67116 - CHIMICA INORGANICA AVANZATA

insegnamento

ID:

67116

Tipo Insegnamento:

Obbligatorio

Durata (ore):

56

CFU:

SSD:

CHIMICA GENERALE E INORGANICA

Url:

Dettaglio Insegnamento:

SCIENZE CHIMICHE/PERCORSO COMUNE Anno: 1

Anno:

2024

Periodo di attività

Secondo Semestre (17/02/2025 - 31/05/2025)

Obiettivi Formativi

-Il corso tratta la struttura elettronica la reattività e le proprietà spettroscopiche ed elettrochimiche dei composti di metalli di transizione, i processi di trasferimento elettronico e fornisce alcuni elementi di struttura e proprietà dello stato solido cristallino.
Il corso si prefigge di sviluppare competenze gestionali e organizzative necessarie in un laboratorio di chimica inorganica e di introdurre lo studente alla indagine delle proprietà dei composti di coordinazione tramite tecniche spettroscopiche ed elettrochimiche. Lo studente deve acquisire l'abilità di programmare sintesi inorganiche, di caratterizzare i prodotti di reazione e di comprenderne le proprietà chimiche.

Prerequisiti

Conoscenza delle basi della Chimica Inorganica, delle teorie del legame, dell'oscillatore armonico quantistico, della cinetica chimica e delle simmetrie molecolari.

Metodi didattici

-Il corso prevede 32 ore di lezioni frontali i cui vengono trattati tutti gli argomenti del programma, con l'aiuto di diapositive esplicative e riassuntive e 24 ore di esercitazioni di laboratorio in cui vengono eseguite le sintesi di composti di coordinazione e le loro caratterizzazioni spettroscopiche ed elettrochimiche.
Lezioni registrate come supporto allo studio autonomo sono disponibili a r5aixzh

Verifica Apprendimento

Lo scopo dell'esame è verificare il livello di conoscenza degli argomenti svolti e valutare la capacità di utilizzare le conoscenze relative alla teoria del legame per descrivere le proprietà connesse alla reattività, spettroscopia, elettrochimica di composti di coordinazione, anche applicandole alla alla soluzione di problemi sintetici e di caratterizzazione di complessi inorganici. L'esame consiste in un colloquio orale che inizia sviluppando un argomento a scelta dello studente. La durata indicativa del colloquio è di 45 minuti e comprende tutto il contenuto del corso, comprese le attività di laboratorio. Sono oggetto di valutazione il rigore metodologico, la capacità di applicare correttamente le teorie del legame alla descrizione di fenomeni e proprietà di composti inorganici, l'utilizzo corretto del lessico specifico della disciplina.

Testi

Chemical Applications of Group Theory, F. Albert Cotton
Wiley VCH
Symmetry and Spectroscopy, An Introduction to Vibrational and Electronic Spectroscopy, Daniel C. Harris, Michael D Bertolucci, Dover Books on Chemistry
Chimica Inorganica. J.E. Huheey, E.A. Keiter, R.L. Keiter. Piccin Ed. 1999
Chimica Inorganica. D. F. Shriver, P. W. Atkins, Oxford University Press 2010

Contenuti

Il corso è costituito da 32 ore lezioni frontali toriche e da 24 ore di sperimentazione nel laboratorio di Chimica Inorganica. Durante le 32 ore di lezioni frontali focalizzate sull'uso della teoria dei gruppi e della simmetria molecolare per la descrizione del legame chimico, in particolare nei complessi di coordinazione ottaedrici, tetraedrici, piano quadrati e a simmetria inferiore. Successivamente vengono introdotte le applicazioni della simmetria per la descrizione delle vibrazioni molecolari e delle regole di selezione per le transizioni elettroniche.In dettaglio, saranno trattate le applicazioni della teoria dei gruppi alla teoria del campo cristallino e del campo dei leganti e sarà esemplificata la costruzione degli orbitali di gruppo tramite le SALC (Symmetry Adapted Linear Combination of Atomic Orbitals) utilizzando come basi orbitali sigma o pi di diversi leganti in differenti simmetrie. Saranno trattati le simmetrie e i modi normali di vibrazione di diverse piccole molecole inorganiche e di complessi di coordinazione e dedotte le regole di selezione per transizioni IR e Raman. Sarà descritto un approccio sistematico (tabella dei microstati e diagrammi di correlazione) per descrivere gli la simmetria degli stati elettronici di sistemi open shell e le regole di selezione per le transizioni elettroniche in complessi ottaedrici e tetraedrici, estendendo poi a casi a simmetria inferiore. Nel corso delle applicazioni alla teoria del legame saranno considerati esempi di complessi metallo carbonili. Complessi nitrosili, Complessi di diazoto. Metallo alchili. Complessi olefinici. Metalloceni.
La sperimentazione in laboratorio comprende le seguenti tematiche: Sintesi e Caratterizzazione di composti polipiridinici di metalli di transizione. Applicazione di spettroscopie UV-Vis, 1H NMR e di tecniche elettrochimiche quali la Voltammetria Ciclica. Valutazione delle proprietà termodimaniche degli stati elettronici eccitati: calcolo dei potenziali di ossidazione e riduzione dello stato eccitato da dati elettrochimici e spettroscopici. Sensibilizzazione di semiconduttori e conversione dell'energia solare. Non sono richieste relazioni sulle esperienze. Queste verranno discusse nell'esame orale.