Università degli studi dell'Insubria

MOLECULAR SPECTROSCOPY

A.A. di erogazione 2018/2019
Insegnamento opzionale

Laurea Magistrale in CHIMICA
 (A.A. 2017/2018)
L'insegnamento è composto da diversi moduli, consultare il dettaglio nella sezione Moduli.
Anno di corso: 
2
Lingua: 
Inglese
Crediti: 
8
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
64

• Conoscenza e capacità di comprensione
o Metodologie spettroscopiche e regioni spettrali
o Moti particellari implicati nelle transizioni spettroscopiche
o Regole di transizione
•Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
o Suddivisione in sotto-problemi di un problema chimico
o Sintesi delle informazioni sperimentali in un modello fisico coerente
o Scelta dei metodi spettroscopici sulla base delle risposte richieste
o Analisi critica dei risultati sperimentali
•Abilità comunicative
o Esposizione del processo logico che porta alle scelte investigative
•Autonomia di giudizio
o Scelta dei metodi spettroscopici
o Analisi dei risultati

Prerequisiti: 

ll corso prevede conoscenze e competenze di Meccanica quantistica.

1. La radiazione elettromagnetica e la sua interazione con la materia. Definizione di spettro (8 h).
1.1. Assorbimento ed emissione di radiazione. Ampiezza della linea, effetti che portano al suo allargamento e loro rimozione.
2. Spettroscopia rotazionale. Molecole lineari, rotore simmetrico, rotore sferico e rotore asimmetrico. (8 h)
2.1. Spettroscopia IR e Raman rotazionale. Determinazione della struttura molecolare a partire dalle constanti rotazionali.
3. Spettroscopia vibrazionale (8 h).
3.1. Spettri vibrazionali di molecole biatomiche.
3.2. Molecole poliatomiche: potenziale armonico e coordinate normali.
3.3. Anarmonicità.
3.4. Spettri infrarossi e Raman.
3.5. Spettri rotovibrazionali di molecole biatomiche: determinazione della lunghezza di legame e della costante di forza del legame.
4. Spettroscopia elettronica (8 h).
4.1. Spettri atomici e classificazione degli stati atomici. Spettri delle molecole biatomiche e stati elettronici. Struttura vibrazionale e rotazionale.
4.2. Molecole poliatomiche e stati elettronici. Cromofori. Struttura vibrazionale e rotazionale.
4.3. Fluorescenza e fosforescenza. Tempi di vita.
5. Spettroscopia fotoelettronica. Processi di ionizzazione e teorema di Koopmans (8 h).
5.2. Spettroscopie UPS, XPS ed Auger.
5.3. Luce di sincrotrone e spettroscopie XAS e XES.
5.4. Spettroscopia Mössbauer.
6. Lasers e spettroscopia laser (8 h). Trattazione generale dei lasers ed esempi di lasers. Uso dei lasers in spettroscopia: spettroscopie Raman, spettroscopie a molti fotoni, transitori ottici coerenti. Femtochimica.
7. Spettoscopie a risonanza magnetica: principi e applicazioni (8 h).
7.1. Spettroscopia a risonanza magnetica nucleare (NMR).
7.2. Spettroscopia a risonanza paramagnetica elettronica (EPR)
7. Laboratorio (16 h). Acquisizione dello spettro infraosso di molecole organiche semplici e sali di sodio usando diverse modalità di acquisizione (trasmissione, pastiglie di KBr, ATR).

Lezioni frontali (56 ore): introduzione e sviluppo teorico degli argomenti, esemplificato per mezzo di casi tipici. Nel corso delle lezioni, gli studenti vengono spesso coinvolti mediante domande in modo tale da renderli maggiormente partecipi secondo i principi base dell'active learning nella sua modalità più elementare. La parte finale del corso (16 h) è dedicata ad esperienze di laboratorio per quanto riguarda la spettroscopia IR.

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Prova orale sugli argomenti del corso (durata 30 min). 5 domande.
2 domande sulla sezione 1 del corso.
2 domande su un tema scelto dal docente tra le sezioni 2-7 del corso.
1 domanda sugli spettri ottenuti in laboratorio.

I criteri di valutazione considereranno:
1) la completezza delle conoscenze acquisite.
2) la capacità di descrivere in modo critico i vantaggi e gli svantaggi delle diverse tecniche spettroscopiche.
3) la capacità di indicare la spettroscopia più appropriata in diversi scenari proposti.
4) proprietà del linguaggio utilizzato.

Modern Spectroscopy, 4th edition - J. Michael Hollas; John Wiley & Sons.
Molecular Quantum Mechanics, Peter W. Atkins, Ronald S. Friedman, Oxford University Press.
Per quanto riguarda la sezione 6 sulla luce di sincrotrone e le spettroscopie XAS e XES, non essendovi un testo che le tratta in modo conforme al corso, il docente fornirà delle dispense che rifletteranno il tema trattato durante le lezioni frontali.
Verranno inoltre fornite delle diapositive con esempi di spettri per le diverse spettroscopie come mostrate a lezione.

Orario di ricevimento:
Per appuntamento, previo contatto e-mail o telefonico.

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A.A. 2019/2020

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2018/2019

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE