Il modulo di Fondamenti di Chimica Fisica fornisce allo studente la conoscenza dei concetti fondamentali relativi alla termodinamica e alla cinetica applicata alle reazioni chimiche. Tali conoscenze saranno necessarie per la comprensione dei processi che avvengono nei sistemi chimici (e.g. meccanismi di reazione, condizioni ottimali per una sintesi organica, cristallizzazione, distillazione), biochimici (e.g. utilizzo dell'energia, attività degli enzimi) e chimico-farmaceutici (e.g. distribuzione dei farmaci, fattori che incidono sull'interazione farmaco-recettore).

Il corso fornisce inoltre conoscenze basilari sulla struttura molecolare delle sostanze e sulla loro interazione con le onde elettromagnetiche, concetti utili per la comprensione dei metodi spettroscopici, spettrofotometrici e spettrofluorimetrici utilizzati per la determinazione della struttura molecolare e per lo studio della reattività delle sostanze.

1) Termodinamica chimica: definizione dello stato standard, entalpia, entropia ed energia libera di reazione, legge di Hess.

2) L'equilibrio chimico: correlazione con le funzioni di stato termodinamiche, effetto della temperatura e della pressione

3) Basi della cinetica chimica: definizione di velocità di una reazione, equazione cinetica, costante cinetica, ordine di reazione, integrazione di equazioni cinetiche del primo e secondo ordine, equazione di Arrhenius, energia di attivazione

4) Meccanismi direazione: coordinata di reazione, principio della reversibilità microscopica, postulato di Hammond, principio di Bell-Evans_Polanyi, controllo cinetico e termodinamico, principio di Curtin-Hammett, principio di reattiità-selettività

5) Cinetica chimica: reazioni in serie, reazioni parallele, modello dello stato stazionario, cinetiche enzimatiche, modello del pre-equilobrio, entalpia, entropia ed eneergia libera di attivazione.

6) Correlazioni lineari di energia ibera: equazione di Hammett, equazioni biparametriche (Yukawa-Tsuno), effetti sterici (equazione di Taft)

7) Effetto solvente: enetrgia di solvatazione, momendo dipolare, costante dielettrica, potere ionizzante, proprietà acido-base, numero donatore e accettore (DN, AN)

8) Catalisi: catalisi acido-base generale e specifica, catalisi metallica, calaisi organioca, trasferimento di fase

D1 - Conoscenza e capacità di comprensione. Lo studente dovrà apprendere i principi fondamentali della termodinamica e della cinetica chimica in modo da comprendere le relazioni che intercorrono tra tali concetti, i principi appresi nel corso di chimica generale e i concetti fonfamentale della chimica organica. Tali abilità verranno valutate attraverso la prova orale.

D2 - Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Lo studente dovrà essere in grado di utilizzare i principi della chimica fisica per interpretare le proprietà delle sostenze organiche, comprendere l'andamento delle reazioni e ipotizzare le migliori condizioni (solvente, temperatura, ambiente) al fine di migliorarne la resa nel composto voluto. Tali abilità verranno valutate attraverso la prova orale.

D3 - Autonomia di giudizio. Lo studente dovrà essere in grado di focalizzare l'attenzione sui modelli chimico-fisici da utilizzare per risolvere un determinato problema reale o per interpretare una collezione di dati sperimentali, ossia dovrà, in modo autonomo, capire a quale sezione della chimica teorica ricorrere per risolvere un problema. Queste abilità verranno verificate sia con la prova scritta che attraverso domande orali mirate di tipo applicativo.

D4 - Abilità comunicative. Lo studente dovrà essere in grado di descrivere i principi e i concetti appresi durante il corso esprimendosi chiaramente, con termini appropriati e con esempi opportuni. Tale abilità verrà valutata durante il colloquio orale.

D5 - Capacità di apprendimento. Lo studente dovrà essere in grado di costruire il suo percorso di crescita scientifica in maniera critica ed autonoma, essendo in grado di utilizzare correttamente il materiale di studio fornito dal docente e il materiale di approfondimento che lui stesso potrà procurarsi. Queste abilità, per quanto possibile, verranno stimolate dal docente proponendo approfondimenti e fornendo esercizi da risolvere a casa durante il corso, che poi verranno spiegati e discussi durante le lezioni.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Esercizi numerici in classe

Modalità didattiche

Lezioni frontali e risoluzione di esercizi numerici.

Tutte le lezioni si svolgeranno in presenza..

Obblighi

Frequenza non obbligatoria ma fortemente incoraggiata

Testi di studio

Chimica Organica- Clayden, Greeves, Warren - Edizione italiana sulla seconda in lingua inglese -  Ed. Piccin 2023. ISBN 978-88-299-3233-7; Code Piccin 0327990

Per questo corso è ESTREMAMENTE CONSIGLIATO adottare UNO dei seguenti eserciziari (uguali per i due moduli):
1. M. V. D’Auria, O. Taglialatela Scafati, A. Zampella, “Guida Ragionata allo Svolgimento di Esercizi di Chimica Organica”, seconda Edizione, Loghia Ed., Napoli, 2011.
2. G. Broggini, C. Loro, G. Palmisano, "Chimica Organica-800 esercizi con soluzione", Zanichelli, 2022.

Modalità di
accertamento

La verifica dell'apprendimento che ha lo scopo di accertare l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese avviene attraverso il solo esame finale che consiste in una prova scritta (oppure con valutazioni in itinere/mid term) e una prova orale.

Una prova scritta è giudicata sufficiente quando lo studente dimostra di avere acquisito le nozioni di base della nomenclatura dei composti organici semplici, semplici reazioni acido-base, la modalità di disegno-scrittura delle strutture molecolari semplici comprensiva di conformazioni e configurazioni. La lode viene assegnata nel caso di raggiungimento del massimo punteggio per ogni domanda a cui si aggiunga la padronanza del linguaggio specialistico. L’esito della prova scritta viene comunicato attraverso il portale Esse3 entro una settimana dalla data della prova stessa e comunque prima della data della prova orale dello stesso appello.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

Gli studenti non frequentanti possono seguire il corso consultando la piattaforma piattaforma Moodle › blended.uniurb.it e interagire con il docente formulando domande sul programma e sulla risoluzione di esercizi via mail

Obblighi

Frequenza non obbligatoria mafortemente incoraggiata

Testi di studio

Chimica Organica- Clayden, Greeves, Warren - Edizione italiana sulla seconda in lingua inglese -  Ed. Piccin 2023. ISBN 978-88-299-3233-7; Code Piccin 0327990

Per questo corso è ESTREMAMENTE CONSIGLIATO adottare UNO dei seguenti eserciziari (uguali per i due moduli):
1. M. V. D’Auria, O. Taglialatela Scafati, A. Zampella, “Guida Ragionata allo Svolgimento di Esercizi di Chimica Organica”, seconda Edizione, Loghia Ed., Napoli, 2011.
2. G. Broggini, C. Loro, G. Palmisano, "Chimica Organica-800 esercizi con soluzione", Zanichelli, 2022.

Modalità di
accertamento

La verifica dell'apprendimento che ha lo scopo di accertare l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese avviene attraverso il solo esame finale che consiste in una prova scritta e una prova orale.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Sono necessarie le conoscenze acquisite nel corsi di Chimica Generale e Inorganica