Chimica

Obiettivi formativi

L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze teoriche e applicative necessarie per l'identificazione, la valutazione e la gestione dei rischi derivanti dagli agenti chimici, fisici e biologici negli ambienti di vita e di lavoro, con particolare riferimento alla tutela della salute umana e dell'ambiente.

Al termine del corso lo studente sarà in grado di:

• comprendere i concetti di pericolo, esposizione, rischio, valutazione, comunicazione, percezione e gestione del rischio;

• conoscere il quadro normativo nazionale ed europeo relativo alla sicurezza chimica, con particolare riferimento ai Regolamenti REACH e CLP/GHS, alla classificazione, etichettatura e alle Schede di Dati di Sicurezza (SDS);

• comprendere i principi di tossicologia, i valori limite di esposizione, il monitoraggio biologico e gli effetti sulla salute associati all'esposizione ad agenti chimici, cancerogeni, mutageni e reprotossici;

• applicare metodologie di valutazione del rischio e utilizzare modelli e algoritmi per la stima dell'esposizione professionale;

• conoscere le principali tecniche di monitoraggio degli inquinanti aerodispersi (gas, vapori e aerosol) e dei fattori fisici degli ambienti di lavoro, quali microclima, amianto e atmosfere esplosive;

• comprendere i principi della gestione dei rifiuti speciali e sanitari, della prevenzione del rischio incendio ed esplosione, del trasporto di merci pericolose (ADR) e delle problematiche connesse ai contaminanti emergenti;

• sviluppare capacità di analisi critica e di problem solving nell'identificazione delle misure di prevenzione e protezione più appropriate nei diversi contesti lavorativi.

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire agli studenti una solida preparazione teorica e metodologica nel campo della spettrometria di massa, con particolare riferimento ai principi fondamentali della tecnica, alle principali sorgenti di ionizzazione, agli analizzatori di massa e alla spettrometria di massa tandem. Il corso approfondisce inoltre l'accoppiamento della spettrometria di massa con le principali tecniche separative e introduce le moderne applicazioni della spettrometria di massa ad alta risoluzione, incluse le strategie di acquisizione dei dati, l'identificazione dei composti e un'introduzione alle recenti applicazioni della spettrometria di massa in metabolomica e proteomica.
L'insegnamento è finalizzato a sviluppare nello studente la capacità di comprendere le potenzialità e i limiti delle diverse configurazioni strumentali e selezionare l'approccio analitico più appropriato in funzione delle caratteristiche del campione e degli obiettivi dell'analisi. Particolare attenzione è dedicata alle applicazioni della spettrometria di massa sia per la determinazione quantitativa sia per l'identificazione di composti noti e incogniti in matrici complesse.

Obiettivi formativi

L’insegnamento di Termodinamica Statistica intende fornire le competenze necessarie all’uso della termodinamica statistica e delle sue applicazioni. In particolare, lo studente al termine del corso avrà acquisito le conoscenze di base di meccanica statistica sia classica che quantistica, conoscerà le proprietà delle diverse tipologie di ensemble e sarà in grado di stabilire a quali casi applicare ciascun ensemble. Lo studente dovrà dimostrare autonomia nell’apprendimento, nonché giudizio critico sui concetti assimilati. Ci si aspetta che lo studente abbia la capacità
di inquadrare il problema in esame nel giusto contesto, saper scegliere i modelli più idonei allo studio dei sistemi proposti dimostrando di saper applicare le competenze acquisite.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Completare la formazione degli studenti nel campo della termodinamica chimico-fisica

Obiettivi specifici

A) Conoscenze. Dal punto di vista delle conoscenze il corso si propone quattro obiettivi principali: 1) far acquisire una comprensione più profonda dei fondamenti della termodinamica (a cui gli studenti sono stati introdotti nel corso di Chimica Fisica I della laurea triennale) e in particolar modo del secondo principio, presentato mediante l’approccio della produzione di entropia come driving force dei processi chimico-fisici irreversibili; 2) riaffrontare la trattazione termodinamica dei sistemi a un componente o a composizione fissata in modo sistematico e rigoroso, mediante la derivazione dei differenziali totali di tutte le funzioni di stato di interesse chimico-fisico; 3) estendere la trattazione termodinamica a processi e sistemi chimico-fisici più complessi di quelli, semplici, che lo studente ha incontrato nei corsi precedenti: gas reali, soluzioni reali e diagrammi di fase a molti componenti, sistemi eterogenei chimicamente reattivi, sistemi soggetti ad alte pressioni, sistemi con confini di fase non planari, ecc; 4) illustrare i principi di funzionamento delle più importanti tecniche sperimentali per la misura di proprietà termodinamiche.

B) Abilità. Dal punto di vista delle capacità di applicare le conoscenze acquisite, il corso, che prevede una parte di esercitazioni in preparazione della prova scritta, si propone: 1) di mettere gli studenti in grado di risolvere problemi pratici di termodinamica chimica applicata (calcolo delle variazioni di proprietà termodinamiche in processi reversibili e irreversibili, del calore e del lavoro scambiati, della driving force di processi irreversibili, delle proprietà di mescolamento, delle fasi e delle loro composizioni di equilibrio in sistemi reattivi e non reattivi, interpretazione dei diagrammi di fase a 2 e 3 componenti, ecc.); 2) di far acquisire agli studenti una padronanza del formalismo termodinamico sufficiente a consentire loro di manipolare le espressioni termodinamiche più comuni per derivare autonomamente ulteriori relazioni, che possono essere utili nella risoluzione di problemi specifici.

Obiettivi formativi

1) Conoscenza e capacità di comprensione
L’utilizzo di complessi ed accurati modelli simulativi di sistemi chimici reali, che fino a metà del secolo scorso era solo una vaga possibilità, nelle ultime decadi, è diventato realtà grazie all’impressionante sviluppo dei calcolatori e dei sistemi di calcolo. Il corso si propone di introdurre agli studenti il vasto campo delle tecniche simulative a partire dalla sua declinazione del calcolo ab-initio.
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Le conoscenze teoriche di base, a partire dai principi della meccanica quantistica applicati a sistemi elettronici permetteranno, alla fine del corso, di:
- capire le tecniche simulative utilizzate in un articolo di letteratura.
- scegliere il metodo più opportuno per condurre una simulazione di un sistema chimico.
- giudicare la qualità ed i limiti di una simulazione.
3) Autonomia di Giudizio
Sono previste circa 12 ore di esercitazioni pratiche “hands on” in cui, attraverso l’uso di software specifico e di “template” messi a disposizione dal docente, gli studenti possono sviluppare le capacità per maneggiare le più comuni tecniche di calcolo su sistemi chimici reali. Essi inoltre potranno rendersi conto della scala della complessità pratica che è necessario affrontare per produrre tecniche simulative affidabili.
4) Abilità Comunicative
Le esercitazioni svolte in classe insieme al docente e le relative relazioni permetteranno agli studenti di sviluppare le abilità comunicative.
5) Capacità di Apprendimento
Questo corso rappresenta un'introduzione alla chimica computazionale e in questo senso fornisce gli strumenti di base per poter accedere agli argomenti più complessi ed avanzati che tipicamente fanno parte del mondo della ricerca di frontiera in questa materia.

Obiettivi formativi

Attraverso una panoramica piuttosto ampia sui possibili sistemi colloidali e nanostrutturati, il corso si propone di rendere consapevoli gli studenti del carattere altamente multidisciplinare della scienza dei colloidi e delle nanostrutture che coinvolge chimica, fisica, biologia e ingegneria, con applicazioni fondamentali nella vita quotidiana e nello sviluppo tecnologico. Stabilito questo carattere generale, il corso vuole fornire una comprensione approfondita dei principi fondamentali che regolano il comportamento dei sistemi colloidali e delle nanostrutture, con particolare attenzione alla relazione tra proprietà chimico-fisiche, struttura e funzionalità dei materiali a scala nanometrica. Al termine del corso, lo studente sarà in grado di:
i) Comprendere le basi teoriche della scienza dei colloidi, inclusi i concetti di stabilità colloidale, interazioni intermolecolari (DLVO, forze di van der Waals, forze elettrostatiche) e fenomeni di autoassemblaggio;
ii) Descrivere e classificare le particelle colloidali o le nanostrutture (nanoparticelle, micelle, liposomi, nanorods, nanotubi, ecc.) in base alla loro morfologia, composizione chimica e proprietà fisiche;
iii) Applicare tecniche sperimentali e strumentali come quelle basate sullo scattering di radiazioni elettromagnetiche, reologiche, spettroscopiche e di microscopia, per la caratterizzazione dei colloidi e delle nanostrutture;
iv) Analizzare la stabilità e le dinamiche di sistemi colloidali, valutando l'influenza di parametri chimico-fisici come pH, forza ionica, temperatura e concentrazione;
v) Conoscere e progettare applicazioni dei sistemi nanostrutturati in ambito tecnologico quali quello farmaceutico, alimentare, cosmetico, della detergenza, della catalisi e della sensoristica;
vi)Sviluppare una visione critica e interdisciplinare dei sistemi nanostrutturati, integrando conoscenze da chimica fisica, scienza dei materiali e nanotecnologie.

Obiettivi formativi

Questo corso è dedicato all’acquisizione degli strumenti necessari per utilizzare le conoscenze acquisite nella cinetica chimica di base e nei meccanismi di reazione, per una profonda comprensione della chimica inorganica e organometallica con particolare attenzione ai meccanismi fondamentali che riguardano i complessi dei metalli di transizione e il loro coinvolgimento nei processi catalitici in fase omogenea.

Obiettivi formativi

L’obiettivo principale del corso, svolto in modalità di lezioni frontali, è quello di fornire i principi base della catalisi eterogenea e della reattività gas-solido. Si prefigge inoltre di fornire un approccio metodologico integrato e ragionato che correli aspetti di struttura e reattività di specie chimiche con aspetti di cinetica e termodinamica delle reazioni.

I risultati attesi riguardano:
1. la comprensione dei fenomeni della catalisi eterogenea mediante un approccio multidisciplinare. Lo studente potrà apprendere i principali metodi di preparazione e di caratterizzazione dei catalizzatori (di bulk e di superficie), i meccanismi di reazione sulla superficie (adsorbimento dei reagenti, reazioni di superficie, desorbimento dei prodotti) e alcune applicazioni della catalisi eterogenea di interesse industriale ed ambientale, affrontando anche le problematiche connesse alla sicurezza.
2. l’applicazione di un approccio multidisciplinare mediante analisi di esempi tratti dalla letteratura relativa al mondo della ricerca o al mondo dell’industria. Lo studente applicherà anche nozioni teoriche di base acquisite in precedenza nei vari corsi di Chimica Generale, Chimica Inorganica e Chimica Fisica per l’interpretazione dei fenomeni catalitici e saprà valutare quali-quantitativamente:
- i principali parametri cinetici che descrivono l’attività di un catalizzatore in termini di attività e selettività, con particolare attenzione ai possibili effetti del trasporto di massa,
- i principali parametri morfologici e chimico-fisici del catalizzatore (composizione, struttura, dispersione) da cui dipende la prestazione catalitica.
3. lo sviluppo di capacità di interpretazione di dati sperimentali e di risultati presenti nella letteratura scientifica.
4. lo sviluppo della capacità di comunicare in modo sintetico e con padronanza espressiva le conoscenze acquisite mediante un colloquio orale.
5. l’abilità di giustificare ed argomentare le scelte effettuate, predisponendosi così ad affrontare studi successivi con un alto grado di autonomia.

Obiettivi formativi

La chimica e la microfisica, cioè tutti i processi che avvengono su scale microscopiche dove gli effetti quantici sono predominanti, sono fondamentali per comprendere come stelle e pianeti si formano, e come la vita si sia originata dalle condizioni estreme del mezzo interstellare. Il corso di Astrochimica si propone i seguenti obiettivi formativi: i) fornire il background fisico necessario a comprendere l’oggetto di studio dell’astrochimica, ii) introdurre i processi chimici che avvengono nelle condizioni estreme di densità e temperatura del mezzo interstellare: processi in fase gassosa, la chimica di superficie (processi catalitici), e i processi indotti da radiazione, iii) fornire gli strumenti teorici, sperimentali, e computazionali per studiare la chimica del mezzo interstellare.

Alla fine del corso gli studenti saranno in grado di comprendere i concetti fondamentali dell’astrochimica sia a livello microscopico che a livello macroscopico (descrittore 1) e di avere le basi per iniziare a far ricerca in questa interdisciplina identificandone i problemi principali (descrittore 2 e 4).

Verrà, inoltre, valutata la capacità di analisi e di coerenza logica nell’esposizione e l’abilità dello studente di comunicare in un linguaggio appropriato nella disciplina (descrittori 3 e 4) anche attraverso discussioni e presentazioni in aula.

Obiettivi formativi

I risultati di apprendimento attesi, in accordo ai descrittori di Dublino, sono i seguenti:

Descrittore 1 (conoscenze e capacità di comprensione): alla fine del corso lo studente avrà acquisito le conoscenze per comprendere i legami esistenti tra la cinetica chimica (macroscopica) e la dinamica delle reazioni chimiche (microscopica). Verranno compresi a livello molecolare i fenomeni che portano alla formazione o rottura di un legame nelle reazioni chimiche.

Descrittore 2 (conoscenze e capacità di comprensione applicate): le conoscenze teoriche acquisite verranno applicate allo studio sperimentale di un caso reale di processo di fotodissociazione UV mediante l’utilizzo di un apparato per Spettroscopia Traslazionale dei Fotoframmenti. Verrà misurata la distribuzione di velocità di un fascio molecolare ed identificati i canali primari di dissociazione.

Descrittore 3 (Autonomia di giudizio): l’autonomia di giudizio verrà sviluppata durante le prove pratiche di laboratorio.

Descrittore 4 (abilità comunicative): mediante il coinvolgimento nelle lezioni frontali e le esercitazioni di laboratorio lo studente sarà stimolato a sviluppare le sue abilità comunicative.

Descrittore 5 (capacità di proseguire lo studio in modo autonomo): questo corso si prefigge di fornire le conoscenze di base sulla dinamica delle reazioni chimiche e, più in generale, sullo studio di processi chimici e fisici partendo da una visione microscopica di tali fenomeni. Tale approccio potrà essere esteso autonomamente a molti altri campi di indagine che possono spaziare dalla chimica fisica, chimica organica, ecc.

Obiettivi formativi

Gli argomenti trattati in questo insegnamento riguardano metodi teorico-computazionali che permettono la modellizzazione di sistemi complessi, quali liquidi, soluzioni e biomecole.
Alla fine del corso, per quanto riguarda le conoscenze imprescindibili, lo studente dovrà aver acquisito competenze riguardo gli approcci più adatti per stimare proprietà cinetiche e termodinamiche in base alla complessità del sistema.
Ci si aspetta che lo studente abbia la capacità di selezionare le equazioni e le formule più adatte alla risoluzione di problemi quantitativi e che sappia scegliere metodi di indagine idonei allo studio dei sistemi proposti (descrittori di Dublino 1 e 2).
Verrà, inoltre, valutata la capacità di analisi, di sintesi e di coerenza logica nell’esposizione e l’abilità dello studente di comunicare in un linguaggio appropriato (descrittori di Dublino 3 e 4) anche attraverso discussioni collettive in aula.
Infine, trattandosi di un insegnamento della Laurea Magistrale in Chimica, sarà apprezzata la conoscenza delle possibili applicazioni delle metodologie di indagine per risolvere problemi di carattere chimico-fisico.

Obiettivi formativi

Il corso mira ad introdurre i concetti della struttura delle macromolecole, per esempio polimeri sintetici, con metodi chimico-fisici applicati alla caratterizzazione strutturale, focalizzando l’attenzione sulla diffrazione dei raggi X (di cui verrà menzionata la complementarietà con la diffrazione di neutroni). Saranno introdotte le diverse tecniche basate sui raggi X come diffrazione a grande angolo (WAXS) e diffusione a basso angolo (SAXS) e ne verrà dimostrata la capacità di caratterizzare le gerarchie strutturali e complessità morfologica delle macromolecole sulla scala spaziale dalle distanze interatomiche fino a dimensioni nanometriche.

Saranno sviluppate conoscenze della teoria di diffrazione dei raggi X da un elettrone, un atomo, un insieme dei atomi e infine da un oggetto macromolecolare. Inoltre sarà introdotto il concetto di ordine/disordine strutturale.
Verranno descritti i concetti di stato amorfo e semi-cristallino dei sistemi polimerici e dell’organizzazione strutturale delle loro soluzioni diluite in solventi compatibili.

Riguardo allo stato cristallino verrà discusso il concetto di cella elementare, di cristallinità, di ordine lamella e della relativa suddivisione in domini amorfi e cristallini. Verranno inoltre presentati sistemi con ordine bidimensionale (p.e fibre) e il loro studio mediante tecniche di diffrazione.

Durante il corso saranno effettuate diverse esperienze di laboratorio, al fine di consolidare le competenze teoriche e implementare praticamente le operazioni di elaborazione di dati sperimentali. Attraverso le esperienze di laboratorio, lo studente avrà la possibilità di raccogliere dati di diffrazione, di elaborarli e, attraverso l’uso di programmi specifici, di estrarre parametri strutturali caratteristici del sistema in studio.

Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze riguardo ai principii generali della diffrazione dei raggi X/neutroni, applicata a sistemi macromolecolari. In particolare, dovrà conoscere i principii dell’esperimento di diffrazione a grande e a basso angolo, dovrà essere in grado di selezionare le condizioni sperimentali più idonee allo studio dei sistemi proposti, dimostrando di saper applicare le competenze acquisite. Inoltre, deve saper argomentare le scelte identificate. Dovranno essere chiaramente compresi gli aspetti strutturali di sistemi complessi, come soluzioni polimeriche, di bio-macromolecole e fluidi complessi. Lo studente dovrà inoltre dimostrare la capacità di inquadrare il problema nel giusto contesto e di selezionare modelli teorici più adatti alla sua risoluzione qualitativa e quantitativa.
Nel corso della prova finale verrà, inoltre, valutata la capacità di analisi, di sintesi e di coerenza logica nell’esposizione orale e l’abilità dello studente di comunicare in un linguaggio appropriato a livello corrispondente alla Laurea Magistrale.

Durante il corso allo studente saranno proposti articoli scientifici pubblicati su riviste internazionali insieme a testi di riferimento per approfondimenti che verranno discussi in aula. Questo approccio dovrebbe favorire la capacità di apprendimento e l’abitudine a selezionare fonti bibliografiche diverse, in italiano e, soprattutto in inglese. Il Corso dovrebbe quindi trasmettere l’importanza di un aggiornamento continuo in funzione, ad esempio, dello svolgimento della tesi di laurea magistrale o del dottorato di ricerca. Verrà stimolata la proposta da parte degli studenti di sistemi di loro interesse in cui le tecniche oggetto del corso possono aumentare il grado di comprensione delle correlazioni tra proprietà microscopiche e funzionalità a livello macroscopico.

