Ateneo - UPO

Il Corso si articola su due moduli: nel primo modulo del Corso verranno sviluppati i principi fisici della Risonanza Magnetica Nucleare, l’analisi spettrale e determinazione strutturale di semplici complessi metallici e composti inorganici. Particolare attenzione verrà anche rivolta allo studio della spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica (EPR) nella chimica inorganica. Nel secondo modulo del corso, verranno invece illustrati alcuni concetti base di tecniche spettroscopiche, di ionizzazione e magnetiche applicate a complessi metallici e materiali inorganici.

Verranno messi a disposizione sulla piattaforma DIR il materiale del corso. Consultazione consigliata di: Corso on-line sul sito: http://www.cis.rit.edu/htbooks/nmr/inside.htm (J.P. Hornak); H. Friebolin, "Basic One- and Two-Dimensional NMR Spectroscopy", VCH (disponibile in biblioteca); M. Brustolon, E. Giamello, Electron Paramagnetic Resonance - A Practitioner’s Toolkit, Ed. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2009; M. Weller, T. Overton, J. Rourke, F. Armstrong, “La Chimica Inorganica di Atkins”, Zanichelli; A. Randazzo, A. Mangoni, G. Giorgi, R. Gobetto, Analisi strutturale delle molecole, Edizione Loghia.

La prima parte del corso mira a fornire solide basi dei principi della spettroscopia di risonanza magnetica nucleare a impulsi e una conoscenza preliminare delle basi della tecnica EPR. Particolare attenzione verrà posta nello sviluppo dell’abilità di interpretazione di spettri monodimensionali e multinucleari di semplici composti inorganici alla luce dei concetti teorici. Nella seconda parte del corso, la studentessa e lo studente verranno guidati verso l’acquisizione dei principi base di alcune tecniche ottiche, di ionizzazione e magnetiche. In particolare, il corso si propone l’obiettivo di sviluppare la capacità di trarre conclusioni sulla relazione struttura/proprietà di composti di coordinazione e materiali inorganici. Il corso nel suo insieme ha anche lo scopo di sviluppare la capacità di apprendere in autonomia ed il senso critico che permette di trarre conclusioni su questioni attinenti agli argomenti trattati. Infine, la studentessa e lo studente svilupperanno le proprie abilità comunicative acquisendo ed utilizzando un lessico chimico appropriato agli argomenti del corso.

Contenuti dei Corsi di Chimica Generale ed Inorganica e di Chimica Fisica

Prima parte del Corso: lezioni frontali integrate con alcune esercitazioni in aula e relativa discussione e analisi di spettri NMR monodimensionali. Seconda parte del corso: lezioni frontali e discussione collegiale sull’impiego di tecniche spettroscopiche, di ionizzazione e magnetiche per lo studio struttura/proprietà di complessi metallici e semplici materiali inorganici.

I concetti oggetto del Corso verranno discussi collegialmente in aula e applicati direttamente durante le esercitazioni in aula per l’interpretazione di spettri di composti inorganici, ottenuti con le varie tecniche spettroscopiche e di Risonanza, oggetto del corso. Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studentidisabili-e-dsa Le studentesse e gli studenti con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare la/il docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.

Esame scritto della durata di 3h consistente di alcuni quesiti (che comprendono sia domande aperte teoriche, sia piccoli esercizi di interpretazione di spettri di composti inorganici). La massima votazione (30/30) è raggiunta con una solida conoscenza e abilità di applicare le conoscenze a tutti gli argomenti trattati. I risultati dell’esame mettono in luce il grado di comprensione dei concetti teorici e il grado di acquisizione di un linguaggio tecnico-scientifico adeguato attraverso le risposte alle domande aperte. Sono inoltre valutate l’autonomia di giudizio attraverso la richiesta di esprimere giudizi e operare scelte comparate, e la capacità di apprendimento autonomo.

Prima parte del Corso: verranno studiati i metodi spettroscopici basati sulla Risonanza Magnetica per lo studio della struttura molecolare e dei processi dinamici. Principi base della tecnica; nuclei in un campo magnetico; risonanza; popolazione dei livelli di spin nucleare; esperimento ad onda continua. Metodo NMR ad impulsi: generalità, angolo di impulso, sistema di coordinate rotanti, equazioni di Bloch, rilassamento, trasformata di Fourier. Parametri NMR: chemical shift (contributi diamagnetico, paramagnetico e locale) e costanti di accoppiamento (geminali, vicinali, long-range, omo- ed eteronucleari). Equivalenza chimica e magnetica di nuclei. Ordine di uno spettro NMR. Cenni sui sistemi di spin di ordine superiore. Esempi di spettri NMR di composti inorganici multinucleari. Breve accenno ai principi base della spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica (EPR) e sua applicazione nella caratterizzazione di semplici composti paramagnetici. Seconda parte del Corso: Interpretazione di semplici spettri elettronici di composti di coordinazione. Principi della spettroscopia Mössbauer. Tecniche di ionizzazione per: i) l’analisi elementare di composti contenenti centri metallici, ii) la determinazione dello stato di ossidazione di ioni, iii) le energie degli orbitali in composti e solidi inorganici. Utilizzo della magnetometria per la studio delle proprietà magnetiche di composti inorganici. Misura della suscettività magnetica di complessi paramagnetici.

Conoscenza e comprensione: conoscenza delle basi teoriche della spettroscopia NMR, delle tecniche NMR più usate e delle loro applicazioni; conoscere i principi per l’assegnazione e la predizione di spettri 1H di semplici molecole inorganiche. Conoscenza dei fondamenti della spettroscopia EPR, e delle spettroscopie elettroniche e vibrazionali Capacità di applicare conoscenza e comprensione: abilità di applicare le conoscenze teoriche all’interpretazione di spettri ottenuti dalle vaie tecniche spettroscopiche e di risonanza. Capacità di progettare la completa caratterizzazione di un composto di coordinazione e di discuterne la relazione struttura/proprietà. Autonomia di giudizio: Capacità di analizzare con senso critico le nozioni apprese. Abilità comunicative: capacità di usare un appropriato linguaggio scientifico nel rispondere alle domande, nell’analizzare i dati spettrali; acquisizione di un appropriato linguaggio scientifico per comunicare in maniera precisa, concisa e chiara. Capacità di apprendimento: capacità di utilizzare il materiale didattico per uno studio critico e ragionato che permetta la successiva autonoma acquisizione di ulteriori conoscenze nell’ambito della spettroscopia NMR e delle altre tecniche spettroscopiche e magnetiche oggetto del Corso.