Obiettivi Formativi

Fornire conoscenze sulla struttura atomica e molecolare delle sostanze chimiche ambientali e occupazionali anche mediante conoscenze di base sulla nomenclatura, rappresentazione, struttura tridimensionale inclusa la chiralità e proprietà chimiche e fisiche delle molecole organiche. Fornire i fondamenti del metodo sperimentale e dei fenomeni meccanici, con esempi ed applicazioni inerenti la biologia e la medicina (biomeccanica).

Learning Goals

Knowledge on the atomic and molecular structure of environmental and occupational chemicals also through basic knowledge on nomenclature, representation, three-dimensional structure including chirality and chemical and physical properties of organic molecules. Provide the fundamentals of the experimental method and mechanical phenomena, with examples and applications related to biology and medicine (biomechanics).

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: 3916/1 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA ------------------------------------------------------------ Proprietà chimiche e fisiche delle sostanze. Sostanze pure e miscugli. Sistemi omogenei ed eterogenei. Elementi e composti chimici. La teoria atomica. Configurazioni elettroniche degli elementi. Struttura elettronica e tavola periodica. Potenziale di ionizzazione. Affinità elettronica. Elettronegatività. I legami chimici Teoria del legame di valenza. Risonanza. La nomenclatura chimica ed elementi di chimica inorganica. Stati fisici della materia. Lo stato gassoso, liquido e solido. Cambiamenti di stato. Leggi dei gas. Sistemi a due o più componenti. Lo stato di soluzione. Equilibri chimici. Definizione di acidi e basi secondo Arrhenius, Bronsted e Lewis. Equilibri ionici. Equilibri acido-base. pH. Dissociazione dell’acqua. Acidi e basi (forti e deboli. Soluzioni tampone. Idrolisi. Equilibri di solubilità. ------------------------------------------------------------ Modulo: 3916/2 - CHIMICA ORGANICA ------------------------------------------------------------ L’atomo di carbonio. Ibridazioni sp3, sp2 e sp del carbonio. Isomeri strutturali. Effetto induttivo e mesomerico dei sostituenti. Alcani. Cicloalcani. Alcheni. Alchini. Alcadieni. Cenni di stereoisomeria. Idrocarburi aromatici. Composti eterociclici. Alogenoderivati alchilici ed arilici. Ammine. Alcoli. Fenoli. Eteri. Composti organici solforati. Aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici e derivati. Trigliceridi. Carboidrati. Amminoacidi. ------------------------------------------------------------ Modulo: 3916/3 - FISICA APPLICATA ------------------------------------------------------------ Fenomeni e grandezze fisiche - Eq. dimensionali -Cenni sulla cinematica del punto materiale- Cenni di dinamica dei corpi rigidi-principi della dinamica - le forze fondamentali e quelle apparenti - Il teorema dell’impulso e della quantità di moto -Forze elastiche e forze di attrito -Le equazioni fondamentali della statica dei corpi rigidi- Leve -Definizione di lavoro e di energia - Principio di conservazione dell’energia - Stati di aggregazione della materia-Densità e peso specifico -Fluidi ideali e reali -Idrostatica e idrodinamica-Applicazioni delle leggi dell’idrostatica e dell’idrodinamica alla circolazione del sangue - Moto vorticoso di un liquido e relazione con la pressione -Termologia: Concetto di calore e di temperatura -Calore specifico e capacità termica -Propagazione del calore e meccanismi connessi - Termoregolazione biologica -Elettromagnetismo: Corpi conduttori e corpi isolanti -Concetti di tensione, corrente, resistenza elettrica , leggi di Ohm - Effetti fisici della corrente elettrica – Magnetismo -Approssimazioni dell’ottica geometrica – Le fibre ottiche -Onde meccaniche: Concetti generali sulle onde sonore –Ultrasuoni e accenni sulle applicazioni - Concetti generali sulle onde elettromagnetiche – Spettro delle radiazioni elettromagnetiche - radiazioni ionizzanti e non ionizzanti- Interazione tra radiazioni elettromagnetiche e sistemi biologici - Strumentazioni che utilizzano radiazioni ionizzanti e non ionizzanti.

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: 3916/1 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA ------------------------------------------------------------ Chemical and physical properties of substances. Pure substances and mixtures. Homogeneous and heterogeneous systems. Chemical elements and compounds. The atomic theory. Electronic configurations of the elements. Electronic structure and the periodic table. Ionization potential. Electron affinity. Electronegativity. The valence bond theory. Resonance. The chemical nomenclature and elements of inorganic chemistry. Physical states of matter. The gaseous, liquid and solid-state. Changes of state. Gas Laws. Systems to two or more components. The state of solution. Chemical equilibria. Definition of acids and bases according to Arrhenius, Bronsted and Lewis. Ionic equilibria. Acid-base equilibria. pH. Dissociation of water. Acids and bases (strong and weak). Buffers. Hydrolysis. Solubility equilibria ------------------------------------------------------------ Modulo: 3916/2 - CHIMICA ORGANICA ------------------------------------------------------------ The carbon atom. Hybridization sp3, sp2 and sp carbon. Structural isomers. Inductive and mesomeric effect of the substituents. Alkanes. Cycloalkanes. Alkenes. Alkynes. Alcadienes. Stereoisomerism Aromatic hydrocarbons. Heterocyclic compounds. Halogen derivatives: alkylic and aromatic. Amines. Alcohols. Phenols. Ethers. Organic sulfur compounds. Aldehydes and ketones Carboxylic acids and derivatives. Triacylglycerides. Carbohydrates. Amino acids. ------------------------------------------------------------ Modulo: 3916/3 - FISICA APPLICATA ------------------------------------------------------------ Phenomena and physical quantities - Eq. dimensions - Notes on the kinematics of the material point - Notes on the dynamics of rigid bodies - Principles of dynamics - the fundamental and apparent forces - The momentum and momentum theorem - Elastic forces and friction forces - The fundamental equations of statics of rigid bodies - Levers - Definition of work and energy - Principle of energy conservation - States of aggregation of matter - Density and specific weight - Ideal and real fluids - Hydrostatics and hydrodynamics - Applications of the laws of hydrostatics and hydrodynamics to blood circulation - Vortex motion of a liquid and relationship with pressure - Thermology: Concept of heat and temperature - Specific heat and thermal capacity - Propagation of heat and related mechanisms - Biological thermoregulation - Electromagnetism: Conducting bodies and insulating bodies - Concepts of voltage, current, electrical resistance, Ohm's laws - Physical effects of electric current - Magnetism - Approx ssimations of geometric optics - Optical fibers - Mechanical waves: General concepts on sound waves - Ultrasound and hints on applications - General concepts on electromagnetic waves - Spectrum of electromagnetic radiation - ionizing and non-ionizing radiation - Interaction between electromagnetic radiation and biological systems - Equipment that uses ionizing and non-ionizing radiation.