni qualitative e quantitative;

• la capacità di ragionamento critico sugli argomenti affrontati durante il corso;

• la capacità di correlare tra loro le varie parti del programma.

• Cos’è la massa atomica e come si misura?
• Cos’è la mole e quale è la sua utilità in chimica?
• Come si determina la geometria molecolare di una molecola?
• Quali sono i principali tipi di legame chimico e le loro caratteristiche?
• Quali sono le principali interazioni intermolecolari e il loro ruolo in biologia?
• Cos’è una soluzione e come si definisce la sua concentrazione?
• Cos’è l’osmosi e quale importanza ha nei sistemi biologici?
• Come si calcola il pH di una soluzione acquosa?
• Come si prepara una soluzione tampone e qual è il suo ruolo fisiologico?
• Come si bilancia una reazione redox?
• Quali sono i principali stati di aggregazione della materia e le loro caratteristiche?
• Come cambiano le proprietà della materia durante i passaggi di stato?
• Che cos’è un isotopo e come differisce dagli altri atomi dello stesso elemento?
• Come è organizzata la tavola periodica e quali proprietà degli elementi mostra?
• Quali tipi di radiazioni esistono e quali applicazioni hanno in campo biomedico?