Ateneo - UPO

Il corso è articolato in due parti. Nella prima parte saranno introdotte nozioni riguardanti la chimica fisica dello stato solido. Particolare attenzione sarà data ai metodi per la determinazione delle proprietà di struttura dei solidi, introduzione alla cristallografia e ai metodi di diffrazione di raggi X. Verrà poi trattato l’adsorbimento sulle superfici solide. Saranno forniti elementi di spettroscopia IR e UV-Vis applicate allo stato solido e richiami di fotochimica. Nella seconda parte saranno trattati argomenti di chimica-fisica applicati a sistemi complessi (come per esempio quello atmosferico): saranno descritte le principali reazioni fotochimiche nella stratosfera e nella troposfera e verranno dati elementi relative alla dispersione degli inquinanti nell’atmosfera

P.W. Atkins, “Physical Chemistry", VI Ed., Oxford University Press, oppure l'edizione italiana della V edizione, "Chimica Fisica", Zanichelli;
Stephen Elliott “The Physics and Chemistry of solids”, Wiley
G. Rigault “Introduzione alla cristallografia” Levrotto e Bella
Mark Zemansky, "Calore e Termodinamica", Zanichelli. 
Colin Baird, "Chimica Ambientale", Zanichelli. 
B. J. Finlayson-Pitts e J. N. Pitts, “Atmospheric Chemistry”, John Wiley and Sons.

Il corso ha l’obiettivo di fornire e alle studentesse e agli studenti gli elementi di base di chimica fisica applicati allo stato solido attraverso lezioni dedicate alla descrizione delle diverse tipologie di materiali, ai metodi di preparazione e caratterizzazione più usati. In questo modo sarà possibile fornire concetti di chimica fisica avanzata (elementi di cristallografia e diffrazione di raggi X, tecniche spettroscopiche applicate allo stato solido, principi di adsorbimento su superfici solide) prendendo come esempio sistemi complessi come i materiali solidi.
Inoltre, saranno fornite le conoscenze necessarie per comprendere e descrivere i principali fenomeni fisico-chimici legati all’ambiente, l’effetto su di esso delle azioni antropiche, le eventuali modificazioni che ne pregiudicano l’equilibrio. 
Il corso permetterà di sviluppare le abilità comunicative degli studenti e delle studentesse attraverso l’acquisizione di un lessico chimico appropriato in relazione agli argomenti affrontati nel corso. Inoltre, sarà anche sviluppata la capacità di poter relazionare su un argomento scientifico grazie alla preparazione di una presentazione su un argomento a scelta. Ci si aspetta che questa attività sia anche in grado di aumentare la capacità di giudizio delle studentesse e degli studenti attraverso una analisi accurata delle recente letteratura scientifica.
Il corso ha anche lo scopo di sviluppare la capacità di apprendere autonomamente ed il senso critico che permette alla studentessa e allo studente di trarre conclusioni su questioni attinenti agli argomenti trattati.
Infine, lo scopo del corso sarà anche quella di testare la capacità di apprendimento e di applicare la conoscenza attraverso l’organizzazione di una esercitazione svolta in aula inerente ai metodi di adsorbimento.

È consigliabile l’acquisizione degli argomenti trattati nel corso di chimica-fisica II.

Il corso prevede lezioni frontali in aula in cui gli argomenti trattati saranno presentati e discussi con le studentesse e gli studenti.
le studentesse e gli studenti (in gruppi da 2 o 3 persone) dovranno preparare e organizzare una presentazione orale per approfondire alcuni argomenti indicati dal docente. A questo scopo, saranno forniti i metodi per fare una adeguata ricerca bibliografica e le studentesse e gli studenti saranno supportati dal docente nell’organizzazione del seminario. 
È richiesto che la presentazione del seminario venga fatta in presenza di tutti le studentesse e gli studenti in modo da poter incrementare la conoscenza di tutti sugli argomenti trattati e stimolare la capacità di discussione e analisi critica degli argomenti trattati. 
Sarà inoltre organizzata una lezione al computer per applicare uno dei metodi descritti a lezione per la determinazione delle proprietà tessiturali dei solidi mediante metodi di adsorbimento. I dati da elaborare saranno forniti dal docente.

Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato attraverso l’organizzazione del seminario e la lezione di elaborazione di dati forniti dal docente. 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 docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.Durante lo svolgimento delle lezioni, quando se ne incontrerà l'opportunità, si focalizzerà l'attenzione sulle tematiche di genere.

L'esame finale si baserà sulla discussione orale per la verifica dell'apprendimento delle tematiche affrontate a lezione. Verranno poste quattro domande tre delle quali riguarderanno nozioni teoriche viste in classe, una sarà relativa all’illustrazione di una tecnica chimico-fisica applicata al sistema solido e una relativa ai processi chimico-fisici di interesse ambientale. 
Inoltre, sarà valutato il seminario preparato dalle studentesse e dagli studenti per approfondire alcune delle tematiche affrontate a lezione. La modalità di esame permette di valutare non solo le conoscenze teoriche acquisite ma anche le capacità di organizzazione e di comunicazione delle studentesse e degli studenti, nonchè di conoscere la loro capacità di lavorare in modo autonomo e le capacità di apprendimento. 
Per superare l’esame la studentessa/lo studente dovrà dimostrare di conoscere ed aver compreso le nozioni di base proposte e di saper analizzare in modo critico una problematica proposta. L’eccellenza viene raggiunta rispondendo dimostrando di saper ragionare su argomenti inerenti alle problematiche incontrate a lezione. 
Il livello di difficoltà corrisponde al programma svolto e ai testi di riferimento indicati.

Nell’ambito del corso verranno trattati argomenti di chimica-fisica applicati allo stato solido. 
Verranno descritte le principali classi di materiali e metodologie per la loro preparazione (con particolare riferimento alle metodologie sol-gel e solvotermali).
Verranno inoltre forniti elementi di cristallografia per la descrizione di sistemi cristallini a diversa dimensionalità attraverso le operazioni di simmetria e l’appartenenza ai diversi gruppi spaziali. Inoltre, saranno trattati i principi di diffrazione di raggi X con particolare riferimento alla legge di Bragg e alla trattazione dei reticolo reciproco. 
Saranno date informazioni relative ai processi di adsorbimento su sistemi solidi. Oltre alle tipologie di interazioni che si possono avere, saranno trattati i principali meccanismi di adsorbimento. Verranno discussi i principali modelli di adsorbimento di gas per la determinazione delle proprietà tessiturali dei solidi. Verrà organizzata una lezione in aula per poter applicare alcuni modelli per la determinazione dell’area superficiale dei solidi (Modello di Langmuir e BET) partendo da isoterme sperimentali.
Verranno forniti anche richiami di spettroscopia IR e UV-Vis applicate allo stato solido. 
Nell’ambito del corso verranno trattati argomenti chimico-fisici utili alla descrizione del comportamento di specie chimiche di importanza ambientale. Particolare attenzione verrà data alla trattazione dei processi fotochimici e di adsorbimento gas-solido, oltre che alla trattazione di processi termodinamici di interesse ambientale. Verranno fornite nozioni riguardanti i costituenti chimici e la struttura fisica dell'atmosfera. Inoltre verranno trattati argomenti riguardanti la chimica della stratosfera e il problema dell'ozono, il riscaldamento globale e la chimica della troposfera con particolare riferimento alle piogge acide, smog fotochimico e particolato atmosferico.
Sarà richiesto di approfondire un argomento a scelta. A tale scopo, verranno anche fornite informazioni per poter effettuare una ricerca bibliografica in ambito scientifico e per poter organizzare una presentazione in power point sull’argomento di interesse.

Conoscenza e comprensione
Conoscenza delle basi teoriche dei principali metodi per la preparazione di materiali e della loro caratterizzazione.
Conoscenza delle nozioni di base della cristallografia e dei principi di diffrazione di raggi X. 
Conoscenza dei metodi IR e UV-Vis per l’analisi dello stato solido. 
Apprendimento dei principi di adsorbimento. 
Conoscenza dei principali fenomeni chimico-fisici di importanza a livello ambientale. 
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Abilità di applicare in modo corretto alcuni metodi chimico-fisici proposti a lezione (attraverso specifiche esercitazioni al pc su dati forniti dal docente) e interpretazione dei risultati ottenuti.
Capacità di approfondire un argomento chimico-fisico sfruttando facilities comuni per la ricerca bibliografica.
Autonomia di giudizio
Saper analizzare in modo critico la letteratura recente riguardante temi fisico-chimici proposti a lezione. 
Abilità comunicative
Abilità di relazionare usando un linguaggio adeguato su argomenti chimico-fisici in maniera corretta, sia oralmente che per iscritto.
Capacità di apprendimento
Capacità di utilizzare il materiale didattico per uno studio critico e ragionato, anche per una successiva autonoma acquisizione di conoscenze superiori e per un aggiornamento continuo.