D1) Conoscenza e capacità di comprensione: al termine del corso lo studente dovrà avere una buona conoscenza della chimica inorganica e di coordinazione e dei concetti di base della chimica nucleare. In particolare, lo studente dovrà essere in grado di: comprendere e descrivere il legame chimico in semplici molecole poliatomiche; derivare la geometria di molecole semplici tramite la teoria VSEPR; spiegare gli andamenti nella tavola periodica; identificare gli elementi di simmetria nelle molecole e classificarle nei gruppi puntuali; comprendere la definizione di legante, numeri di coordinazione e geometria dei composti; comprendere il concetto di chelazione e l’effetto chelato; comprendere ed interpretare i diagrammi di Latimer e di Frost; comprendere la classificazione di acidi e basi hard e soft; comprendere le strutture cristalline ed elettroniche dei solidi; comprendere i concetti di diamagnetismo e paramagnetismo; prevedere lo splitting degli orbitali d in semplici geometrie di coordinazione; conoscere la serie spettrochimica e usarla per interpretare gli spettri elettronici dei complessi; essere in grado di leggere e interpretare un diagramma di Jablonski; comprendere la reattività di sostituzione e redox dei complessi e i loro meccanismi; comprendere e interpretare gli andamenti generali nella chimica dei metalli di transizione. Lo studente avrà inoltre acquisito nozioni di base sulle procedure di sintesi, purificazione e caratterizzazione dei composti di coordinazione. D2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate: lo studente dovrà essere in grado di amalgamare le nozioni apprese, sia teoriche che pratiche, ed anche essere in grado di progettare e realizzare semplici esperimenti riguardanti la sintesi, purificazione e caratterizzazione di composti di coordinazione. D3) Autonomia di giudizio: lo studente dovrà essere in grado di comprendere le peculiarità dei composti metallici, rispetto a quelli organici, in termini di struttura, reattività e tipologia del legame, ed avere una visione complessiva della chimica degli elementi e delle loro proprietà periodiche. Dovrà essere in grado di prevedere, a grandi linee, la chimica di coordinazione dei metalli del blocco d. D4) Abilità comunicative: al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di esporre chiaramente i concetti descritti nel punto 1, dimostrando di aver acquisito una buona conoscenza e comprensione della materia e di essere in grado di fare collegamenti logici fra le sue varie parti. D5) Capacità di apprendere: al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di approfondire in modo autonomo gli argomenti trattati nel corso, anche tramite la consultazione di testi, e di bibliografia specifica su riviste scientifiche.

Aver sostenuto con successo almeno l'esame di Chimica generale

Il corso si articola in 7 CFU di parte teorica e 4 CFU di laboratorio. La parte teorica segue lo schema classico dei moderni testi di Chimica Inorganica, trattando tuttavia solo le parti di carattere generale. Argomenti come la chimica descrittiva dei gruppi e dei lantanidi, così come la chimica organometallica, vengono demandati ad altri corsi della Laurea Magistrale in Chimica. Gli argomenti principali trattati nella parte teorica sono i seguenti: Struttura atomica e proprietà periodiche Simmetria molecolare Struttura molecolare e legame (molecole biatomiche e poliatomiche) Processi redox Andamenti periodici Strutture di solidi semplici Metalli del blocco d Composti di coordinazione Composti di coordinazione: meccanismi di reazione Proprietà nucleari. La parte di laboratorio prevede anche delle lezioni introduttive sui seguenti argomenti: Introduzione alle tecniche spettroscopiche. La spettroscopia NMR applicata ai composti di coordinazione. Le esperienze di laboratorio vertono sulla chimica dei composti di coordinazione.

M. Weller, T. Overton, J. Rourke, F. Armstrong La chimica inorganica di Atkins Zanichelli (seconda edizione italiana sulla settima edizione inglese) C.E. Housecroft, A.G. Sharpe Chimica inorganica Piccin Verranno fornite su piattaforma Moodle le slides utilizzate durante le lezioni (come files pdf). Sempre su Moodle sono disponibili alcuni articoli scientifici per chi volesse approfondire specifici argomenti.