Obiettivi formativi

In accordo ai primi due descrittori di Dublino, lo studente a fine corso dovrà aver compreso:

a) i meccanismi della conduzione di corrente nei diversi tipi di materiali (conduttori ionici, elettronici e misti) e di tutti i fattori che la controllano;
b) i fenomeni alla base della formazione dell’interfaccia elettrochimica
c) la termodinamica alla base del funzionamento dei dispositivi elettrochimici
d) i fattori cinetici che controllano il passaggio della corrente in un dispositivo elettrochimico
e) il fenomeno della corrosione dal punto di vista elettrochimico

Lo studente applicherà le conoscenze acquisite durante il corso per la realizzazione di esperimenti di elettrochimica sia di routine che di ricerca di base.

Nel corso (descrittore 4) si dedica attenzione a far sviluppare le capacità di comunicare quanto si è appreso attraverso domande in classe e l’esame finale.

Obiettivi formativi

L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze teoriche e applicative necessarie per l'identificazione, la valutazione e la gestione dei rischi derivanti dagli agenti chimici, fisici e biologici negli ambienti di vita e di lavoro, con particolare riferimento alla tutela della salute umana e dell'ambiente.

Al termine del corso lo studente sarà in grado di:

• comprendere i concetti di pericolo, esposizione, rischio, valutazione, comunicazione, percezione e gestione del rischio;

• conoscere il quadro normativo nazionale ed europeo relativo alla sicurezza chimica, con particolare riferimento ai Regolamenti REACH e CLP/GHS, alla classificazione, etichettatura e alle Schede di Dati di Sicurezza (SDS);

• comprendere i principi di tossicologia, i valori limite di esposizione, il monitoraggio biologico e gli effetti sulla salute associati all'esposizione ad agenti chimici, cancerogeni, mutageni e reprotossici;

• applicare metodologie di valutazione del rischio e utilizzare modelli e algoritmi per la stima dell'esposizione professionale;

• conoscere le principali tecniche di monitoraggio degli inquinanti aerodispersi (gas, vapori e aerosol) e dei fattori fisici degli ambienti di lavoro, quali microclima, amianto e atmosfere esplosive;

• comprendere i principi della gestione dei rifiuti speciali e sanitari, della prevenzione del rischio incendio ed esplosione, del trasporto di merci pericolose (ADR) e delle problematiche connesse ai contaminanti emergenti;

• sviluppare capacità di analisi critica e di problem solving nell'identificazione delle misure di prevenzione e protezione più appropriate nei diversi contesti lavorativi.

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire agli studenti una solida preparazione teorica e metodologica nel campo della spettrometria di massa, con particolare riferimento ai principi fondamentali della tecnica, alle principali sorgenti di ionizzazione, agli analizzatori di massa e alla spettrometria di massa tandem. Il corso approfondisce inoltre l'accoppiamento della spettrometria di massa con le principali tecniche separative e introduce le moderne applicazioni della spettrometria di massa ad alta risoluzione, incluse le strategie di acquisizione dei dati, l'identificazione dei composti e un'introduzione alle recenti applicazioni della spettrometria di massa in metabolomica e proteomica.
L'insegnamento è finalizzato a sviluppare nello studente la capacità di comprendere le potenzialità e i limiti delle diverse configurazioni strumentali e selezionare l'approccio analitico più appropriato in funzione delle caratteristiche del campione e degli obiettivi dell'analisi. Particolare attenzione è dedicata alle applicazioni della spettrometria di massa sia per la determinazione quantitativa sia per l'identificazione di composti noti e incogniti in matrici complesse.

Obiettivi formativi

Gli obiettivi formativi che il corso si pone sono l’acquisizione dei concetti di base di stereochimica e della sintesi stereoselettiva, conoscere i possibili elementi stereogenici di una molecola, la nomenclatura stereochimica, i concetti di stereoselettività relativa e assoluta. Dovranno saper applicare le conoscenze acquisite, riconoscere le relazioni spaziali tra i gruppi di una molecola, riconoscere gli elementi stereogenici di una molecola, e riconoscere quali reazioni asimmetriche potrebbero essere applicate con successo e discutere in modo critico le problematiche connesse. Gli studenti dovranno saper identificare tutti i possibili stereoisomeri di una molecola complessa e descrivere in modo corretto le relazioni stereochimiche tra loro.

Obiettivi formativi

Conoscenza dei principali processi di trasformazione dell'industria petrolchimica, dalle materie prime ai prodotti finiti. Capacità di collocare l'industria chimica nella situazione socio-economica attuale comprendendone lo sviluppo storico ed economico attraverso la conoscenza delle caratteristiche economiche peculiari. Analisi e comprensione della catalisi nei processi industriali.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali: acquisire la conoscenza dei meccanismi molecolari che sono alla base delle interazioni e delle reazione nei sistemi biologici attraverso un approccio chimico-organico fisico

Obiettivi specifici: gli studenti avranno acquisito una base teorico/meccanicistica con la quale potranno comprendere i meccanismi di azione delle molecole biologicamente attive, quali sostanze organiche naturali e farmaci.

Obiettivi formativi

- Comprensione delle relazioni struttura-attività delle principali classi di farmaci.
- Razionalizzazione delle interazioni farmaco-recettori.
- Concetti di sintesi organica applicata alla preparazione di farmaci.

Obiettivi formativi

I risultati di apprendimento attesi, in accordo ai descrittori di Dublino, sono i seguenti:

Descrittore 1 (conoscenze e capacità di comprensione): alla fine del corso lo studente avrà acquisito le conoscenze per comprendere i legami esistenti tra la cinetica chimica (macroscopica) e la dinamica delle reazioni chimiche (microscopica). Verranno compresi a livello molecolare i fenomeni che portano alla formazione o rottura di un legame nelle reazioni chimiche.

Descrittore 2 (conoscenze e capacità di comprensione applicate): le conoscenze teoriche acquisite verranno applicate allo studio sperimentale di un caso reale di processo di fotodissociazione UV mediante l’utilizzo di un apparato per Spettroscopia Traslazionale dei Fotoframmenti. Verrà misurata la distribuzione di velocità di un fascio molecolare ed identificati i canali primari di dissociazione.

Descrittore 3 (Autonomia di giudizio): l’autonomia di giudizio verrà sviluppata durante le prove pratiche di laboratorio.

Descrittore 4 (abilità comunicative): mediante il coinvolgimento nelle lezioni frontali e le esercitazioni di laboratorio lo studente sarà stimolato a sviluppare le sue abilità comunicative.

Descrittore 5 (capacità di proseguire lo studio in modo autonomo): questo corso si prefigge di fornire le conoscenze di base sulla dinamica delle reazioni chimiche e, più in generale, sullo studio di processi chimici e fisici partendo da una visione microscopica di tali fenomeni. Tale approccio potrà essere esteso autonomamente a molti altri campi di indagine che possono spaziare dalla chimica fisica, chimica organica, ecc.

Obiettivi formativi

Gli argomenti trattati in questo insegnamento riguardano metodi teorico-computazionali che permettono la modellizzazione di sistemi complessi, quali liquidi, soluzioni e biomecole.
Alla fine del corso, per quanto riguarda le conoscenze imprescindibili, lo studente dovrà aver acquisito competenze riguardo gli approcci più adatti per stimare proprietà cinetiche e termodinamiche in base alla complessità del sistema.
Ci si aspetta che lo studente abbia la capacità di selezionare le equazioni e le formule più adatte alla risoluzione di problemi quantitativi e che sappia scegliere metodi di indagine idonei allo studio dei sistemi proposti (descrittori di Dublino 1 e 2).
Verrà, inoltre, valutata la capacità di analisi, di sintesi e di coerenza logica nell’esposizione e l’abilità dello studente di comunicare in un linguaggio appropriato (descrittori di Dublino 3 e 4) anche attraverso discussioni collettive in aula.
Infine, trattandosi di un insegnamento della Laurea Magistrale in Chimica, sarà apprezzata la conoscenza delle possibili applicazioni delle metodologie di indagine per risolvere problemi di carattere chimico-fisico.

Obiettivi formativi

Il corso mira ad introdurre i concetti della struttura delle macromolecole, per esempio polimeri sintetici, con metodi chimico-fisici applicati alla caratterizzazione strutturale, focalizzando l’attenzione sulla diffrazione dei raggi X (di cui verrà menzionata la complementarietà con la diffrazione di neutroni). Saranno introdotte le diverse tecniche basate sui raggi X come diffrazione a grande angolo (WAXS) e diffusione a basso angolo (SAXS) e ne verrà dimostrata la capacità di caratterizzare le gerarchie strutturali e complessità morfologica delle macromolecole sulla scala spaziale dalle distanze interatomiche fino a dimensioni nanometriche.

Saranno sviluppate conoscenze della teoria di diffrazione dei raggi X da un elettrone, un atomo, un insieme dei atomi e infine da un oggetto macromolecolare. Inoltre sarà introdotto il concetto di ordine/disordine strutturale.
Verranno descritti i concetti di stato amorfo e semi-cristallino dei sistemi polimerici e dell’organizzazione strutturale delle loro soluzioni diluite in solventi compatibili.

Riguardo allo stato cristallino verrà discusso il concetto di cella elementare, di cristallinità, di ordine lamella e della relativa suddivisione in domini amorfi e cristallini. Verranno inoltre presentati sistemi con ordine bidimensionale (p.e fibre) e il loro studio mediante tecniche di diffrazione.

Durante il corso saranno effettuate diverse esperienze di laboratorio, al fine di consolidare le competenze teoriche e implementare praticamente le operazioni di elaborazione di dati sperimentali. Attraverso le esperienze di laboratorio, lo studente avrà la possibilità di raccogliere dati di diffrazione, di elaborarli e, attraverso l’uso di programmi specifici, di estrarre parametri strutturali caratteristici del sistema in studio.

Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze riguardo ai principii generali della diffrazione dei raggi X/neutroni, applicata a sistemi macromolecolari. In particolare, dovrà conoscere i principii dell’esperimento di diffrazione a grande e a basso angolo, dovrà essere in grado di selezionare le condizioni sperimentali più idonee allo studio dei sistemi proposti, dimostrando di saper applicare le competenze acquisite. Inoltre, deve saper argomentare le scelte identificate. Dovranno essere chiaramente compresi gli aspetti strutturali di sistemi complessi, come soluzioni polimeriche, di bio-macromolecole e fluidi complessi. Lo studente dovrà inoltre dimostrare la capacità di inquadrare il problema nel giusto contesto e di selezionare modelli teorici più adatti alla sua risoluzione qualitativa e quantitativa.
Nel corso della prova finale verrà, inoltre, valutata la capacità di analisi, di sintesi e di coerenza logica nell’esposizione orale e l’abilità dello studente di comunicare in un linguaggio appropriato a livello corrispondente alla Laurea Magistrale.

Durante il corso allo studente saranno proposti articoli scientifici pubblicati su riviste internazionali insieme a testi di riferimento per approfondimenti che verranno discussi in aula. Questo approccio dovrebbe favorire la capacità di apprendimento e l’abitudine a selezionare fonti bibliografiche diverse, in italiano e, soprattutto in inglese. Il Corso dovrebbe quindi trasmettere l’importanza di un aggiornamento continuo in funzione, ad esempio, dello svolgimento della tesi di laurea magistrale o del dottorato di ricerca. Verrà stimolata la proposta da parte degli studenti di sistemi di loro interesse in cui le tecniche oggetto del corso possono aumentare il grado di comprensione delle correlazioni tra proprietà microscopiche e funzionalità a livello macroscopico.

Obiettivi formativi

In accordo ai primi due descrittori di Dublino, lo studente a fine corso dovrà aver compreso:

a) i meccanismi della conduzione di corrente nei diversi tipi di materiali (conduttori ionici, elettronici e misti) e di tutti i fattori che la controllano;
b) i fenomeni alla base della formazione dell’interfaccia elettrochimica
c) la termodinamica alla base del funzionamento dei dispositivi elettrochimici
d) i fattori cinetici che controllano il passaggio della corrente in un dispositivo elettrochimico
e) il fenomeno della corrosione dal punto di vista elettrochimico

Lo studente applicherà le conoscenze acquisite durante il corso per la realizzazione di esperimenti di elettrochimica sia di routine che di ricerca di base.

Nel corso (descrittore 4) si dedica attenzione a far sviluppare le capacità di comunicare quanto si è appreso attraverso domande in classe e l’esame finale.

Obiettivi formativi

1) Conoscenza dei principali elementi inorganici presenti nei sistemi biologici e del diverso ruolo svolto dai metalli nella regolazione di importanti proprietà (struttura, meccanismo di azione, specificità e attività catalitica) in molecole di interesse biologico quali proteine e acidi nucleici, incluso l’uso terapeutico di metalli normalmente non presenti nei sistemi viventi. Conoscenza di base di alcune delle tecniche di indagine utilizzate in Chimica Bioinorganica quali la risonanza di spin elettronico, l’effetto Mössbauer, il comportamento magnetico di ioni metallici.
2) Capacità di correlare le proprietà degli elementi inorganici con il ruolo che essi svolgono all’interno delle biomolecole, seppure modulato dalla componente biologica. Capacità di applicazione delle diverse tecniche di indagine in ambito biologico con particolare riferimento alle informazioni che da esse possono essere ricavate.
3) Sviluppo delle capacità critiche e di giudizio nell’apprendimento della materia, attraverso lo studio del materiale didattico fornito agli studenti e la frequenza delle lezioni, durante le quali gli studenti sono invitati a fare domande e a richiedere chiarimenti. Essendo il corso costituito solo da lezioni frontali non sono previste altre attività.
4) Capacità di comunicare quanto appreso durante il corso attraverso la prova di esame, consistente in una discussione della durata di circa 30 minuti, finalizzata a verificare l'apprendimento critico degli argomenti svolti e la capacità di approfondimento personale.
5) Capacità di approfondimento degli argomenti studiati, ciascuno secondo le propensioni personali per ciascun argomento in modo autonomo mediante la consultazione della letteratura o di testi specializzati consigliati a lezione e disponibili nella Biblioteca del Dipartimento.

Obiettivi formativi

Obiettivi del corso
1. Presentare agli studenti i concetti fondamentali della strutturistica chimica e illustrarne l'importanza nello sviluppo della chimica, della biologia strutturale, della chimica farmaceutica e della fisica dei materiali.
2. Favorire lo sviluppo di una solida comprensione dei principi basilari della struttura cristallina, compresi reticoli cristallini, simmetria cristallografica e gruppi spaziali.
Illustrare i concetti teorici della diffrazione dei raggi X e dei neutroni e mostrarne l'applicazione pratica nell'analisi strutturale dei materiali cristallini e delle polveri.
3. Integrare le conoscenze acquisite nel corso per affrontare sfide scientifiche e tecnologiche legate alla strutturistica chimica.
4. Stimolare la curiosità e la creatività degli studenti nell'applicare i principi della strutturistica chimica per risolvere problemi complessi e contribuire all'avanzamento della conoscenza nel campo della chimica e delle scienze correlate.

Finalità dell'apprendimento
Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di:
1. Apprezzare le molteplici applicazioni pratiche della strutturistica chimica nella progettazione di nuovi materiali, nello sviluppo di farmaci e in altri campi correlati.
2. Applicare le conoscenze acquisite per analizzare e interpretare la struttura dei cristalli, sia in termini di disposizione spaziale degli atomi che di simmetria cristallografica.
3. Comprendere e utilizzare le Tabelle Internazionali di Cristallografia.
4. Comprendere i concetti teorici della diffrazione dei raggi X e dei neutroni e la loro applicazione nell'analisi strutturale dei materiali cristallini e delle polveri.
5. Interpretare dati di diffrazione e risolvere semplici problemi cristallografici.
6. Sviluppare capacità di comunicazione efficace nella discussione degli argomenti del corso.

Obiettivi formativi

Gli argomenti trattati in questo insegnamento riguardano metodi teorico-computazionali che permettono la modellizzazione di sistemi complessi, quali liquidi, soluzioni e biomecole.
Alla fine del corso, per quanto riguarda le conoscenze imprescindibili, lo studente dovrà aver acquisito competenze riguardo gli approcci più adatti per stimare proprietà cinetiche e termodinamiche in base alla complessità del sistema.
Ci si aspetta che lo studente abbia la capacità di selezionare le equazioni e le formule più adatte alla risoluzione di problemi quantitativi e che sappia scegliere metodi di indagine idonei allo studio dei sistemi proposti (descrittori di Dublino 1 e 2).
Verrà, inoltre, valutata la capacità di analisi, di sintesi e di coerenza logica nell’esposizione e l’abilità dello studente di comunicare in un linguaggio appropriato (descrittori di Dublino 3 e 4) anche attraverso discussioni collettive in aula.
Infine, trattandosi di un insegnamento della Laurea Magistrale in Chimica, sarà apprezzata la conoscenza delle possibili applicazioni delle metodologie di indagine per risolvere problemi di carattere chimico-fisico.

Obiettivi formativi

Le sostanze organiche biologicamente e farmacologicamente attive rappresentano un insieme, strutturalmente vario, di composti ad alto valore aggiunto e di interesse industriale. Il corso si propone di approfondirne le caratteristiche, in particolare nel caso di composti organici naturali come fonte di molecole biologicamente attive e di farmaci.
Si illustreranno le principali categorie di sostanze naturali bioattive (come fragranze, agrochimici e semiochimici, antiossidanti) e di sostanze farmacologicamente attive, insieme ad alcuni loro analoghi e derivati sintetici. Saranno anche descritte moderne metodologie per l’ottenimento di tali sostanze e dei loro derivati e alcuni casi di studio di interesse industriale.
Obiettivi generali del corso sono la conoscenza e comprensione dei principali tipi di bioattività espresse dalle molecole organiche naturali e sintetiche e della loro eventuale applicabilità industriale. Obiettivi specifici del corso saranno la conoscenza delle principali categorie di molecole bioattive e farmacologicamente attive di origine naturale e dei loro analoghi e derivati sintetici, la comprensione delle principali vie metaboliche e delle basi dell’attività farmacologica, e l’approfondimento delle metodologie sintetiche moderne per l’ottenimento, anche industriale.
Risultati di apprendimento attesi saranno la capacità di descrivere i principali percorsi metabolici che portano a sostanze naturali bioattive, la capacità di correlare bioattività e gruppi funzionali presenti, di approfondire le basi dell’attività farmacologica e delle moderne metodologie di sintesi per l’ottenimento di sostanze naturali bioattive; di descrivere gli argomenti trattati in un corretto linguaggio scientifico.