Obiettivi Formativi
Il corso introduce ed approfondisce i concetti ed i principali approcci sperimentali della chimica organica, operando il consolidamento di principi e concetti acquisiti nell’ambito dei corsi di fisica e di chimica generale ed inorganica, per procedere poi alla conoscenza della chimica del carbonio associata ai processi vitali ed ambientali. Saranno fornite, nella prima parte del corso, le basi culturali e pratiche per la comprensione della struttura chimica delle molecole organiche, ponendo una particolare attenzione alle relazioni esistenti tra la struttura chimica e le proprietà chimico-fisiche e biologiche ad esse associate. La conoscenza dei diversi stati fisici di ibridazione del carbonio permetteranno allo studente di acquisire una visione tridimensionale delle molecole, facilitando la comprensione del ruolo della chimica sopra-molecolare nei processi cellulari. In questa parte del corso lo studente potrà conoscere le principali famiglie di composti organici esistenti in natura e di sintesi, con una particolare attenzione al loro impatto ambientale. La seconda parte del corso è dedicata alla applicazione delle proprietà delle molecole organiche nel contesto della reattività chimica. Lo studente avrà la possibilità di avere le risposte per alcune tra le domande fondamentali nel suo percorso di studi: perche le molecole reagiscono? Quali sono i fattori sperimentali che controllano la cinetica delle reazioni? Quando una reazione risulta essere sotto controllo termodinamico piuttosto che cinetico? Come è possible sintetizzare molecole complesse a partire da semplici reagenti chimici? Quale è l’impatto della chimica organica sull’ambiente e come è possibile ridurlo? Queste conoscenze permetteranno allo studente di affrontare i corsi di studio successivi con una forte competenza strutturale e molecolare.

Risultati di Apprendimento Attesi
Conoscenza e Capacità di Comprensione (knowledge and understanding): Conoscenza dei principi che regolano la formazione del legame chimico, attraverso l’impiego di teorie tradizionali (teoria del legame di valenza, teria dell’orbitale atomico) e avanzate (teoria dell’orbitale molecolare e cenni di meccanica quantistica). Conoscenza della nomencletura internazionale IUPAC e della classificazione delle molecole organiche in base alla loro chiralità (teoria dei gruppi funzionali), con una particolare attenzione alla associazione tra famiglia di molecole organiche e proprietà biologiche e chimico-fisiche. Conoscenza dei principali meccanismi di reazione delle molecole organiche e dei parametri sperimentali in grado di controllare la termodinamica e la cinetica delle trasformazioni organiche sintetiche e naturali. Conoscenza della relazione tra l’origine delle molecole organiche e l’origine della vita.
Conoscenza e Capacità di Comprensione Applicate (applying knowledge and understanding): In aggiunta alle conoscenze teoriche acquisite attraverso lo studio della chimica organica, gli studenti potranno applicare i principali concetti studiati alla risoluzione di esercizi numerici e grafici inerenti la nomenclatura, l’identificazione e la classificazione delle sostanze organiche in base alla loro attività sull’organismo e sull’ambiente, l’effetto della chiralità sull’attivita farmacologica e farmaceutica, la possibilità di separare sostanze organiche isomere e le metodologie generali per la loro analisi e per il loro riconoscimento.
Autonomia di Giudizio (making judgements): Il corso offre collegamenti con altre discipline del percorso di Laurea in Scienze Biologiche Ambientali (tra le quali fisica, chimica generale, biochimica, biologia molecolare, e genetica) fornendo una conoscenza integrata per la comprensione degli aspetti molecolari comuni alle diverse discipline. Il giudizio critico dello studente sarà stimolato facendo riferimento alla lettura di studi recenti pubblicati in riviste scientifiche del settore, ponendo in discussione le problematiche attuali relative ad alcuni dei concetti fondamentali della disciplina. Grazie alla natura multi- ed interdisciplinare della chimica organica, sarà inoltre possibile collegare le nozioni acquisite alle problematiche di altre discipline.
Abilità Comunicative (communication skills): Al termine di ogni parte essenziale del corso, così come articolato dal programma di studi, gli studenti saranno invitati a formare dei gruppi di lavoro per sviluppare soluzioni e competere con gli altri nella risoluzione di esercizi pratici. Lo stumento didattico è volto a far crescere le capacità comunicative e l’abilità di sapere lavorare in un gruppo, il tutto finalizzato al consolidamento dei concetti acquisiti.
Capacità di apprendere (learning skills):Le capacità di apprendimento degli studenti saranno valutate durante lo svolgimento del corso tramite due prove di esonero che permetteranno di seguire individualmente lo stato di maturazione della conoscenza, evidenzianto le capacità di restituzione da parte dello studente dei concetti acquisiti.

The course introduces the concepts and the experimental approaches of organic chemistry, working on the consolidation of principles acquired in the field of physics and general and inorganic chemistry to advance the knowledge of carbon chemistry. In the first part of the course, the cultural and practical bases for understanding the structure of organic molecules will be provided, paying particular attention to the existing relationships between the chemical structure and the chemical-physical and biological properties associated with them. The different physical hybridization states of the carbon will allow the three-dimensional vision of the molecules, facilitating the understanding of their role in the cell. The second part of the course is dedicated to the application of properties in the context of chemical reactivity. The student will have the opportunity to have answers to some of the key questions in his study: why do molecules react? What are the experimental factors that control the kinetics of the reactions? When is a reaction under thermodynamic control rather than kinetic? How is it possible to synthesize complex molecules from simple reagents? What is the impact of organic chemistry on the environment and how can it be reduced? This knowledge will allow the student to undertake subsequent study courses with strong structural and molecular expertise.

B) EXPECTED LEARNING RESULTS
Knowledge of the principles governing the formation of the chemical bond, using traditional theories (valence bond theory) and advanced theories (theory of molecular orbital and quantum mechanics ). Knowledge of nomenclature and classification (theory of functional groups) of organic molecules, with particular attention to the association between the family of organic molecules and biological and chemical-physical properties. Knowledge of the reactivity of organic molecules and experimental parameters capable of controlling thermodynamics and kinetics of organic transformations. Knowledge of the relationship between organic molecules and the origin of life.

In addition to the knowledge gained through the study of organic chemistry, students will be able to apply the acquired concepts for the resolution of practical exercises related to the identification and classification of substances based on Their activity on the body, the effect of chirality on pharmacological activity, the possibility of separating organic isomers and the general methodologies for their analysis and their recognition.

Making judgments: The course offers links to other disciplines (Physics, General Chemistry, Biochemistry, Molecular Biology, Computational Chemistry and Genetics) by providing an integrated knowledge. The student's critical judgment will be stimulated by constantly referring to the reading of recent studies published in scientific journals, questioning the current issues related to some of the core concepts of the discipline. Thanks to the multi-disciplinary and interdisciplinary nature of organic chemistry, it will be also possible to link the acquired concepts to other disciplines, allowing the student to form his own autonomy of judgment about the effectiveness of an integrated scientific approach.

Communication skills: At the end of each part of the course, the students will be invited to form working groups to develop solutions and compete with others in solving practical exercises. The educational gain is aimed at increasing the communication skills and the ability to know how to work in a group, all aimed at consolidating the acquired concepts.

Learning Skills: Students' learning abilities will be evaluated during the course of the course by exonerary tests that will allow you to individually monitor the maturation state of the knowledge, highlighting the student's ability to return.