Struttura atomica e proprietà periodiche Simmetria molecolare Struttura molecolare e legame (molecole biatomiche e poliatomiche) Processi redox Andamenti periodici Strutture di solidi semplici Metalli del blocco d Composti di coordinazione Composti di coordinazione: meccanismi di reazione Proprietà nucleari Introduzione alle tecniche spettroscopiche. La spettroscopia NMR applicata ai composti di coordinazione. Esperienze di laboratorio sulla chimica dei composti di coordinazione. In maggior dettaglio: Struttura atomica: strutture degli atomi idrogenoidi (principi di quantomeccanica, orbitali atomici). Atomi polielettronici e proprietà periodiche (penetrazione e schermatura, principio del riempimento progressivo, classificazione degli elementi, proprietà atomiche). Simmetria molecolare: operazioni ed elementi di simmetria, gruppi puntuali, tabelle dei caratteri, applicazione dei concetti di simmetria. Struttura molecolare e legame: modelli di legame, teoria del legame di valenza, molecole diatomiche omonucleari, elettronegatività, momento di dipolo, teoria dell'orbitale molecolare, molecole diatomiche eteronucleari, teoria VSEPR e struttura delle molecole. Il legame in molecole poliatomiche: teoria del legame di valenza e ibridizzazione degli orbitali atomici, legami multipli, teoria dell'orbitale molecolare, orbitali di gruppo e loro applicazioni. Riduzione e ossidazione: diagrammi di Frost-Ebsworth. Strutture di solidi semplici metallici e ionici. descrizione delle strutture dei solidi, strutture di metalli e leghe, solidi ionici, aspetti energetici del legame ionico, difetti e non-stechiometria, strutture elettroniche dei solidi, teoria delle bande. Metalli del blocco d: considerazioni generali, proprietà caratteristiche e andamenti periodici. Composti di coordinazione: numeri di coordinazione e geometrie, teoria hard-soft, isomeria nei composti di coordinazione, teoria del campo cristallino, teoria dell'orbitale molecolare, teoria del campo dei leganti, spettri elettronici, proprietà magnetiche. Reattività dei composti di coordinazione e meccanismi di reazione: sostituzione dei leganti, sostituzioni in complessi planari quadrati, sostituzioni in complessi ottaedrici, processi di trasferimento elettronico, reazioni fotochimiche Proprietà nucleari: energia nucleare di legame, radioattività, isotopi artificiali, fissione nucleare, separazione di elementi radioattivi, applicazioni degli isotopi. Laboratorio: vengono fatte 5-6 esperienze, svolte dagli studenti a coppie, riguardanti la sintesi e caratterizzazione di composti di coordinazione.

La parte teorica consiste di classiche lezioni frontali.
La parte di laboratorio consiste di un numero limitato di lezioni frontali, e di 5-6 esercitazioni di laboratorio che vengono svolte dagli studenti a coppie. Alcune delle lezioni frontali sono volte alla spiegazione delle esercitazioni di laboratorio e al commento di quelle già eseguite. Gli studenti devono stilare (a coppie) una relazione per ciascuna delle esperienze di laboratorio.

Tutte le slides powerpoint mostrate durante le lezioni sono disponibili su Moodle come files pdf. Inoltre, sempre su Moodle sono disponibili alcuni articoli scientifici per quegli studenti che volessero approfondire alcune parti del corso. Per la parte di laboratorio, tramite Moodle viene fornita la descrizione per ciascun esperimento.

Esame orale con valutazione in 30esimi. La valutazione orale, articolata in forma di colloquio alla lavagna con l’eventuale richiesta di commentare slides usate durante il corso, consiste in una serie di domande (almeno 5-6 in tutto, con una durta media di 40 – 45 minuti)), sia sulla parte teorica che su quella di laboratorio. L’esame inizia sempre con il commento di una esperienza di laboratorio. Rispondendo alle domande lo studente deve dimostrare di aver acquisito una buona conoscenza e comprensione della materia e di essere in grado di fare collegamenti logici fra le sue varie parti. La griglia di valutazione adottata è la seguente: Eccellente (30 - 30 e lode): ottima conoscenza degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, ottima capacità analitica, capacità di applicare brillantemente le conoscenze teoriche a casi concreti. Molto buono (27 - 29): buona conoscenza degli argomenti, notevole proprietà di linguaggio, buona capacità analitica, capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche a casi concreti. Buono (24-26): buona conoscenza dei principali argomenti, discreta proprietà di linguaggio, adeguata capacità di applicare le conoscenze teoriche a casi concreti. Soddisfacente (21-23): possesso delle conoscenze fondamentali dell'insegnamento ma incompleta padronanza di alcuni argomenti principali, soddisfacente proprietà di linguaggio e sufficiente capacità di applicare le conoscenze teoriche a casi concreti. Sufficiente (18-20): minima conoscenza degli argomenti principali dell'insegnamento e del linguaggio tecnico, limitata capacità di applicare in modo adeguato le conoscenze teoriche a casi concreti. Insufficiente: mancanza di una conoscenza accettabile dei contenuti dei diversi argomenti del programma.

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