Obiettivi formativi
Applicazione di alcuni concetti chiave della quanto-meccanica e loro uso in spettroscopia. Familiarizzazione con alcune tecniche spettroscopiche (assorbimento ed imission UV-Visibile, spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier e Raman). Interpretazione dei dati spettroscopici e loro utilizzo per ricavare parametri molecolari.
Prerequisiti
I corsi di Fisica e di Matematica dei primi due anni, oltre ovviamente ai corsi di Chimica Generale ed Inorganica e di Chimica Organica
Contenuti dell'insegnamento
Cenni sulla trasformata di Fourier. Interferometro di Michelson. Spettrofotometro FT-IR. Spettrometro Raman. Spettrometro UV-Vis
Modello della particella nella scatola di potenziale. Applicazione all'interpretazione degli spettri elettronici di molecole organiche pi-coniugate (coloranti organici).
Spettri vibrorotazionali di molecole biatomiche e derivazione dei parametri chimico-fisici.
Teoria dei gruppi: definizione di gruppo, gruppi di simmetria, elementi di simmetria, rappresentazioni riducibili e irriducibili. Riduzione delle rappresentazioni. Connessione con la quantomeccanica: valutazione di integrali e costruzione di funzioni adattate per simmetria.
Elementi di base di spettroscopia ottica molecolare.Approssimazione di Born-Oppenheimer. Spettroscopia vibrazionale: definizione dei modi normali di vibrazione e loro simmetria (con esempi). Regole di selezione per la spettroscopia IR. Spettroscopia Raman e sue regole di selezione. Spettroscopia elettronica: principio di Franck-Condon e regole di selezione. Struttura vibronica in assorbimento ed emissione.
Metodi semiempirici per il calcolo della struttura elettronica delle molecole. Metodo di Huckel: approssimazioni, risoluzione del problema e calcolo di cariche atomiche, ordini di legame, momenti di dipolo. Regola del 4n+2. Uso della simmetria.
Programma esteso
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Bibliografia
P. W. Atkins, Molecular Quantum Mechanics, Oxford University Press. F. A. Cotton, La Teoria dei gruppi in Chimica, Tamburini Ed. 1975 D. P. Shoemaker, C. W. Garland, J. P. Nibler, Experiments in Physical Chemistry, McGraw-Hill 1996
Metodi didattici
Una parte del corso è frontale, con spiegazione della teoria che sottende agli esperimenti. Gli studenti eseguiranno gli esperimenti sotto la guida del docente, e preparanno una relazione scritta sull'interpretazione degli esperimenti stessi.
Modalità verifica apprendimento
Le relazioni sulle esperienze e una valutazione orale assieme al corso abbinato di Chimica Fisica II (unico esame)
Altre informazioni
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