Il corso si prefigge di fornire agli studenti una conoscenza adeguata di alcuni metodi avanzati di caratterizzazione strutturale di materiali organici sia a basso che ad alto peso molecolare (polimeri). Saranno trattati sia metodi per l'analisi della struttura chimica che per l'indagine dell'organizzazione dei materiali allo stato solido. Saranno forniti i fondamenti teorici delle tecniche descritte e saranno mostrati alcuni esempi applicativi. Alla fine del corso lo studente dovrà essere in grado di proporre uno o più metodi di indagine capaci di risolvere un determinato problema di struttura proposto, nonchè conoscere applicabilità ed informazioni ricavabili attraverso i metodi di analisi trattati nel corso.
Prerequisiti
Sono necessarie conoscenze di base di ottica, buona conoscenza della struttura chimica inclusa la stereochimica, conoscenze di base di spettroscopia infrarossa ed NMR, nonche nozioni di quantomeccanica.
Metodi didattici
Il corso verrà erogato tramite lezioni di stampo teorico finalizzate all'esposizione e alla spiegazione dei contenuti del programma con aiuto di esempi reali di analisi di materiali complessi. Saranno inoltre proposti esercizi pratici di analisi e previsione di spettri IR, NMR 1D e NMR 2D mediante software messi a disposizione degli studenti.
Verifica Apprendimento
La prova d’esame consiste in una prova orale composta di due parti. Nella prima parte lo studente dovrà presentare, con l'ausilio di slides, un esempio tratto dalla letteratura di analisi di un materiale con una o più tecniche trattate nel corso. L’esempio deve essere preventivamente concordato con il docente. Nella seconda parte sarà invece verificata la conoscenza dei diversi argomenti trattati nel corso. A tale scopo saranno poste non meno di due domande atte a verificare la capacità di proporre in modo critico un metodo di analisi capace di risolvere un problema strutturale proposto. Lo studente dovrà dimostrare di conoscere vantaggi e svantaggi dei diversi metodi di analisi proposti ed i relativi ambiti applicativi.
Testi
Materiale del corso fornito dal docente
R. M. Silverstein, F. X, Webster; Spectometric identification of organic compounds. Ed. John Wiley & Sons, Inc.
Edizione italiana: Identificazione spettroscopica di composti organici. Seconda Edizione Casa Editrice Ambrosiana.
Contenuti
Nel corso di 48 ore saranno trattati i seguenti argomenti: • interazioni luce-materia • la spettroscopia vibrazionale • spettroscopica infrarossa in trasmissione e di superficie (ATR, IRRAS, RS, ecc..) • spettroscopia Raman classica e tecniche derivate • risonanza magnetica nucleare (NMR): descrizione vettoriale • Spettroscopia 1H NMR • Spettroscopia 13C NMR • Rilassamento della magnetizzazione: teoria e determinazione dei parametri caratteristici (T1 e T2) • Impostare uno esperimento NMR in pratica • NMR pulsato in trasformata di Fourier • Descrizione e analisi delle principali sequenze di impulsi monodimensionali • Genesi di uno spettro NMR bidimensionale (NMR-2D) • Descrizione e analisi delle principali sequenze NMR-2D • Esempi di risoluzione di strutture chimiche con l’ausilio di spettri NMR 2D • Diffusion Order Spectroscopy (DOSY NMR) • Introduzione alla risonanza magnetica nucleare allo stato solido (SS NMR): descrizione quantomeccanica • SS NMR ad alta risoluzione • Applicazioni di SS NMR • l'analisi NMR applicata ai polimeri
