Obiettivi Formativi

Approfondire conoscenze su: Strutturistica chimica, geometrie molecolari, correlazione tra struttura dei solidi e proprietà, analisi strutturali e tecniche spettroscopiche, elementi di chimica computazionale.

Prerequisiti

Conoscenza di Chimica Generale: teoria atomica e tabella periodica, legami chimici, atomi e molecole, elementi e composti, nomenclatura chimica, soluzioni, reazioni chimiche, stechiometria, analisi matematica, calcolo differenziale.

Programma del Corso

Proprietà periodiche degli elementi, legame chimico. Classi di composti Organici, Inorganici e metallorganici. Teoria degli orbitali: atomici, molecolari e reticolari, metodo LCAO-MO. Geometria molecolare: generalità, stereochimica, metodo VSEPR. Simmetria molecolare: elementi di simmetria, simmetria puntuale, teoria dei gruppi, tavola dei caratteri. Stati di aggregazione. Solidi: tipologia, classificazione, allotropia ed isomorfismo. Cristallografia: impaccamento compatto, reticoli cristallini, simmetria, gruppi spaziali, difetti cristallini, amorfi. Superfici: crescita dei cristalli, composizione e struttura delle superfici, adsorbimento e desorbimento fisico e chimico, attività catalitica delle superfici. Proprietà e struttura dei materiali. Conducibilità: generalità, conducibilità ionica, superconduttori ionici, superconduttori organici e inorganici, ossidi misti di rame, applicazioni. Magnetismo: classificazione del magnetismo, magnetismo molecolare, magnetismo cooperativo, scambio magnetico, magneti hard e soft, applicazioni. Ottica: generalità, luminescenza e fotoluminescenza in solidi inorganici, esempi di ottica non lineare, applicazioni. Esempi di materiali avanzati. Spettroscopia atomica e molecolare. Struttura e livelli energetici dell'atomo di idrogeno. Spettri dell'elio e dei metalli alcalini. Simboli di termini e termini spettroscopici. Struttura degli atomi polielettronici. Orbitali del campo autocoerente. Esperimento di Stern-Gerlach. Interazione spin-orbita. L'effetto dei campi magnetici: Zeeman e Zeeman anomalo. Regole di selezione. Righe e bande, larghezza delle bande, effetto Doppler. Trasformata di Fourier in spettroscopia. Spettroscopia rotazionale: rotatori sferici, simmetrici, lineari. Spettroscopia vibrazionale: anarmonicità, spettri di molecole poliatomiche, simmetria e spettri vibrazionali, spettroscopia Raman vibrorotazionale. Transizioni elettroniche: principio e fattori di Franck-Condon, processi dissipativi di energia radiativi e non radiativi, aspetti cinetici e termodinamici dei processi fotochimici, processi fotoindotti di trasferimento energetico ed elettronico, chemiluminescenza. Tecniche di risonanza: rilassamento nucleare, rilassamento spin-spin, tempi di rilassamento, spostamento chimico, aspetti pratici della spettroscopia NMR, ESR, spettroscopia Mössbauer. Tecniche diffrattometriche: sintesi di Fourier e determinazione strutturale, metodi delle polveri e del cristallo singolo, diffrazione di elettroni e neutroni.