Obiettivi Formativi

Chimica Fisica II Conoscere le ragioni all'origine della meccanica quantistica. Conoscere i fondamenti della meccanica quantistica e i principi che governano la struttura elettronica degli atomi e delle molecole e i legami chimici. Principi di base dell'interazione luce-materia e della fotochimica. Fondamenti della teoria del trasferimento elettronico Laboratorio di chimica Fisica: Verificare sperimentalmente i principi termodinamici che regolano gli scambi energetici tra sistemi chimici e la conversione tra differenti forme di energia (es. energia chimica in energia elettrica). Verificare il collegamento tra proprietà molecolari e comportamento macroscopico della materia. Verificare i principi base di interazione fra la luce e la materia. Conoscenza e verifica dei parametri sperimentali che governano la reattività di un sistema chimico e le velocità di reazione.

Metodi didattici

Chimica Fisica II Lezioni teorica frontali Laboratorio: Il corso si basa su lezioni teoriche ed esercitazioni sperimentali in laboratorio. Sono previste, inoltre esercitazioni in itinere finalizzate a verifiche facoltative.

Prerequisiti

Conoscenze del corso di Chimica Generale Laboratorio: Conoscenza dei principi di Chimica Generale e di elementi di Chimica Fisica. Elementi di matematica

Verifiche dell'apprendimento

Parte teorica: Esami orali Laboratorio: La verifica dell'apprendimento prevede la valutazione dei risultati ottenuti nei singoli esperimenti durante il corso sperimentale. La verifica finale prevede la valutazione dei risultati ottenuti nelle singole prove di laboratorio, di una prova partica e di un colloquio orale.

Programma del Corso

1. Introduzione alla meccanica quantistica. Fallimenti della meccanica classica. Dall'atomo di Rutherford all'equazione di Schrodinger. Il principio di indeterminazione. Operatori ed osservabili. Valor medio. Specificazione di stati. Lo spin. notazione di Dirac. 2.Soluzioni esatte dell'equazione di Schrodinger. moto traslazionale, vibrazionale e rotazionale. L'atomo di idrogeno. Orbitali atomici. Atomi idrogenoidi. 3. Tecniche di approssimazione. Teoria variazionale. Teoria perturbativa indipendente dal tempo. 4. Atomi multielettronici e struttura molecolare. L'atomo di elio e la teoria perturbativa. Campi auto consistenti e orbitali di Hartree-Fock. Bohr-Oppenheimer approximation. Ipersuperfici di energia potenziale. Lo ione molecolare H2+. la molecola H2. teoria del legame di valenza. Teoria dell'orbitale molecolare. Elementi di teoria dei gruppi in chimica. 5. Fondamenti di spettroscopia e fotochimica. Time-dependent perturbation theory. Regola d'oro di Fermi. Concetto di stato elettronico eccitati. Concetti base e definizioni di processi di diseccitazione di stati eccitati. Fondamenti di trasferimento elettronico, chemiluminescenza e spettroscopia di emissione. Laboratorio: INTRODUZIONE: Norme di sicurezza in laboratorio. Teoria degli errori applicata alle esperienze di laboratorio. Calorimetria. Principi, strumentazione e determinazione sperimentale del potere calorifico di un campione incognito. Determinazione della tensione superficiale. Introduzione e principi delle forze superficiali inter-fase con il Metodo dello stalagmometro. Determinazione dell'energia di attivazione di una reazione. Cenni di cinetica chimica e verifica della legge di Arrhenius. Determinazione della conduttanza equivalente limite di un elettrolita forte. Principi di polarimetria. Determinazione polarimetrica della reazione di inversione del saccarosio. Determinazione spettrofotometrica della costante cinetica di una reazione di primo ordine. Principi e funzionamento di uno spettrofotometro - Attinometria - Determinazione spettrofotometrica della costante cinetica di una reazione in soluzione. Spettrofluorimetria Principi, funzionamento di uno spettrofluorimetro e sue applicazioni: