Docente

prof. Walter Baratta walter.baratta@uniud.it

Crediti

2 CFU

Attività formativa prevista

Lezione (h):20

Esercitazioni (h):

Seminari (h):

Totale ore:20

Ore di studio individuale previste:30

Finalità

Il corso si propone di fornire allo studente le conoscenze sulle proprietà degli elementi ed in particolare dei metalli, dei composti inorganici e di quelli metallorganici. In particolare saranno trattati gli aspetti termodinamici e cinetici delle reazioni chimiche coinvolgenti sali e complessi di metalli di transizione. Inoltre verrà analizzato il ruolo dei metalli all’interno di metallo-proteine ed enzimi.

Programma

Elementi chimici, abbondanza naturale, struttura elettronica, tavola periodica, numeri di ossidazione e proprietà delle molecole omonucleari (H₂, N₂, O₂, O₃, S₈, F₂, Cl₂, Br₂ e I₂).

Classificazione e preparazione degli idracidi e ossiacidi inorganici degli elementi C, N, Si, P, S, alogeni, delle basi con metalli alcalini, alcalino terrosi, Al e dei loro corrispondenti sali. Proprietà e solubilità dei sali: composti ionici, energia reticolare, energia di solvatazione, solubilità, prodotto di solubilità ed effetto dello ione comune. Chimica dei metalli di transizione Fe, Co, Cu, Zn, Ag, Hg: composti di coordinazione, leganti mono e polidentati con gli eteroatomi C, N, O, P, S, acquocomplessi, velocità di scambio dell’acqua, complessi con EDTA e con molecole indicatrici, regola dei 18 elettroni, geometrie dei complessi. Interazione dei metalli con molecole organiche (es. CO, acidi carbossilici, fenoli, ammine), reazioni redox e azione catalitica dei complessi metallici: reazioni di base dei cicli catalitici. Metalli nei sistemi biologici. Proprietà leganti delle molecole biologiche (leganti porfirinici, peptidi, leganti allo zolfo). Trasporto, accumulo e controllo del ferro. Metalloproteine e metallo enzimi: struttura, meccanismi di trasporto di ossigeno (emoglobina, carbossiemoglobina, emeritrina, emocianina) ed elettroni via meccanismo a sfera interna ed esterna (ferro-zolfo proteine, blu rame proteine, citocromo c), reazioni enzimatiche coinvolgenti metalli che non modificano il loro stato di ossidazione quali lo Zn (anidrasi carbonica, carbossipeptidasi, alcoldeidrogenasi) e metalli che variano il loro stato di ossidazione quali Fe, Cu e Co coinvolgenti ossigeno, perossidi e reazioni radicali (citocromo P-450, monoossigenasi, diossigenasi, catalasi, perossodismutasi, vitamina B₁₂) e che possono implicare il sistema NAD⁺/NADH.

Contents

Basic concepts of inorganic chemistry. Properties of the elements and inorganic compounds. Solid state, chemical bond, solubility. Transition metals and coordination compounds. Classification of the ligands, 18-electron rule, geometry of the complexes, thermodynamic and kinetic aspects of the complexes. Metals in biological systems. Ligand properties of biological molecules (tetrapyrrolic ligands, peptides, nucleic acids). Transport, accumulation, control and use of metallic ions in biological systems. Fe-, Cu-, Co- and Zn-proteins, structure, and mechanism. Dioxygen and electron carriers. Aspects of metals in medicine.

Bibliografia

Principles of Bioinorganic Chemistry, S. J. Lippard, J. M. Berg, University Science Books, Mill Valley, CA, 1994

Biocoordination Chemistry, D. E. Fenton, Oxford University Press, New York, 1995.

Modalità d'esame

Orale

Orario e luogo di ricevimento

Libero, previo appuntamento presso il Dipartimento di Chimica, Fisica e Ambiente.