UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI PERUGIA



FACOLTA' DI Facolta' di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali



Laurea specialistica - LS27 - Scienze chimiche

Sede di Perugia

ELENCO DEGLI INSEGNAMENTI E DELLE ALTRE ATTIVITÀ FORMATIVE

ANNO PERIODO DISCIPLINA DOCENTE ORE
TEOR. + PRAT.
CFU
1
I semestre Chimica fisica 3 - Chimica fisica dei gas Prof. CASAVECCHIA Piergiorgio
24 + 0
3
1
I semestre Chimica fisica 3 - Dinamica in sistemi fluidi Prof.ssa MORRESI Assunta
48 + 0
6
1
I semestre Chimica fisica 3 - Laboratorio di chimica fisica 3 Dott.ssa SASSI Paola
15 + 30
3
1
I semestre Chimica fisica 4 - Indagini su reazioni veloci Prof.ssa SPALLETTI Anna
24 + 45
6
1
I semestre Chimica fisica 4 - Sistemi complessi e irreversibili Prof. CARDACI Giuseppe
48 + 0
6
1
II semestre Cinetica chimica e dinamica molecolare Prof. CASAVECCHIA Piergiorgio
48 + 0
6
1
II semestre Fisica atomica Prof. PIRANI Fernando
48 + 0
6
1
II semestre Fotochimica Prof. ALOISI Gian Gaetano
48 + 0
6
1
II semestre Radiochimica Prof.ssa BALUCANI Nadia
48 + 0
6
1
II semestre Spettroscopia molecolare Prof. PALIANI Giulio
55 + 0
6
1
II semestre Catalisi Prof. MACCHIONI Alceo
48 + 0
6
1
I semestre Chimica dei materiali Prof. CASCIOLA Mario
48 + 0
6
1
I semestre Chimica dei materiali - Laboratorio chimica dei materiali Prof. CASCIOLA Mario
24 + 45
6
1
I semestre Chimica inorganica 2 - Struttura ed energetica dei composti Prof. PIRANI Fernando
48 + 0
6
1
I semestre Chimica inorganica 2 - Tecniche del vuoto in chimica Prof.ssa BALUCANI Nadia
32 + 30
6
1
II semestre Chimica metallorganica Prof. BELLACHIOMA Gianfranco
48 + 0
6
1
I semestre Chimica teorica e computazionale 1 - Chimica teorica Prof. TARANTELLI Francesco
48 + 0
6
1
I semestre Chimica teorica e computazionale 1 - Dinamica molecolare di sistemi semplici Non assegnato
24 + 0
3
1
I semestre Chimica teorica e computazionale 1 - Metodi teorici per la dinamica molecolare Prof. AQUILANTI Vincenzo
24 + 0
3
1
I semestre Chimica teorica e computazionale 2 - Calcoli quantistici su piattaforme distribuite Non assegnato
16 + 0
2
1
I semestre Chimica teorica e computazionale 2 - Chimica computazionale Prof. LAGANA' Antonio
32 + 0
4
1
I semestre Chimica teorica e computazionale 2 - Metodi teorici e computazionali per sistemi complessi DE ANGELIS Filippo
48 + 0
6
1
II semestre Cristallochimica Dott.ssa BURLA Maria Cristina
55 + 0
6
1
II semestre Fisica atomica Prof. PIRANI Fernando
48 + 0
6
1
I semestre Gestione in rete di basi di conoscenze molecolari DOTT.SSA FAGINAS LAGO NOELIA
48 + 0
6
1
II semestre Legislazione e sicurezza nei laboratori chimici - Legislazione e sicurezza nei laboratori chimici Dott.ssa FRANCARDI Angela
48 + 0
6
1
II semestre Metodi matematici per la chimica Prof. CAMBI Roberto
48 + 0
6
1
II semestre Radiochimica Prof.ssa BALUCANI Nadia
48 + 0
6
1
II semestre Chimica dei composti eterociclici Prof. PIZZO Ferdinando
48 + 0
6
1
II semestre Chimica dei polimeri Prof. MINUTI Lucio
48 + 0
6
1
II semestre Chimica delle sostanze organiche naturali Prof. CIPICIANI Antonio
48 + 0
6
1
I semestre Chimica organica 3 - Interazioni deboli e nanostrutture Prof. SAVELLI Gianfranco
48 + 0
6
1
I semestre Chimica organica 3 - Metodi fisici in chimica organica Dott.ssa DEL GIACCO Tiziana
24 + 45
6
1
I semestre Chimica organica 4 - Chimica organica fisica Prof. CLEMENTI Sergio
16 + 0
2
1
I semestre Chimica organica 4 - Modellistica di molecole organiche Prof. CRUCIANI Gabriele
32 + 30
6
1
I semestre Chimica organica 4 - Relazioni struttura proprietà Prof. CRUCIANI Gabriele
32 + 0
4
1
II semestre Chimica organica superiore Prof. RUZZICONI Renzo
48 + 0
6
A Scelta
II semestre Fisica atomica Prof. PIRANI Fernando
48 + 0
6
1
II semestre Meccanismi di reazione in chimica organica Prof. ALUNNI Sergio
48 + 0
6
1
I semestre Metodologie chemioinformatiche Dott. BARONI Massimo
48 + 0
6
1
II semestre Radiochimica Prof.ssa BALUCANI Nadia
48 + 0
6
1
II semestre Stereochimica organica Prof. PIZZO Ferdinando
48 + 0
6

PROGRAMMI DEI CORSI

Chimica fisica 3 - Chimica fisica dei gas
(Docente: Prof. CASAVECCHIA Piergiorgio)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Propedeuticità: Tutti gli studenti iscritti alla Laurea Specialistica in Chimica possono seguirlo.
 
Programma:
1. LA NATURA DELLE FORZE INTERMOLECOLARI
Energia elettrostatica
Energia di induzione
Energia di dispersione
Energie a corto raggio
Il legame a idrogeno
Rappresentazione delle interazioni intermolecolari:
Funzioni di potenziale
Lo sviluppo dei potenziali intermolecolari
La base degli sviluppi recenti: teoria ed esperimento
Potenziali isotropi e potenziali anisotropi.
Funzioni di potenziale per sistemi monoatomici e poliatomici
Sorgenti sperimentali di informazione:
Imperfezione dei gas
Proprietà di trasporto dei gas
Esperimenti di scattering
Spettroscopia delle molecole di van der Waals
Proprietà dei solidi e dei liquidi.
2. GAS IMPERFETTI
L'equazione di stato di van der Waals
L'equazione di stato del viriale
Forze intermolecolari e coefficienti del viriale
Determinazione delle forze intermolecolari dal secondo coefficiente del viriale
Principio degli stati corrispondenti
Metodi sperimentali
3. LE PROPRIETA' DI TRASPORTO DEI GAS
Forze intermolecolari in sistemi gassosi in condizione di non equilibrio
Viscosità, Conducibilità termica, Diffusione: trattazione elementare ed esatta
Applicazioni ai gas reali
Proprietà di trasporto e forze intermolecolari
Misure sperimentali
4. ESPERIMENTI COLLISIONALI
Teoria classica delle collisioni
Teoria quantistica delle collisioni
Sezioni d'urto integrali e differenziali
Misure sperimentali
Uso dei dati da esperimenti di scattering per la determinazione delle forze intermolecolari
5. SPETTROSCOPIA DEI COMPLESSI DI VAN DER WAALS
Molecole di van der Waals
Studi sperimentali di molecole polari e non polari
Interpretazione degli spettri di dimeri di van der Waals
Risultati sperimentali per i gas nobili
L'interpretazione di spettri di sistemi non-sferici.
 
Modalità di Esame:
Prova orale.
 
Orario di Ricevimento:
Martedì 16-18
 
Testi Consigliati:
Consultare il docente.
Chimica fisica 3 - Dinamica in sistemi fluidi
(Docente: Prof.ssa MORRESI Assunta)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Chimica fisica 3 - Laboratorio di chimica fisica 3
(Docente: Dott.ssa SASSI Paola)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Chimica fisica 4 - Indagini su reazioni veloci
(Docente: Prof.ssa SPALLETTI Anna)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Chimica fisica 4 - Sistemi complessi e irreversibili
(Docente: Prof. CARDACI Giuseppe)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Cinetica chimica e dinamica molecolare
(Docente: Prof. CASAVECCHIA Piergiorgio)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Propedeuticità: Non richiede propedeucità per gli studenti della Laurea Specialistica.
 
Programma:
LA CINETICA MACROSCOPICA
Reazioni elementari. La costante di velocità e l'equazione di Arrhenius. Cinetica e termodinamica.

LA CINETICA MICROSCOPICA
Sezioni d'urto totali e differenziali. Relazione fra costante di velocità e sezione d'urto di reazione. Reversibilità microscopica e bilancio dettagliato.

DINAMICA MOLECOLARE: SUPERFICI DI ENERGIA POTENZIALE.
Potenziali intermolecolari. Calcoli ab initio delle superfici di potenziale. Potenziali empirici. Proprietà generali delle superfici di potenziale per sistemi reattivi. Determinazione sperimentale delle proprietà della superficie di potenziale per la reazione. Dettagli del cammino di reazione.

DINAMICA DELLE COLLISIONI MOLECOLARI.
Modelli semplici di collisione. Problema atomo-atomo, atomo-molecola e molecola-molecola. Trattazione classica. Trattazione quantistica. Il metodo delle traiettorie quasiclassiche. Calcolo di costanti di velocità e di sezioni d'urto. Confronto fra risultati classici e quantistici.

DETERMINAZIONI SPERIMENTALI DI NUOVI PARAMETRI CINETICI.
La tecnica dei fasci molecolari incrociati. Le tecniche spettroscopiche (chemiluminescenza infrarossa, fluorescenza indotta da laser, ionizzazione multifotonica risonante, etc.). Esempi di cinetica stato-a-stato. Cinetica stato-a-stato e superfici di energia potenziale. Ripartizione dell'energia in reazioni chimiche: principi generali ed esempi. Effetti delle varie forme di energia sulla reattività chimica: selezione in stato quantico dei reagenti e dei prodotti. Laser chimici. Femtochimica.

APPROCCIO SATISTICO ALLA DINAMICA DI REAZIONE: LA TEORIA DELLO STATO DI TRANSIZIONE (TST).
Postulati fondamentali e derivazione standard. Effetti quantomeccanici in TST. Formulazione termodinamica. Applicazioni. Teoria microcanonica dello stato di transizione. Teoria variazionale dello stato di transizione. Critica alla teoria dello stato di transizione.

LE REAZIONI UNIMOLECOLARI.
La costante di velocità per processi unimolecolari. Dipendenza dalla pressione. La teoria RKR. La teoria RRKM. La teoria dello Spazio delle Fasi.

TRATTAZIONE DI ALCUNI SISTEMI CINETICI DEL MONDO REALE.
Cinetica e dinamica chimica dell'atmosfera: esempi (chimica dell?ozono nell'atmosfera: il ruolo dei composti del cloro, bromo, e iodio; il ruolo dei composti dell'azoto e dell'ossigeno). Cinetica e dinamica della combustione: esempi.
 
Modalità di Esame:
Prova orale.
 
Orario di Ricevimento:
Giovedì 16-18
 
Testi Consigliati:
J. I Steinfeld, J. S. Francisco, and W. L. Hase, Chemical Kinetics and Dynamics, Prentice Hall, New Jersey (1989).
R. D. Levine and R. B. Bernstein, Molecular reaction dynamics, Oxfod University Press, New York (1987).
Fisica atomica
(Docente: Prof. PIRANI Fernando)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
Introduzione generale ai contenuti del corso: richiami sull'interazione fine negli atomi sul fattore di Landé.
Atomo in un campo esterno: effetto Zeeman ed effetto Paschen Back in un campo magnetico, effetto Stark in un campo elettrico; accoppiamento e disaccoppiamento dei momenti angolari elettronici in un campo magnetico esterno.
Struttura iperfine nei livelli atomici: spin nucleare e accoppiamento tra momenti angolari elettronici e nucleari.
Selezione di stato con campi magnetici disomogenei: richiami sull'esperimento di
Stern-Gerlach; proprietà generali dei selettori magnetici di Rabi e di
Rabi-Millan-Zacharias; metodo in trasmissione e metodo in deflessione.
Comportamento di atomi con struttura iperfine in un campo magnetico esterno: trattazione completa del caso J = ½ ed I qualunque; energie Zeeman e momenti magnetici in funzione del campo magnetico applicato; casi limite di accoppiamento dei momenti angolari.
Natura e proprietà del potenziale di interazione: potenziale di interazione in sistemi a guscio chiuso e in sistemi anisotropi, disaccoppiamento dei momenti angolari atomici nel campo elettrico interatomico o intermolecolare: potenziali adiabatici di interazione e diagrammi di correlazione tra stati atomici e stati molecolari.
Introduzione alle tecniche sperimentali per lo studio di proprietà collisionali: tecniche di produzione e controllo del vuoto, sistemi di pompaggio, misuratori di pressione, produzione e rivelazione dei fasci di particelle in fase gassosa.
Fasci atomici e fasci molecolari: fasci effusivi e distribuzione in velocità; fasci supersonici: termodinamica del processo di espansione, numero di Mach, velocità di flusso e distribuzione delle velocità; fasci seminati e loro applicazioni; effetti di rilassamento ed allineamento dei momenti angolari nella formazione ed espansione dei fasci seminati.
Alcune applicazioni dei fasci: cenno allo studio dei "clusters", rallentamento e confinamento di atomi con l'uso combinato di fasci "Laser" e fasci atomici, cenno alla condensazione di Bose-Einstein.
Collisioni in meccanica classica: richiami sui sistemi di riferimento nel laboratorio e nel centro di massa: diagrammi di Newton; collisioni ed osservabili sperimentali: sezione d'urto differenziale e totale; trattazione classica di processo collisionale da campo centrale: relazione tra potenziale di interazione e angolo di deflessione e discussione su alcune traiettorie particolari.
Sezioni d'urto: sezioni d'urto in meccanica classica e singolarità nel loro comportamento; richiami della trattazione quantistica del processo collisionale; onde parziali, ruolo e proprietà dello sfasamento della singola onda.
Trattazione semiclassica del processo collisionale: relazione tra sfasamento e traiettoria; sfasamento definito secondo varie approssimazioni (Jeffreys, Wentzel, Kramers, Brillouin (JWKB) e Jeffreys, Born (J B)); definizione di sezione d'urto nell'approssimazione semiclassica.
Natura e proprietà degli effetti di interferenza quantomeccanica nelle collisioni: fenomeni di diffrazione, arcobaleno ed aureola e loro dipendenza dal potenziale di interazione; scelta delle condizioni sperimentali per la misura di effetti di interferenza nelle collisioni: esempi di risultati sperimentali e discussione.
Collisioni tra particelle identiche: restrizioni imposte dalla simmetria del problema e oscillazioni di simmetria; effetti di risonanza dovuti al fenomeno della particella orbitante.
Collisioni da potenziale anisotropo: schemi approssimati di trattazione, esempi e loro discussione; importanza dell'uso di fasci atomici e fasci molecolari polarizzati nello studio delle proprietà e della dinamica collisionale da potenziale anisotropo.
Accoppiamento dei momenti angolari in molecole ruotanti: i cinque casi di Hund; parallelismo tra rotazione molecolare e collisione: livelli "orto" e "para" nelle molecole omonucleari.
 
Modalità di Esame:
Esame, prova orale
 
Orario di Ricevimento:
Giovedi 15-19
 
Testi Consigliati:
Appunti delle lezioni
Fotochimica
(Docente: Prof. ALOISI Gian Gaetano)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
Nozioni generali sulle radiazioni elettromagnetiche (natura, sorgenti, monocromatori, rivelatori e attinometri chimici) e sulle apparecchiature comuni nei laboratori fotochimici. Interazioni luce-materia: nozioni di spettroscopia elettronica, assorbimento ed emissione di radiazioni, relazioni tra le quantità teoriche e quelle sperimentali. Tipi di transizioni in molecole organiche. Analisi vibrazionale di spettri elettronici: sequenze e progressioni. Fenomeni della dissociazione e pre-dissociazione. Natura degli stati elettronici eccitati e processi fotofisici di decadimento. Parametri cinetici e rese quantiche. Processi monomolecolari (radiativi e non radioativi) e bimolecolari (trasferimenti di carica, di protone e di energia). Processi fotochimici primari: dissociazioni, riarrangiamenti intermolecolari, dimerizzazioni, addizioni, isomerizzazioni ed estrazione di idrogeno (intra- ed inter-molecolare). Determinazione del meccanismo delle reazioni fotochimiche e analisi dei fattori che possono influenzarne la direzione e la resa; possibilità pratica di guidare le fotoreazioni. Reazioni fotosensibilizzate. Tecniche pulsate in fotochimica: studio di intermedi a vita breve e misura di tempi di vita di stati eccitati. Rassegna, descrizione ed analisi di alcune applicazioni tecnologiche della fotochimica (fotocromismo, sintesi organica, fotopolimerizzazione e fotoreticolazione, riproduzione dell?immagine, fotosensibilizzazione, fotodegradazione, chemiluminescenza e fotocatalisi. Trasformazione e conservazione dell?energia solare: biomasse, pannelli solari a bassa temperatura, solare termodinamico, solare fotovoltaico e metodologie per la fotoscissione dell?acqua. Fotosintesi. Effetti delle radiazioni sui sistemi biologici. Processi di fotosensibilizzazione di farmaci e coloranti verso vari bersagli biologici.
 
Modalità di Esame:
Esame
 
Orario di Ricevimento:
Matedì 9-11, Giovedì 16-19
 
Testi Consigliati:
R.P. Wayne, Photochemistry, Butterworth; K.K. Rohatgi-Mukherjee, Fundamentals of Photochemistry, Wiley Eastern Limited
Radiochimica
(Docente: Prof.ssa BALUCANI Nadia)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Propedeuticità: nessuna
 
Programma:
- INTRODUZIONE e ORIGINE DELLA SCIENZA NUCLEARE
- IL NUCLEO ATOMICO: costituzione del nucleo atomico; energia dei legami tra nucleoni; particelle subnucleari; interazioni elementari.
- RADIOATTIVITÀ: decadimento radioattivo; legge del decadimento radioattivo; unità di misura della radioattività e delle grandezze ad essa connesse; banda di stabilità dei nuclidi; cenni sul decadimento  e sui neutrini; cenni sul decadimento  e sulla teoria di Gamow per l'effetto tunnel.
- INTERAZIONE TRA RADIAZIONE NUCLEARE E MATERIA: penetrazione delle radiazioni nella materia; interazione con i gusci elettronici e con i nuclei; effetto Compton; radiazione Cerenkov; termalizzazione dei neutroni.
- STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO: principi delle camere di ionizzazione; moltiplicatori di particelle; rivelatori a semiconduttore; scintillatori; statistica del conteggio d'impulsi; errore di misura nei conteggi; spettrometria di massa e sua applicazione nella radiochimica.
- REAZIONI NUCLEARI: introduzione generale alle reazioni nucleari; definizione di sezione d'urto per una reazione nucleare; reazioni di fissione; produzione di energia da fissione (centrali nucleari); reazioni di fusione nucleare; sintesi degli elementi e processi nucleari nel cosmo; evoluzione delle stelle.
- APPLICAZIONI RADIOCHIMICHE: uso di traccianti isotopici; diluizione isotopica; analisi per attivazione neutronica; variazioni delle abbondanze isotopiche naturali; radiodatazione di reperti geologici e archeologici.
- CHIMICA DELLE RADIAZIONI: resa di una radiolisi; dosimetria; radiolisi in fase gassosa; reazioni ione-molecola; teoria di Giamousis-Stevenson; radiolisi di soluzioni acquose; radiolisi di idrocarburi; radiolisi di solidi.
 
Modalità di Esame:
Esame. Test scritto e prova orale Insegnamenti e Moduli integrati:
 
Orario di Ricevimento:
giovedi' 15-17
 
Testi Consigliati:
- Dispense a cura del docente
- 'Radiochemistry and Nuclear Chemistry', G. Choppin, J.-O. Liljenzin e J. Rydberg
Spettroscopia molecolare
(Docente: Prof. PALIANI Giulio)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Catalisi
(Docente: Prof. MACCHIONI Alceo)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Chimica dei materiali
(Docente: Prof. CASCIOLA Mario)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
FORMAZIONE DI SOLIDI DA FASI LIQUIDE

Definizione di sol, di gel e di processo sol-gel. Xerogels e aerogels.
Fattori che influenzano la stabilità di un sol: fattori sterici ed elettrostatici. Distribuzione della carica all?interfaccia particella-solvente; potenziale zeta. Coagulazione e peptizzazione.

Reazioni sol-gel degli alcossi silani.
Idrolisi e condensazione catalizzate da acidi e basi: fattori sterici e fattori induttivi. Caratteristiche dei gel di silice ottenuti in ambiente acido e basico. Invecchiamento ed essiccamento: super crytical drying.

Chimica sol-gel per la sintesi degli ossidi metallici. Precursori inorganici: reazioni di olazione ed ossolazione. Precursori alcossidi: reattività in funzione delle dimensioni e dell?elettronegatività del metallo e del grado di oligomerizzazione dell?alcossido.

Materiali ibridi inorgano-organici.
Materiali ottenuti per intrappolamento di molecole organiche in un gel. Materiali ottenuti per funzionalizzazione di un gel con molecole organiche legate covalentemente. Polimeri ibridi inorgano-organici: formazione di reticoli inorganici attorno a una struttura organica preformata, formazione di reticoli inorgano-organici da precursori che hanno una funzionalità organica e una inorganica, formazione di polimeri ibridi a partire da una struttura inorganica preformata.

Siliconi
Unità strutturali; proprietà e tipi di siliconi; proprietà e natura dei gruppi funzionali. Processo Müller ? Rochow per la preparazione dei siliconi.

Vetri
Definizione di vetro. Fattori che influenzano la formazione di un vetro: elettronegatività e tipo di legame, viscosità, fattori strutturali (regole di Zachariasen). Formazione di vetri e cristallizzazione: velocità di nucleazione e crescita dei cristalli in funzione della temperatura; curve TTT. Caratteristiche della silice vetrosa; vetri a base di silicati e di borati; vetri commerciali: pyrex e vycor; vetri a base di calcogeni; vetri ceramici; vetri metallici.

Precipitazione
Caratteristiche del precipitato in relazione alla velocità di formazione dei nuclei e alla velocità di crescita dei cristalli. Formazione di precipitati per idrolisi forzata e per decomposizione di complessi di ioni metallici. Precipitazione controllata a doppio getto. Processi solvotermici; sintesi idrotermali, crescita idrotermale di cristalli singoli.

