Obiettivi Formativi

CHIMICA INORGANICA Conoscere le teorie per la descrizione del legame chimico. Conoscere la simmetria e le sue applicazioni basilari in ambito chimico. Conoscere le caratteristiche e le proprietà dei principali elementi e dei loro composti inorganici incluse le relazioni fra i gruppi e gli andamenti nella tavola periodica. Conoscere la struttura, il legame, la reattività e le proprietà dei composti di coordinazione. LABORATORIO DI CHIMICA INORGANICA Conoscenza dellimpiego delle principali tecniche di sintesi dei composti di coordinazione con particolare riferimento alla tecnica Schlenk. Acquisire la conoscenza del ruolo esplicato dal solvente nella forza degli acidi e delle basi e comprensione degli aspetti qualitativi e quantitativi della teoria hard-soft (HSAB). Acquisire conoscenza delle principali tecniche di caratterizzazione dei composti inorganici con particolare riferimento alle spettroscopie IR e Raman e relative applicazioni nella risoluzione di casi di isomeria geometrica e di legame. Interpretazione degli spettri elettronici degli ioni dei metalli di transizione e impiego dei diagrammi di Orgel e di Tanabe e Sugano (TS).

Learning Goals

INORGANIC CHEMISTRY Knowledge of the different theories on the chemical bond. Knowledge of symmetry and its basic applications to chemical problems. Knowledge of properties of the principal elements and their inorganic compounds, including relationships between groups and specific trends in the periodic table. Knowledge of the structure, bonding theories, reactivity and properties of coordination compounds. LABORATORY of INORGANIC CHEMISTRY Knowledge about the employment of the basic synthesis techniques of coordination compounds with detailed reference to Schlenk techniques. Knowledge on the role of solvent in the acid-base strength and on the properties of substances. Evaluation of qualitative vs quantitative aspects of Hard-Soft Acid-Base Theory (HSAB). Knowledge about the employment of the basic techniques used in the characterization of coordination compounds with detailed reference to Infrared and Raman spectroscopy and their application in solving problems concerning both geometric and linkage isomerism. Interpretation of electronic absorption spectra of complex ions and employment of both Orgel and Tanabe-Sugano diagrams (TS).

Metodi didattici

Lezioni frontali, seminari ed esercitazioni in aula svolte dal docente e dagli studenti. Esperienze in laboratorio. Metodi a supporto: Trasparenze e Presentazioni in Power Point delle lezioni. Accesso a laboratorio didattico ed impiego di piccola strumentazione ed apparecchiature scientifiche.

Teaching Methods

The lessons of this class will be given through PowerPoint slides and interactive discussions, as well as through the execution of experimental activities. Seminars on related arguments could be proposed. Lessons will be given through Microsoft PowerPoint slides using a PC and a video projector. Activity in didactic laboratory and use of small scientific instrumentations.

Prerequisiti

Superamento del corso di Chimica Generale ed Inorganica

Prerequisites

Passing the exams of General and Inorganic Chemistry

Verifiche dell'apprendimento

Esami orali finali congiunti di Chimica Inorganica e Laboratorio di Chimica Inorganica, con voto espresso in trentesimi, per acquisire i CFU previsti.

Assessment

The final oral exam to acquire the credits will be taken by discussing arguments from the program, together with the program of Laboratory of Inorganic Chemistry. The final marks will be in reported in x/30, in order to acquire the corresponding CFUs.

Programma del Corso

CHIMICA INORGANICA a) Potenziali redox ed applicazioni della termodinamica alla chimica inorganica: Stabilità in acqua. Stabilità degli stati di ossidazione. Diagrammi di Latimer e Frost. Diagrammi di Ellingham. b) Simmetria: Tabella dei caratteri. Applicazione a chiralità, polarità e vibrazioni molecolari. Applicazioni alla costruzione di orbitali molecolari in molecole multi-atomiche. c) Chimica di coordinazione: Numeri di coordinazione. Geometrie molecolari. Leganti. Isomeria. Teorie del legame (campo cristallino, campo dei leganti, MO). Magnetismo. Spettri elettronici. Reattività. d) Chimica sistematica dei gruppi del blocco sp: Idrogeno, Gruppi 1-2, Gruppi 13-18 (proprietà chimico-fisiche, presenza in natura, preparazione, reattività e composti comuni) e) Lantanidi ed attinidi: Proprietà chimico-fisiche, presenza in natura, preparazione, reattività e composti comuni. f) Cenni su composti metallo carbonilici ed organometallici: Tipologia del legame. Regola dei 18 elettroni. Strutture di metallo carbonili semplici e multinucleari. Cluster metallo carbonilici. LABORATORIO DI CHIMICA INORGANICA a) Solventi, Soluzioni, Acidi e Basi. Teoria HSAB. Influenza del solvente. Parametri di Solvatazione e le correlazioni termodinamiche. b) Principali metodologie di caratterizzazione dei complessi di coordinazione: applicazione della Spettroscopia IR e Spettroscopia Raman nella risoluzione di casi di isomeria geometrica e di legame. c) Analisi degli spettri elettronici di complessi di coordinazione: Parametri di Racah e applicazione dei Diagrammi di Orgel e di Tanabe-Sugano. Esperienze di Laboratorio: Sintesi del complesso [Co(NH3)6]Cl3. Ossidazione del tartrato con perossido di idrogeno catalizzata da Co(II). Analisi degli spettri elettronici di alcuni complessi di coordinazione. Sintesi e caratterizzazione di un derivato metallico della porfirina TPP. Proprietà redox del rame.

Course Syllabus

INORGANIC CHEMiSTRY a) Redox potentials and thermodynamics in inorganic chemistry: Stability in aqueous solutions. Stability of oxidation states. Latimers and Frosts diagrams. Ellinghams diagram. b) Simmetry: elements and symmetry operations. Classification in symmetry groups. Character table. Applications to molecular chirality, polarity, vibrations and molecular orbitals of polyatomic molecules. c) Coordination chemistry: Coordination numbers. Molecular geometries. Ligands. Isomerism. Bonding theories (Cristal-Field, Ligand-Field and M.O.). Magnetism. Electronic spectra. Reactivity. d) Systematic Chemistry of sp-block elements: Hydrogen,Groups 1-2, Groups 13-18 (physico-chemical properties, occurrence and extraction, applications, reactivity of the elements and their usual compounds). e) f-block metals, lanthanoids and actinoids: physico-chemical properties, occurrence and extraction, applications, reactivity of the elements and their usual compounds. f) Metal carbonyl compounds: bonding theory. 18e rule. Structures of mono and polymetallic carbonyl complexes. Metal carbonyl clusters. INORGANIC CHEMISTRY LABORATORY a) Solvents, Solutions, Acid and Bases. Hard-Soft Acid-Base Theory (HSAB). Solvent Influences. Solvatation Parameters and thermodynamic correlations. b) Basic techniques used in the characterization of coordination compound: Application of Infrared and Raman spectroscopy in solving problems concerning both geometric and linkage isomerism. c) Analysis of spectra of coordination compounds: Racah parameters and application of both Orgel and Tanabe-Sugano diagrams (TS). Laboratory Course: Preparation of [Co(NH3)6]Cl3. Cobalt(II) catalysed oxidation of potassium sodium tartrate by hydrogen peroxide. Analysis of the electronic absorption spectra of some coordination compounds. Synthesis and characterization of the metal derivative of the TPP porphyrin. Redox properties of copper.