Università degli studi dell'Insubria

CHIMICA FISICA I (MODULO B)

A.A. di erogazione 2016/2017

Laurea triennale in CHIMICA E CHIMICA INDUSTRIALE
 (A.A. 2015/2016)

Docenti

CORONGIU GIORGINA
Anno di corso: 
2
Crediti: 
9
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
72

Questo insegnamento è composto da:

Poiché tutti gli insegnamenti di chimica riguardano molecole e loro proprietà, obbiettivo di questo corso è di insegnare in modo semplice, a studenti del secondo anno del corso di Laurea Triennale in Chimica, concetti e metodi di chimica fisica (meccanica quantistica e spettroscopia molecolare) che sono alla base di tutte le discipline chimiche. Scopo del corso è quello di fornire una visione razionale della struttura e proprietà di atomi e molecole e di garantire l’acquisizione da parte degli studenti della basi necessarie per una eventuale laurea magistrale.

Corso di Chimica Generale e conoscenze di base dei Corsi di Matematica e Fisica del primo anno.

Introduzione alla meccanica quantistica. Il corpo nero. Effetto fotoelettrico. Spettro dell’atomo di idrogeno. Atomo di Bohr. Dualità onda-particella. Principio di indeterminazione di Heisenberg. L’equazione di Schrödinger. Operatori. Funzioni d’onda. Autovalori e autofunzioni. Valori medi. Principio di sovrapposizione. Postulati della meccanica quantistica. Particella libera. Particella nella scatola mono-dimensionale. Particella nella scatola tri-dimensionale. Teoria dell’elettrone libero. L’oscillatore armonico classico. Oscillatore armonico quanto-meccanico. Effetto Tunnel. Rotore libero. Molecola diatomica rigida. Momento angolare. Atomo di idrogeno e sistemi idrogenoidi: energia, funzioni d’onda e densità di probabilità, funzioni radiali e angolari. Effetto Zeeman. Spin elettronico e operatori di spin. Teorema variazionale e metodo perturbativo. Atomo di elio: stato fondamentale e stati eccitati. Principio di esclusione di Pauli. Atomi a molti elettroni. Tavola periodica e principio di Aufbau. Proprietà atomiche. Potenziali di ionizzazione e affinità elettronica. Term Symbols e configurazioni elettroniche. Regole di Hund. Spettri atomici e regole di selezione. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Metodo del legame di valenza per la molecola di idrogeno; orbitali ibridi e strutture di risonanza in molecole poli-atomiche. Metodo dell’orbitale molecolare. Lo ione della molecola di idrogeno: energia e descrizione dell’orbitale molecolare. Metodo LCAO-MO, configurazioni elettroniche per molecole diatomiche omo- ed etero-nucleari. Confronto metodo VB e metodo MO. Metodo di Hückel. Orbitali ibridi. Momento di dipolo. Introduzione alla simmetria. Elementi di simmetria e operazioni di simmetria. Assi di simmetria e operazioni di rotazione. L’operazione di riflessione e i piani di simmetria. L’operazione di inversione e il centro di simmetria. Asse improprio. Definizione di gruppo puntuale di simmetria. Identificazione dei gruppi puntuali di molecole. Simmetria e momento di dipole e attività ottica. La tabella dei caratteri. Le idee base della spettroscopia. Coefficienti di Einstein, regole di selezione e popolazione dei livelli. Equazione di Schrödinger e il moto nucleare. Spettroscopia rotazionale di molecole diatomiche. Spettroscopia rotazionale di molecole poli-atomiche. Spettroscopia Raman per stati rotazionali. Spettroscopia IR. Oscillatore armonico e anarmonico. Potenziale di Morse. Regole di selezione e armoniche. Spettroscopia vibrazionale-Raman. Spettri vibro-rotazionali. Spettri vibrazionali di molecole poli-atomiche. Spettroscopia elettronica e regole di selezione. Spettri di assorbimento elettronico di molecole diatomiche e il principio di Franck-Condon. Legge di Lambert Beer. Determinazione dell’energia di dissociazione. Spettri elettronici di molecole poliatomiche, i cromofori. Fluorescenza e fosforescenza. Lasers. Spettroscopia foto-elettronica. Introduzione alla risonanza magnetica nucleare. Momento angolare di spin nucleare e momento magnetico nucleare. Livelli energetici in risonanza magnetica nucleare e la frequenza di Larmor. Lo strumento NMR. Costanti di schermo e spostamento chimico. Accoppiamento internucleare spin-spin. Come interpretare uno spetto. Tempi di rilassamento.

R.J. Silbey, R.A. Alberty, M.G. Bawendi, Physical Chemistry. John Wiley & Sons, Inc.

P. Atkins, J. De Paula, Physical Chemistry, Oxford University Press.

D.A. McQuarrie, J.D. Simon, Physical Chemistry: A Molecular Approach. Univ. Science Books.

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A.A. 2017/2018

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2016/2017

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2014/2015

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2013/2014

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE