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Marco CHIARINI

Chimica generale e organica - Prof. Marco Chiarini - a.a. 2025/2026

Biotecnologie - 1° anno

Topic outline

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    General information about the course


    News

    Ricevimento studenti

    sarà sia in presenza che a distanza prendendo un appuntamento via email.

    (il docente può essere contattato all'indirizzo mchiarini@unite.it)

     

    La lezione di giovedì 9 ottobre è annullata. Le lezioni riprendono regolarmente il 10 di ottobre. 

    Ultima modifica 13 ottobre 2025

    20 Luglio 1994 - Università degli Studi di Camerino
    Laurea in Chimica con tesi in chimica organometallica dal titolo: Interazione di Pirazolilborati 3-Me Sostituiti con Metalli di Transizione e Organostagno(IV).

    Febbraio 2000 Università degli Studi di Roma "Tor Vergata".
    Conseguimento del titolo di Dottorato in Scienze Chimiche (XII ciclo). L'oggetto della dissertazione scritta della tesi, da presentarsi e discutersi al termine del corso, è stato la competizione di nucleofilo sulla superficie di aggregati micellari e lo sviluppo di nuove metodiche di sintesi organica utilizzando aggregati micellari.

    Dal 1998 al 2006 INF-LNGS
    Collaborazione a vario titolo con l'I. N. F. N. presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso all'esperimento GNO (Gallium Neutrino Observatory) per il monitoraggio del flusso di neutrini solari a bassa energia.

    Dal 2001 al 2002 UCSB
    Attività di ricerca presso il dipartimento di Chemistry and Biochemistry (University of California Santa Barbara) collaborando al progetto di ricerca sulla decontaminazione da armi chimiche in qualità di post-doc researcher. Supervisor Prof. C. A. Bunton

    Dal 1 Febbraio 2004 Università degli Studi di Teramo
    Ricercatore di Chimica Organica (SSD CHIM/06) presso la Facoltà di di Bioscienze e tecnologie agro-alimentari e ambientali.

    Dal 21 Dicembre 2020 Università degli Studi di Teramo
    Professore Associato di Chimica Organica (SSD CHIM/06) presso la Facoltà di di Bioscienze e tecnologie agro-alimentari e ambientali.

    L'attività di ricerca del dott. Chiarini, documentata da 75 pubblicazioni a stampa su riviste internazionali con Impact Fattor e dalla presentazione di più di 100 comunicazioni a congressi scientifici nazionali ed internazionali, è focalizzata sia sullo studio dei sistemi supramolecolari, sia sulla sintesi di precursori di farmaci che di polimeri conduttori per applicazioni sensoristiche in campo alimentare ed ambientale. Lo studio di sistemi supramolecolari segue sostanzialmente due linee complementari, da una parte lo studio delle interazioni deboli di superficie di questi con composti organici ed inorganici utilizzando tecniche spettroscopiche, studio volto allo sviluppo di una più profonda comprensione del bilancio delle forze che controllano la struttura e la composizione di sistemi aggregati come micelle, microemulsioni, vescicole e membrane biologiche, e dall’altra le applicazioni pratiche che questi sistemi possono avere sia nell’ambito della sintesi organica che in quello delle scienze degli alimenti.

    Prerequisiti del modulo

    Per affrontare con profitto il Corso Integrato occorrono conoscenze di base di Matematica e Fisica acquisite durante il ciclo di scuola secondaria di secondo grado.

    Obiettivi formativi

    - Conoscenza e capacità di comprensione:
    Lo studente acquisirà le conoscenze fondamentali inerenti ai concetti base della chimica generale e della chimica organica, in particolare alla struttura atomica, al legame chimico e alla geometria molecolare. Conoscerà le proprietà di tutti gli stati della materia, gli aspetti termodinamici e cinetici delle trasformazioni chimiche, le leggi dell'equilibrio chimico e la reattività delle molecole organiche.
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    - Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
    Lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite della chimica per descrivere proprietà e comportamenti fondamentali delle molecole biologiche.
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    - Autonomia di giudizio:
    Lo studente avrà acquisito, mediante la risoluzione di problemi chimici, la capacità di esaminare i dati forniti e di inquadrare una particolare situazione, e soprattutto di saper valutare i risultati ottenuti, attribuendo loro il giusto significato pratico. Acquisire questa competenza è di fondamentale importanza per la conduzione di un lavoro sperimentale.
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    - Abilità comunicative:
    Lo studente avrà imparato ad utilizzare la terminologia scientifica appropriata utile per una comunicazione corretta, che vede il coinvolgimento di aspetti chimici, e allo stesso tempo avrà acquisito la capacità di esplicare in modo semplice e preciso concetti chimici fondamentali, anche complessi. La disponibilità del materiale didattico in formato elettronico, e le comunicazioni relative allo svolgimento del corso fornite tramite sito web, avranno stimolato l'utilizzo di tutte le modalità e degli strumenti tecnici ed informatici per la gestione della comunicazione. Lo studente, inoltre, viene fortemente incoraggiato nel confronto e nella collaborazione sia con i colleghi sia con il docente, per la comprensione e la risoluzione degli esercizi svolti in aula durante le esercitazioni.
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    - Capacità di apprendimento:
    Lo studente avrà acquisito conoscenze di base indispensabili, e avrà quindi sviluppato la capacità di apprendere e comprendere specifici argomenti che saranno affrontati negli insegnamenti successivi (sia di base sia caratterizzanti), che prevedono delle conoscenze di chimica di base e chimica organica.

    Programma del Corso

    CHIMICA GENERALE
    UNITÀ 1: Struttura della materia e proprietà degli stati della materia (1 CFU)
    1.1: Struttura atomica
    Struttura atomica della materia: protoni, neutroni, elettroni. Numero atomico e numero di massa. Isotopi. Unità di massa atomica.
    Configurazione elettronica degli atomi: principio di Pauli, principio di Aufbau, regola di Hund.
    Sistema periodico degli elementi: metalli, non metalli, semimetalli. Gruppi principali ed elettroni di valenza. Proprietà periodiche: raggio atomico, potenziale di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività.
    1.2: Il legame chimico
    Legame ionico, legame covalente, legame covalente polare e legame dativo. Legame metallico. Legami semplici e legami multipli, legami sigma e p-greco.
    1.3: Struttura e geometria molecolare
    Strutture di Lewis. Teoria VSEPR. Polarità delle molecole.
    1.4: Elementi, composti e nomenclatura
    Metalli e non metalli: cationi e anioni. Sali degli idracidi, idracidi, idruri. Ossidi e anidridi, idrossidi e ossiacidi. Sali degli ossiacidi, sali acidi; Concetto di Mole.
    1.5: Stati di aggregazione della materia
    Forze intermolecolari: forze di van der Waals, legame a idrogeno.
    Stato solido: solidi cristallini e solidi amorfi. Solidi ionici, molecolari, covalenti,metallici.
    Stato liquido: processo di evaporazione, tensione di vapore, punto di ebollizione, tensione superficiale.
    Stato gassoso: pressione, volume e temperatura. Leggi empiriche dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. Miscele gassose: pressione parziale e legge di Dalton.

    ESERCITAZIONI IN AULA:
    1.1) Struttura elettronica e proprietà periodiche
    1.2) Geometria molecolare
    1.3) Nomenclatura dei composti
    1.4) Leggi dei gas

    UNITÀ 2: Leggi delle trasformazioni della materia (1 CFU)
    2.1: Termodinamica chimica
    Sistema e ambiente. Funzioni di stato. Entalpia: reazioni esotermiche ed endotermiche, entalpia di formazione standard, legge di Hess. Entropia. Energia libera: criteri di spontaneità di una reazione.
    2.2: Equilibrio chimico
    Reazioni reversibili. Equilibrio dinamico. Legge di azione di massa: costanti di equilibrio Kc e Kp. Equilibri eterogenei. Quoziente di reazione. Composizioni di miscele all'equilibrio. Principio di Le Châtelier.
    2.3: Cinetica chimica
    Velocità di reazione: velocità istantanea, velocità iniziale. Dipendenza della velocità di reazione dalla concentrazione: leggi cinetiche e costante cinetica. Effetto della temperatura sulla velocità di reazione: energia di attivazione. Teoria delle collisioni (cenni). Catalizzatori

    ESERCITAZIONI IN AULA:
    2.4) Termodinamica
    2.5) Equilibrio chimico
    2.3) Cinetica chimica

    CHIMICA ORGANICA

    UNITÀ 3: Gruppi Funzionali (1 CFU)
    3.1: I composti nella chimica organica
    La classificazione dei composti organici in base alla struttura molecolare. La classificazione dei composti organici in base ai gruppi funzionali; Regole di nomenclatura IUPAC per i composti organici.
    3.2: Stereoisomeria
    La chiralità e gli enantiomeri. L'atomo di carbonio asimmetrico. La configurazione e la convenzione R,S. La convenzione E,Z per gli isomeri cis-trans. Le proprietà degli enantiomeri, conseguenze biochimiche. Le proiezioni di Fischer. I diastereomeri. I composti meso.
    3.3: Alcoli, fenoli, tioli, ammine
    Il legame idrogeno. Acidità e basicità.
    3.4: Aldeidi e chetoni
    Il carbonile. L'addizione nucleofila al carbonile. Addizione di alcoli: formazione di semiacetali e acetali. Idratazione di aldeidi e chetoni. La tautomeria cheto-enolica. L'anione enolato. La condensazione aldolica.
    3.5: Gli acidi carbossilici e i loro derivati
    Gli acidi carbossilici: proprietà acido-base. Gli esteri: preparazione degli esteri; i lattoni; la saponificazione degli esteri. Le ammidi: preparazione delle ammidi; i lattami; confronto tra basicità e acidità delle ammine e delle ammidi.
    ESERCITAZIONI IN AULA:
    3.1) Applicazione delle regole di nomenclatura IUPAC per i composti organici.
    3.2) Proprietà fisiche dei composti organici.

    UNITÀ 4: La Chimica delle principali biomolecole (2 CFU)

    4.1: I composti eterociclici
    I legami e la basicità della piridina. Derivati della piridina di interesse biologico (cenni). Altri eterociclici esatomici (chinolina, pirimidina e basi pirimidiniche). Eterociclici penta atomici (furano, pirrolo, tiofene, imidazolo). Indoli e purine.
    4.2: I carboidrati
    Definizione e classificazione. I monosaccaridi. La chiralità nei monosaccaridi. Le proiezioni di Fischer e gli zuccheri D e L. Le strutture emiacetaliche cicliche dei monosaccaridi. Proiezioni di Haworth. Anomeria e mutarotazione. Strutture piranosidiche e furanosidiche. I polisaccaridi.
    4.3: Lipidi
    Trigliceridi. I grassi e gli oli. Saponificazione dei grassi e degli oli. I fosfolipidi. Le cere. gli steroidi e le vitamine.
    4.4: Amminoacidi, peptidi e Acidi Nucleici
    Gli amminoacidi naturali. Le proprietà acido-base degli amminoacidi. I peptidi. Nucleosidi, nucleotidi e acidi nucleici. Basi azotate e loro complementarietà.

    ESERCITAZIONI IN AULA:
    4.1) Struttura delle molecole di interesse biologico

    Metodologia di insegnamento

    L’insegnamento è erogato tramite lezioni frontali teoriche in aula, realizzate sotto forma di presentazioni PowerPoint e mediante didattica interattiva. Gli studenti avranno inoltre accesso, sulla piattaforma e-learning, al materiale didattico che li guiderà nello studio e nella comprensione di tutti gli argomenti trattati durante le lezioni; I test di autovalutazione, forniti alla fine di ciascuna unità didattica, permettono agli studenti di verificare il livello di apprendimento. Inoltre, sono previste attività di project work, problem solving; case study, attraverso anche l’utilizzo delle tecnologie per la didattica innovativa (moodle, software, video, wooclap). La frequenza delle lezioni, pur non essendo obbligatoria è fortemente consigliata.

    Testi essenziali

    Chimica Generale, Chimica Organica, Propedeutica Biochimica. 1ed. revisionata anno 2020

    Autori: Katherine J. Denniston, Joseph J. Topping, Danae Quirk Dorr, Robert L. Caret, Christian Bergamini, Sergio Bonora, Paola Taddei, Vitaliano Tugnoli

    casa editrice:  McGraw-Hill Education (EAN: 9788838697296 - ISBN: 8838697299)

    Fondamenti di Chimica Generale e Organica 8/Ed.con MyLab

    Autori: John McMurry - David S. Ballantine - Carl A. Hoeger - Virginia E. Peterson

    casa editrice: Pearson (EAN: 9788891905956 - ISBN: 889190595X)

    Guida ragionata allo svolgimento di esercizi di chimica organica; M. V. D'Auria, O. Taglialatela Scafati, A. Zampella; 4 edizione 2017, Loghìa - ISBN: 8895122410

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    Hart H., Craine L. E., Hart D. J., Hadad, C. M., Chimica Organica, Zanichelli, Bologna, 2012.

    McMurry J., Chimica Organica. Un approccio biologico, Zanichelli, Bologna, 2008.

    Testi di Approfondimento

    CHIMICA GENERALE

    • J. Burdge, J. Overby, Chimica generale, Edra.
    • N.J. Tro, Introduzione alla chimica, Pearson
    • A.M. Manotti Lanfredi, A. Tiripicchio, Fondamenti di Chimica, Casa Editrice Ambrosiana
    •  P. Zanello, R. Gobetto, R. Zanoni, Conoscere la Chimica, Casa Editrice Ambrosiana
    •  R. Bertani, D.A. Clemente, G. Depaoli, P. Di Bernardo, M. Gleria, B. Longato, U. Mazzi, G.A. Rizzi, G. Sotgiu, M. Vidali, Chimica Generale e Inorganica, Casa Editrice Ambrosiana
    •  I. Bertini, C. Luchinat, F. Mani, Chimica, Casa Editrice Ambrosiana
    •  P. Atkins, L. Jones, L. Laverman Principi di chimica, Zanichelli
    •  Kotz, Treichel, Townsend, Chimica, Edises
    •  F. Cacace, M. Schiavello, Stechiometria, Bulzoni
    •  F. Nobile, P. Mastrorilli, La Chimica di base attraverso gli esercizi, Casa Editrice Ambrosiana

    CHIMICA ORGANICA
    • Chimica organica; Paula Yurkanis Bruice; 3 edizione 2017, Edises - ISBN: 8879599356
    • Chimica organica; P. C. Vollhardt, N. E. Schore; 4 edizione 2016, Zanichelli - ISBN: 880872123X
    • Chimica organica; W. H. Brown, B. L. Iverson, C. S. Foote; 5 edizione 2015,  Edises - ISBN: 8879598309

    PROVE DI AUTOVALUTAZIONE

    Date da definire

     Modalità di Valutazione

    l Corso Integrato di Fondamenti di Chimica e Laboratorio di Chimica è composto da 2 moduli: CHIMICA GENERALE E ORGANICA e LABORATORIO DI METODOLOGIE CHIMICHE DI BASE.
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    Per superare l'esame occorre dimostrare adeguate conoscenze di Chimica e Chimica Applicata attraverso prove dedicate che verteranno sui contenuti relativi ai corsi di CHIMICA GENERALE E ORGANICA e LABORATORIO DI METODOLOGIE CHIMICHE DI BASE. Per il corso di LABORATORIO DI METODOLOGIE CHIMICHE DI BASE è fortemente consigliato essere presenti alle esercitazioni laboratoriali. In tutti i casi la presenza a tutte le lezioni è fortemente consigliata.
    A richiesta dello studente le prove di verifica inerenti i due moduli potranno essere svolte in date differenti. Il voto finale, che verrà verbalizzato a conclusione dei due moduli, sarà il risultato della media ottenuta dalla votazione dei due moduli.
    Ulteriori dettagli sulle modalità di esame ed eventuali verifiche di profitto in itinere saranno forniti nei rispettivi Moduli di Insegnamento.
    Essendo l’insegnamento un Corso Integrato, la prova finale di esame del corso è interamente condivisa e realizzata in modo sinergico tra i docenti del Corso Integrato.
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    Modulo CHIMICA GENERALE E ORGANICA:
    L'esame è costituito da una prova scritta che verterà sui concetti affrontati durante le lezioni frontali e sarà costituita da quesiti a risposta aperta sulla parte teorica e quesiti di calcolo relativi alle applicazioni dei concetti teorici, ed una prova orale volta a verificare la comprensione dei concetti fondamentali e l’elaborazione e generalizzazione delle conoscenze acquisite. Si accede alla prova orale solo con il superamento della prova scritta. Sono previste 2 prove in itinere, che, in caso di superamento, sostituiscono la prova scritta.

  • UNITÀ 1: Struttura della materia e proprietà degli stati della materia

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