FORMAZIONE DI SOLIDI DA GAS

Trasporto in fase vapore e sue applicazini nella purificazione dei metalli, nella separazione di sostanze e nella sintesi. Lampade alogene.

Deposizione chimica da fase vapore (CVD).
Definizione, generalità e usi. CVD per materiali multi-elemento. Velocità di crescita dei films. Reattori a pareti calde e fredde. CVD per la deposizione di alluminio e di silice.
Tecniche di tipo CVD: plasma enhanced CVD, laser assisted CVD, atomic layer deposition.
Processi non-CVD: deposizione fisica da fase vapore (PVD), molecular beam epitaxy.

Processi aerosol.
Generalità. Coversione gas-particella, morfologia delle particelle e degli aggregati, processo Aerosil. Coversione particella-particella, morfologia delle particelle. Tipi di reattori per il processo aerosol: fiamma, fornace, laser, plasma. Formazione di films mediante il processo aerosol.

REATTIVITÀ DEI SOLIDI

Reazioni solido-solido controllate dalla diffusione dei reagenti; reazioni solido-solido controllate dalla formazione dei nuclei. Processi di sinterizzazione.

Reazioni di intercalazione.
Intercalazione nei materiali a strati. Meccanismi di intercalazione e rigidità degli strati. Tipi di intercalazione: diretta, elettrointercalazione, intercalazione di polimeri, pillaring di composti a strati.
Intercalazione diretta: basi di Lewis nel fosfato di zirconio, alogeni e metalli nella grafite, metalli alcalini nei disolfuri dei metalli di transizione.
Elettrointercalazione: intercalazione ? deintercalazione di Li nelle batterie al litio.
Intercalazione di polimeri: intercalazione diretta del polimero preformato, intercalazione di monomeri e polimerizzazione in-situ, riaggregazione della specie ospitante esfoliata in una soluzione del polimero.
Pillaring di composti a strati: intercalazione dello ione Keggin; composti pillared derivanti dalla funzionalizzazione degli strati del fosfato di zirconio; uso di composti pillared nella catalisi selettiva di forma.

SILICATI

Classificazione dei silicati: ortosilicati, sorosilicati, ciclosilicati, silicati a catena infinita (pirosseni e anfiboli), fillosilicati. Allumino silicati tridimensionali: feldspati e zeoliti.
Zeoliti: gabbia sodalitica, caratteristiche strutturali, proprietà di scambio ionico e catalitiche in relazione al rapporto Si/Al; impiego delle zeoliti nella catalisi selettiva di forma.
Fillosilicati: caratteristiche strutturali (strati di tipo OT e TOT, di-ottaedrici e tri-ottaedrici). Sostituzione isomorfa di Si(IV) con Al(III) nei siti tetraedrici e di Al(III) con Mg(II) nei siti ottaedrici. Argille: rigonfiamento ed esfoliazione.
Argille anioniche.
 
Modalità di Esame:
esame orale
 
Orario di Ricevimento:
16-18 lunedi' e venerdì
 
Testi Consigliati:
1) "Synthesis of Inorganic Materials", U. Schubert, N. Husing, ed. Wiley-VCH 2) "Solid State Chemistry", A.R. West, ed. John Wiley & Sons
Chimica dei materiali - Laboratorio chimica dei materiali
(Docente: Prof. CASCIOLA Mario)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
ESPERIENZE DI LABORATORIO

1. Preparazione di fosfato di zirconio amorfo, semicristallino e cristallino. Diffrattogrammi di polveri e analisi termogravimetrica.
2. Processi di intercalazione: intercalazione di propilammina nel fosfato di zirconio da soluzione alcolica e caratterizzazione delle fasi che si formano mediante diffrattogrammi di polveri; intercalazione di propilammina nel fosfato di zirconio da soluzione acquosa con formazione di una dispersione colloidale; preparazione di gels di fosfato di zirconio in acqua e in solventi organici a partire dalla dispersione colloidale.
Reazioni di scambio ionico: scambio H+/Na+ nel fosfato di zirconio e caratterizzazione delle fasi scambiate mediante diffrattogrammi di polveri.
3. Preparazione di nanocompositi PVDF/fosfato di zirconio
4. Studio delle proprietà meccaniche di compositi PVDF/fosfato di zirconio mediante tests statici di tipo stress-strain.
5. Sensori a idrogeno basati su conduttori protonici solidi.
 
Modalità di Esame:
esame orale
 
Orario di Ricevimento:
16-18 lunedì e venerdì
 
Testi Consigliati:
1) "Synthesis of Inorganic Materials", U. Schubert, N. Husing, ed. Wiley-VCH 2) "Solid State Chemistry", A.R. West, ed. John Wiley & Sons
Chimica inorganica 2 - Struttura ed energetica dei composti
(Docente: Prof. PIRANI Fernando)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
Richiami sull'approssimazione di Born Oppenheimer e sul principio variazionale:
integrale Coulombiano, integrale di scambio e trattamento di alcuni casi limite; studio della dipendenza dell'integrale Coulombiano e dell'integrale di scambio dalle proprietà delle entità legate.
Proprietà atomiche base:
potenziale di ionizzazione, affinità elettronica e polarizzabilità; relazione tra polarizzabilità e raggio atomico; relazione tra polarizzabilità e durezza o sofficità atomica, momenti nucleari.
Proprietà molecolari base:
potenziale di ionizzazione, affinità elettronica (verticale e adiabatica) e richiami sugli orbitali HOMO e LUMO; polarizzabilità e volume molecolare; polarizzabilità ed ellissoidi di polarizzazione dei legami; proprietà tensoriali della polarizzabilità molecolare e di legame, momenti di dipolo e di quadrupolo.
Forze intermolecolari:
componenti fondamentali e loro rappresentazione; forze di dispersione, di induzione, elettrostatiche, forze repulsive dovute ad effetti di ingombro; fenomeni di trasferimento di carica ed di accoppiamento di spin; studio di alcuni sistemi prototipo.
Analisi e discussione di alcune problematiche aperte:
affinità protonica, definizione e proprietà; legame idrogeno normale e anti (improprio); composti dei gas nobili, alogenuri e ossidi e loro importanza applicativa; dicationi molecolari, stati stabili, metastabili ed instabili, esplosione Coulombiana.
Alcune importanti applicazioni:
solidi ionici; solidi covalenti e solidi molecolari, validità e limiti dell?additività di coppia; interazioni gas - superficie; nanostrutture e loro interesse, deposizione di film sottili e loro applicazioni; la reattività chimica a livello microscopico.
 
Modalità di Esame:
Esame, prova orale
 
Orario di Ricevimento:
Giovedi 15-19
 
Testi Consigliati:
- CHIMICA INORGANICA -D. F. Shriver, P. W. Atkins, C. H. Langford - ed. Zanichelli
- APPUNTI DELLE LEZIONI


Chimica inorganica 2 - Tecniche del vuoto in chimica
(Docente: Prof.ssa BALUCANI Nadia)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Propedeuticità: Nessuna
 
Programma:
Elementi di teoria cinetica dei gas. Viscosità. Conducibilità termica. Diffusione. Tensione di vapore e velocità di evaporazione. Rilascio di gas dalle superfici. Ionizzazione dei gas. Regioni del vuoto. Regime di flusso viscoso. Regime di flusso molecolare. Conduttanza. Flusso di gas attraverso canalizzazioni. Schemi di sistemi da vuoto. Velocità di pompaggio.
Produzione del vuoto: pompe meccaniche, pompe a diffusione, pompe getter, pompe criogeniche. Misura del vuoto: vacuometri e loro taratura. Analisi del gas residuo. Componenti dei sistemi da vuoto. Materiali utilizzati nelle tecniche del vuoto.
Esempi di applicazioni delle tecniche del vuoto in impianti e laboratori chimici sottoforma di attivita' seminariali a scela degli studenti fra: deposizione di film sottili, metallurgia sotto vuoto, liofilizzazione, isolamento termico, chimica dei plasmi, simulazione spaziale, studio delle superfici e delle collisioni molecolari, astrochimica.
Esperienze in laboratorio: 1) allestimento di un sistema da vuoto, 2) determinazione della distribuzione di velocità di un gas, 3) determinazione dell'abbondanza naturale dell'isotopo 22 del Ne.
 
Modalità di Esame:
Esame orale + relazioni sulle esperienze di laboratorio
 
Orario di Ricevimento:
lunedi 11-13
 
Testi Consigliati:
- Dispense a cura del docente
- B. Ferrario, Introduzione alla tecnologia del vuoto, Edizioni AIV Milano
Chimica metallorganica
(Docente: Prof. BELLACHIOMA Gianfranco)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Propedeuticità: NO
 
Programma:
Cinetiche e meccanismi di reazione degli ioni complessi. Reazioni di sostituzione dei legandi in complessi ottaedrici e in complessi planari. Effetto trans. Complessi con legandi  accettori ? complessi con ossido di carbonio, con diazoto, isonitrili, ossido di azoto e con sistemi estesi. Complessi con donatori del V e VI gruppo. Cianocomplessi.
Composti metallo-organici. Complessi con olefine, con alchili e con allili. Composti diciclopentadienilici. Legami fra metallo e carbonio.
Composti Elemento Organici in reazioni stechiometriche e catalitiche. Reazioni di addizione ossidativa, di inserzione, di eliminazione riduttiva. Reazioni di legandi coordinati. Reazioni di isomerizzazione di idrogenazione, di idroformilazione, di polimerizzazione.
 
Modalità di Esame:
Esame orale
 
Orario di Ricevimento:
Martedì ore 10-12
 
Testi Consigliati:
Collman, Hegedus, Norton, Finke, "Principle and applications of organotransition metal chemistry" University Science Books, 1987
Chimica teorica e computazionale 1 - Chimica teorica
(Docente: Prof. TARANTELLI Francesco)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Chimica teorica e computazionale 1 - Dinamica molecolare di sistemi semplici
(Docente: Non assegnato )
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Chimica teorica e computazionale 1 - Metodi teorici per la dinamica molecolare
(Docente: Prof. AQUILANTI Vincenzo)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Chimica teorica e computazionale 2 - Calcoli quantistici su piattaforme distribuite
(Docente: Non assegnato )
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Chimica teorica e computazionale 2 - Chimica computazionale
(Docente: Prof. LAGANA' Antonio)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
Modelli dell'inerazione chimica
Gli strumenti matematici
Gli algoritmi del calcolo numerico
problemi di chimica computazinali avanzati
L'informatica come strumento
 
Modalità di Esame:
seminario tematico
 
Orario di Ricevimento:
mercoledi 15-18
 
Testi Consigliati:
Dipsense docente
Chimica teorica e computazionale 2 - Metodi teorici e computazionali per sistemi complessi
(Docente: DE ANGELIS Filippo)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Cristallochimica
(Docente: Dott.ssa BURLA Maria Cristina)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Fisica atomica
(Docente: Prof. PIRANI Fernando)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
Introduzione generale ai contenuti del corso: richiami sull'interazione fine negli atomi sul fattore di Landé.
Atomo in un campo esterno: effetto Zeeman ed effetto Paschen Back in un campo magnetico, effetto Stark in un campo elettrico; accoppiamento e disaccoppiamento dei momenti angolari elettronici in un campo magnetico esterno.
Struttura iperfine nei livelli atomici: spin nucleare e accoppiamento tra momenti angolari elettronici e nucleari.
Selezione di stato con campi magnetici disomogenei: richiami sull'esperimento di
Stern-Gerlach; proprietà generali dei selettori magnetici di Rabi e di
Rabi-Millan-Zacharias; metodo in trasmissione e metodo in deflessione.
Comportamento di atomi con struttura iperfine in un campo magnetico esterno: trattazione completa del caso J = ½ ed I qualunque; energie Zeeman e momenti magnetici in funzione del campo magnetico applicato; casi limite di accoppiamento dei momenti angolari.
Natura e proprietà del potenziale di interazione: potenziale di interazione in sistemi a guscio chiuso e in sistemi anisotropi, disaccoppiamento dei momenti angolari atomici nel campo elettrico interatomico o intermolecolare: potenziali adiabatici di interazione e diagrammi di correlazione tra stati atomici e stati molecolari.
Introduzione alle tecniche sperimentali per lo studio di proprietà collisionali: tecniche di produzione e controllo del vuoto, sistemi di pompaggio, misuratori di pressione, produzione e rivelazione dei fasci di particelle in fase gassosa.
Fasci atomici e fasci molecolari: fasci effusivi e distribuzione in velocità; fasci supersonici: termodinamica del processo di espansione, numero di Mach, velocità di flusso e distribuzione delle velocità; fasci seminati e loro applicazioni; effetti di rilassamento ed allineamento dei momenti angolari nella formazione ed espansione dei fasci seminati.
Alcune applicazioni dei fasci: cenno allo studio dei "clusters", rallentamento e confinamento di atomi con l'uso combinato di fasci "Laser" e fasci atomici, cenno alla condensazione di Bose-Einstein.
Collisioni in meccanica classica: richiami sui sistemi di riferimento nel laboratorio e nel centro di massa: diagrammi di Newton; collisioni ed osservabili sperimentali: sezione d'urto differenziale e totale; trattazione classica di processo collisionale da campo centrale: relazione tra potenziale di interazione e angolo di deflessione e discussione su alcune traiettorie particolari.
Sezioni d'urto: sezioni d'urto in meccanica classica e singolarità nel loro comportamento; richiami della trattazione quantistica del processo collisionale; onde parziali, ruolo e proprietà dello sfasamento della singola onda.
Trattazione semiclassica del processo collisionale: relazione tra sfasamento e traiettoria; sfasamento definito secondo varie approssimazioni (Jeffreys, Wentzel, Kramers, Brillouin (JWKB) e Jeffreys, Born (J B)); definizione di sezione d'urto nell'approssimazione semiclassica.
Natura e proprietà degli effetti di interferenza quantomeccanica nelle collisioni: fenomeni di diffrazione, arcobaleno ed aureola e loro dipendenza dal potenziale di interazione; scelta delle condizioni sperimentali per la misura di effetti di interferenza nelle collisioni: esempi di risultati sperimentali e discussione.
Collisioni tra particelle identiche: restrizioni imposte dalla simmetria del problema e oscillazioni di simmetria; effetti di risonanza dovuti al fenomeno della particella orbitante.
Collisioni da potenziale anisotropo: schemi approssimati di trattazione, esempi e loro discussione; importanza dell'uso di fasci atomici e fasci molecolari polarizzati nello studio delle proprietà e della dinamica collisionale da potenziale anisotropo.
Accoppiamento dei momenti angolari in molecole ruotanti: i cinque casi di Hund; parallelismo tra rotazione molecolare e collisione: livelli "orto" e "para" nelle molecole omonucleari.
 
Modalità di Esame:
Esame, prova orale
 
Orario di Ricevimento:
Giovedi 15-19
 
Testi Consigliati:
Appunti delle lezioni
Gestione in rete di basi di conoscenze molecolari
(Docente: DOTT.SSA FAGINAS LAGO NOELIA)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Legislazione e sicurezza nei laboratori chimici - Legislazione e sicurezza nei laboratori chimici
(Docente: Dott.ssa FRANCARDI Angela)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Metodi matematici per la chimica
(Docente: Prof. CAMBI Roberto)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Radiochimica
(Docente: Prof.ssa BALUCANI Nadia)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Propedeuticità: nessuna
 
Programma:
- INTRODUZIONE e ORIGINE DELLA SCIENZA NUCLEARE
- IL NUCLEO ATOMICO: costituzione del nucleo atomico; energia dei legami tra nucleoni; particelle subnucleari; interazioni elementari.
- RADIOATTIVITÀ: decadimento radioattivo; legge del decadimento radioattivo; unità di misura della radioattività e delle grandezze ad essa connesse; banda di stabilità dei nuclidi; cenni sul decadimento  e sui neutrini; cenni sul decadimento  e sulla teoria di Gamow per l'effetto tunnel.
- INTERAZIONE TRA RADIAZIONE NUCLEARE E MATERIA: penetrazione delle radiazioni nella materia; interazione con i gusci elettronici e con i nuclei; effetto Compton; radiazione Cerenkov; termalizzazione dei neutroni.
- STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO: principi delle camere di ionizzazione; moltiplicatori di particelle; rivelatori a semiconduttore; scintillatori; statistica del conteggio d'impulsi; errore di misura nei conteggi; spettrometria di massa e sua applicazione nella radiochimica.
- REAZIONI NUCLEARI: introduzione generale alle reazioni nucleari; definizione di sezione d'urto per una reazione nucleare; reazioni di fissione; produzione di energia da fissione (centrali nucleari); reazioni di fusione nucleare; sintesi degli elementi e processi nucleari nel cosmo; evoluzione delle stelle.
- APPLICAZIONI RADIOCHIMICHE: uso di traccianti isotopici; diluizione isotopica; analisi per attivazione neutronica; variazioni delle abbondanze isotopiche naturali; radiodatazione di reperti geologici e archeologici.
- CHIMICA DELLE RADIAZIONI: resa di una radiolisi; dosimetria; radiolisi in fase gassosa; reazioni ione-molecola; teoria di Giamousis-Stevenson; radiolisi di soluzioni acquose; radiolisi di idrocarburi; radiolisi di solidi.
 
Modalità di Esame:
Esame. Test scritto e prova orale Insegnamenti e Moduli integrati:
 
Orario di Ricevimento:
giovedi' 15-17
 
Testi Consigliati:
- Dispense a cura del docente
- 'Radiochemistry and Nuclear Chemistry', G. Choppin, J.-O. Liljenzin e J. Rydberg
Chimica dei composti eterociclici
(Docente: Prof. PIZZO Ferdinando)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
Nella parte iniziale del corso saranno illustrate le regole fondamentali della nomenclatura dei composti eterociclici (8 ore circa). Verranno poi presi in esame le possibili strategie da utilizzare per la sintesi di detti composti. Per ogni singola strategia ( restringimento o espansione d'anello, riarrangiamento sigmatropico, riduzione, ossidazione, uso di composti non ciclici,cicloaddizioni ecc. verrà illustrato almeno un caso esplicativo che ne metta in luce le caratteristiche salienti dal punto di vista della reattività e della stereoselettività.
In questo contesto l'attenzione maggiore sarà riservata agli eterocicli sia insaturi che saturi contenenti l'azoto o l'ossigeno a cinque o sei termini (30 ore).
La parte finale del corso sarà dedicata alla discussione di esempi recenti di letteratura concernnenti con la preparazione di eterocicli di particolare interesse applicativo (10 ore). L'obiettivo del corso da un lato è quello di rendere lo studente capace di progettare sintesi alternative dei composti eterociclici e di saper valutare per ognuna di esse gli aspetti chimici e stereochimici.
D'altra parte il corso metterà in luce il ruolo fondamentale rivestito dai composti eterociclici in ogni campo delle attività umane.
 
Modalità di Esame:
La valutazione delle conoscenze acquisite dallo studente di questo corso verrà fatta tramite un esame orale
 
Orario di Ricevimento:
giovedi ore 10-11
 
Testi Consigliati:
G.R Newcome/W.W. Paudler, Contemporary Heterocyclic Chemistry, ED. John Wiley & Sons, New York
Dispense del docente
Chimica dei polimeri
(Docente: Prof. MINUTI Lucio)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
Generalità e classificazioni delle resine.
I polimeri: architettura, rappresentazione, nomenclatura, pesi molecolari.
Morfologia dei polimeri: materiali cristallini ed amorfi.
Polimerizzazione a stadi.
Preparazione, proprietà e impieghi di: poliammidi, poliesteri, policarbonati, poliuretani, resine epossidiche.
Polimerizzazione a catena.
Preparazione, proprietà e impieghi di: polietilene, polipropilene, polistirolo, polivinilcloruro, resine acriliche, elastomeri.
Polimeri biocompatibili/biodegradabili.
Polimeri nel settore elettronico
Proprietà meccaniche dei materiali: elasticità, plasticità, fragilità, usura, durezza
Criteri di classificazione delle materie plastiche
Reazioni di degradazione e stabilizzazione di macromolecole; additivi.
Materiali compositi.
Smaltimento e riciclo dei rifiuti con particolare riferimento ai materiali polimerici
 
Modalità di Esame:
Esame con prova orale
 
Orario di Ricevimento:
Ogni Lunedì dalle 11.00 alle 13,00
 
Testi Consigliati:
Brown e Foote, Chimica Organica, EdiSES.
M. Gaita, F. Ciardelli, F. La Mantia, E. Pedemonte, Fondamenti di Scienza dei Polimeri, Pacini Editore.
Dispense del titolare del corso.
Chimica delle sostanze organiche naturali
(Docente: Prof. CIPICIANI Antonio)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Chimica organica 3 - Interazioni deboli e nanostrutture
(Docente: Prof. SAVELLI Gianfranco)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Chimica organica 3 - Metodi fisici in chimica organica
(Docente: Dott.ssa DEL GIACCO Tiziana)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Propedeuticità: propedeutico
 
Programma:
PARTE TEORICA
Metodi ottici di analisi. Generalità. Metodi ottici di analisi in assorbimento. Analisi quantitativa
mediante spettroscopia infrarossa, visibile ed ultravioletta: determinazione della concentrazione di composti puri, analisi di miscele. Accuratezza nell'analisi spettrofotometrica. Analisi quantitativa mediante spettroscopia di risonanza magnetica nucleare: misura area del picco, metodi di analisi
(nomalizzazione interna, standardizzazione interna, taratura diretta). Metodi non ottici di analisi. Generalità. Analisi quantitativa mediante tecnica cromatografica: misura area del picco, metodi di analisi (nomalizzazione interna, standardizzazione interna, determinazione del fattore di risposta, taratura diretta).
Uso delle tecniche strumentali nello studio della cinetica di reazione, nella determinazione di costanti
di equilibrio e nella determinazione della composizione isotopica. Esempi di applicazione.
Spettrometria di massa. Principio fisico. Sistemi di introduzione del campione. Sorgenti. Analizzatori.
Rivelatori. Caratteristiche di uno spettrometro di massa. Tipi di ioni generati nella camera di
ionizzazione. Schemi di frammentazione. Accoppiamento gascromatografo e spettrometro di massa. Analisi quantitativa di composti puri e di miscele. Determinazione dell?abbondanza isotopica. Esempi di interpretazione di spettri di massa.
ESERCITAZIONI DI LABORATORIO
La parte pratica prevede l?uso di tecniche analitiche cromatografiche e spettroscopiche per la
determinazione di parametri utili nello studio dei meccanismi delle reazioni organiche. Vengono
effettuate 6-7 esercitazioni riguardanti:
- la catalisi micellare
- l'effetto della struttura sulla reattività
- l'effetto del solvente sulla costante di equilibrio
- lo studio di velocità relative con il metodo competitivo
- l'identificazione di intermedi mediante sistemi deuterati
- lo studio del ruolo delle coppie ioniche.
 
Modalità di Esame:
Esame, prova scritta
 
Orario di Ricevimento:
lunedì 11-13
 
Testi Consigliati:
I vari argomenti trattati nel corso potranno essere approfonditi su testi e dispense messi a disposizione degli studenti e reperibili presso il Dipartimento di Chimica.
Chimica organica 4 - Chimica organica fisica
(Docente: Prof. CLEMENTI Sergio)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
Descrizione strutturale delle molecole organiche. Dalle costanti analogiche alle proprietà principali dei sostituenti organici. Descrizione dei biopolimeri: le proprietà principali degli amminoacidi e degli acidi nucleici. Descrizione della sequenza nei biopolimeri: la trasformata di auto e cross-covarianza.
Metodi di regressione per lo studio delle relazioni quantitative fra struttura molecolare e proprietà macroscopiche (QSPR) o attività biologica (QSAR). Il metodo PLS e le sue estensioni: le procedure CARSO e GOLPE. Ottimizzazione di una struttura in funzione della proprietà desiderata.
Selezione di una serie limitata di molecole informative per studi QSAR. Utilizzazione di disegni statistici sperimentali fattoriali e D-ottimal
 
Modalità di Esame:
Esame scritto e orale
 
Orario di Ricevimento:
Lun-Ven 9.00-12.00
 
Testi Consigliati:
Appunti del docente
Chimica organica 4 - Modellistica di molecole organiche
(Docente: Prof. CRUCIANI Gabriele)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
Descrizione strutturale delle molecole organiche. Dalle costanti analogiche alle proprietà principali dei sostituenti organici. Descrizione dei biopolimeri: le proprietà principali degli amminoacidi e degli acidi nucleici. Descrizione della sequenza nei biopolimeri: la trasformata di auto e cross-covarianza.
Metodi di regressione per lo studio delle relazioni quantitative fra struttura molecolare e proprietà macroscopiche (QSPR) o attività biologica (QSAR). Il metodo PLS e le sue estensioni: le procedure CARSO e GOLPE. Ottimizzazione di una struttura in funzione della proprietà desiderata.
Selezione di una serie limitata di molecole informative per studi QSAR. Utilizzazione di disegni statistici sperimentali fattoriali e D-ottimali. Descrizione strutturale per la ricerca in librerie di composti chimici. Chimica combinatoriale. L'approccio chemiometrico alla chimica combinatoriale.
Descrizione strutturale tridimensionale per mezzo di metodi di modellistica molecolare. Le procedure GRID e COMFA. 3D-QSAR. Procedure VolSurf e ALMOND ed esempi di progettazione molecolare
 
Modalità di Esame:
Prova scritta e orale
 
Orario di Ricevimento:
Tutti i giorni
 
Testi Consigliati:
G. Cruciani, Molecular Interaction Fields, R.Mannhold, H. Kubinyi, G. Folkers Editors, Wiley-VCH, Weinheim, 2006.
Chimica organica 4 - Relazioni struttura proprietà
(Docente: Prof. CRUCIANI Gabriele)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
Parte teorica
Introduzione alla modellistica molecolare.
Hardwares e softwares. Definizione di modelli con singola molecola, con aggregati molecolari o complessi enzima-ligando. Costruzione di modelli molecolari, de novo, da strutture cristallografiche o da dati NMR. Simulazione dell'ambiente: vuoto, acqua, acqua e controioni, solventi, siti catalitici enzimatici, membrane biologiche.
Strategie computazionali.
Calcolo delle geometrie molecolari, stereochimica, proprietà superficiali delle molecole. Visualizzazione grafica dei risultati.
Meccanica Molecolare, campo di applicabilità, informazioni ottenibili, applicazioni pratiche. visualizzazione grafica dei risultati.
Force-Fields, campo di applicabilità, informazioni ottenibili, applicazioni pratiche. Ricerca dell'energia associata alle conformazioni. Metodi di minimizzazione energetica. Metodi di ricerca sistematica delle conformazioni molecolari.
Dinamica molecolare. Simulazione del solvente. Applicazioni pratiche.
Metodi di calcolo delle cariche. Potenziale elettrostatico molecolare. Metodi semiempirici: MOPAC.
Docking molecolare tra biopolimeri (DNA) e farmaci o tra ligandi ed enzimi proteici.
Applicazioni pratiche per il disegno di inibitori o composti selettivi. Visualizzazione grafica dei risultati.
Ricerca in banche dati:Protein Data Bank, Cambridge Data bank, Nucleic Acid Data Bank, altre banche dati.
Parte pratica
Costruzione e importazione strutture molecolari. Calcolo energia conformazionale. Applicazione in reazioni di deidroalogenazione. Verifica della regola di Brendt.
Meccanica molecolare per razionalizzare e predire prodotti in reazioni di idroborazione e trasposizione pinaconica. Dinamica molecolare di idrossichetoni in ambiente acquoso. Dinamica molecolare di polimeri e biopolimeri. Uso degli orbitali molecolari nelle reazioni di Diels Alder. Predizione della reattività chimica.
Uso di force-field per descrivere la catalisi enzimatica. Predizione di catalisi enzimatica. Disegno di composti selettivi per DNA o target proteici. Ricerca banche dati.
 
Modalità di Esame:
Compito scritto e prova orale
 
Orario di Ricevimento:
Tutti i giorni
 
Testi Consigliati:
G. Cruciani, Molecular Interaction Fields, R.Mannhold, H. Kubinyi, G. Folkers Editors, Wiley-VCH, Weinheim, 2006.
Chimica organica superiore
(Docente: Prof. RUZZICONI Renzo)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Propedeuticità: Richiede propedeuticità: Chimica Organica 2
 
Programma:
1. LA REATTIVITA' CHIMICA
Teoria degli orbitali di frontiera. Richiami alla teoria MO, La teoria di Huckel. Orbitali di frontiera HOMO, LUMO e SOMO. La reattività chimica. Teoria della perturbazione degli orbitali, l'equazione di Klopman e Salem. Concetti fondamentali sulla reattività chimica: nucleofili ed elettrofili hard e soft; acidità e basicità; nucleofili ed elettrofili bidentati; lo ione enolato; reazioni ioniche, effetto alfa; effetti stereoelettronici.
Reazioni pericicliche termiche. Le regole di Woodward-Hoffmann. Clcloaddizioni; reazioni chelotropicbe; riarrangiamenti sigmatropici; reazioni elettrocicliche. La reazione di Diels-Alder: reattività e selettività. Reazioni fotochimiche. Principi fondamentali delle reazioni radicaliche.

2. FORMAZIONE DEL LEGAME CARBONIO-CARBONIO CON L'IMPIEGO DI COMPOSTI ORGANOMETALLICI

Composti organometallici del I e II gruppo: Li, Na, K, Mg, Zn, Hg, Cd Caratteristiche strutturali, preparazione e loro reazioni. Composti organometallici dei metalli di transizione: caratteristiche strutturali e preparazione. Organometalli del Cu, Pd, Fe, Co, Ni, Cr, applicazione alla sintesi organica.

 
Modalità di Esame:
Esame - Prova orale
 
Orario di Ricevimento:
Mer. 17.00 - 19.00; Ven. 17.00 - 19.00
 
Testi Consigliati:
1. Dispense del docente
2. F. A. Carey, R. J Sundberg "Advanced Organic Chemistry" PLENUM Ed. 4a Edizione, 2000
3. A. Rauk "Orbital Interaction Theory of Organic Chemistry"Wiley Interscience, 2a Edizione, 2001
Fisica atomica
(Docente: Prof. PIRANI Fernando)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
Introduzione generale ai contenuti del corso: richiami sull'interazione fine negli atomi sul fattore di Landé.
Atomo in un campo esterno: effetto Zeeman ed effetto Paschen Back in un campo magnetico, effetto Stark in un campo elettrico; accoppiamento e disaccoppiamento dei momenti angolari elettronici in un campo magnetico esterno.
Struttura iperfine nei livelli atomici: spin nucleare e accoppiamento tra momenti angolari elettronici e nucleari.
Selezione di stato con campi magnetici disomogenei: richiami sull'esperimento di
Stern-Gerlach; proprietà generali dei selettori magnetici di Rabi e di
Rabi-Millan-Zacharias; metodo in trasmissione e metodo in deflessione.
Comportamento di atomi con struttura iperfine in un campo magnetico esterno: trattazione completa del caso J = ½ ed I qualunque; energie Zeeman e momenti magnetici in funzione del campo magnetico applicato; casi limite di accoppiamento dei momenti angolari.
Natura e proprietà del potenziale di interazione: potenziale di interazione in sistemi a guscio chiuso e in sistemi anisotropi, disaccoppiamento dei momenti angolari atomici nel campo elettrico interatomico o intermolecolare: potenziali adiabatici di interazione e diagrammi di correlazione tra stati atomici e stati molecolari.
Introduzione alle tecniche sperimentali per lo studio di proprietà collisionali: tecniche di produzione e controllo del vuoto, sistemi di pompaggio, misuratori di pressione, produzione e rivelazione dei fasci di particelle in fase gassosa.
Fasci atomici e fasci molecolari: fasci effusivi e distribuzione in velocità; fasci supersonici: termodinamica del processo di espansione, numero di Mach, velocità di flusso e distribuzione delle velocità; fasci seminati e loro applicazioni; effetti di rilassamento ed allineamento dei momenti angolari nella formazione ed espansione dei fasci seminati.
Alcune applicazioni dei fasci: cenno allo studio dei "clusters", rallentamento e confinamento di atomi con l'uso combinato di fasci "Laser" e fasci atomici, cenno alla condensazione di Bose-Einstein.
Collisioni in meccanica classica: richiami sui sistemi di riferimento nel laboratorio e nel centro di massa: diagrammi di Newton; collisioni ed osservabili sperimentali: sezione d'urto differenziale e totale; trattazione classica di processo collisionale da campo centrale: relazione tra potenziale di interazione e angolo di deflessione e discussione su alcune traiettorie particolari.
Sezioni d'urto: sezioni d'urto in meccanica classica e singolarità nel loro comportamento; richiami della trattazione quantistica del processo collisionale; onde parziali, ruolo e proprietà dello sfasamento della singola onda.
Trattazione semiclassica del processo collisionale: relazione tra sfasamento e traiettoria; sfasamento definito secondo varie approssimazioni (Jeffreys, Wentzel, Kramers, Brillouin (JWKB) e Jeffreys, Born (J B)); definizione di sezione d'urto nell'approssimazione semiclassica.
Natura e proprietà degli effetti di interferenza quantomeccanica nelle collisioni: fenomeni di diffrazione, arcobaleno ed aureola e loro dipendenza dal potenziale di interazione; scelta delle condizioni sperimentali per la misura di effetti di interferenza nelle collisioni: esempi di risultati sperimentali e discussione.
Collisioni tra particelle identiche: restrizioni imposte dalla simmetria del problema e oscillazioni di simmetria; effetti di risonanza dovuti al fenomeno della particella orbitante.
Collisioni da potenziale anisotropo: schemi approssimati di trattazione, esempi e loro discussione; importanza dell'uso di fasci atomici e fasci molecolari polarizzati nello studio delle proprietà e della dinamica collisionale da potenziale anisotropo.
Accoppiamento dei momenti angolari in molecole ruotanti: i cinque casi di Hund; parallelismo tra rotazione molecolare e collisione: livelli "orto" e "para" nelle molecole omonucleari.
 
Modalità di Esame:
Esame, prova orale
 
Orario di Ricevimento:
Giovedi 15-19
 
Testi Consigliati:
Appunti delle lezioni
Meccanismi di reazione in chimica organica
(Docente: Prof. ALUNNI Sergio)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Metodologie chemioinformatiche
(Docente: Dott. BARONI Massimo)
 
Periodo didattico: I semestre
 
Programma:
 
Modalità di Esame:
 
Orario di Ricevimento:
 
Testi Consigliati:
Radiochimica
(Docente: Prof.ssa BALUCANI Nadia)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Propedeuticità: nessuna
 
Programma:
- INTRODUZIONE e ORIGINE DELLA SCIENZA NUCLEARE
- IL NUCLEO ATOMICO: costituzione del nucleo atomico; energia dei legami tra nucleoni; particelle subnucleari; interazioni elementari.
- RADIOATTIVITÀ: decadimento radioattivo; legge del decadimento radioattivo; unità di misura della radioattività e delle grandezze ad essa connesse; banda di stabilità dei nuclidi; cenni sul decadimento  e sui neutrini; cenni sul decadimento  e sulla teoria di Gamow per l'effetto tunnel.
- INTERAZIONE TRA RADIAZIONE NUCLEARE E MATERIA: penetrazione delle radiazioni nella materia; interazione con i gusci elettronici e con i nuclei; effetto Compton; radiazione Cerenkov; termalizzazione dei neutroni.
- STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO: principi delle camere di ionizzazione; moltiplicatori di particelle; rivelatori a semiconduttore; scintillatori; statistica del conteggio d'impulsi; errore di misura nei conteggi; spettrometria di massa e sua applicazione nella radiochimica.
- REAZIONI NUCLEARI: introduzione generale alle reazioni nucleari; definizione di sezione d'urto per una reazione nucleare; reazioni di fissione; produzione di energia da fissione (centrali nucleari); reazioni di fusione nucleare; sintesi degli elementi e processi nucleari nel cosmo; evoluzione delle stelle.
- APPLICAZIONI RADIOCHIMICHE: uso di traccianti isotopici; diluizione isotopica; analisi per attivazione neutronica; variazioni delle abbondanze isotopiche naturali; radiodatazione di reperti geologici e archeologici.
- CHIMICA DELLE RADIAZIONI: resa di una radiolisi; dosimetria; radiolisi in fase gassosa; reazioni ione-molecola; teoria di Giamousis-Stevenson; radiolisi di soluzioni acquose; radiolisi di idrocarburi; radiolisi di solidi.
 
Modalità di Esame:
Esame. Test scritto e prova orale Insegnamenti e Moduli integrati:
 
Orario di Ricevimento:
giovedi' 15-17
 
Testi Consigliati:
- Dispense a cura del docente
- 'Radiochemistry and Nuclear Chemistry', G. Choppin, J.-O. Liljenzin e J. Rydberg
Stereochimica organica
(Docente: Prof. PIZZO Ferdinando)
 
Periodo didattico: II semestre
 
Programma:
Nella parte iniziale del corso verranno illustrati i concetti stereochimici di base stereoisomquali definizione streochimica della struttura molecolare, stereoisomerismo, aspetti concernenti la simmetria molecolare e la classificazione delle molecole secondo il punto gruppo di appartenenza.
Successivamente verranno presi in considerazione i vari aspetti di natura stereochimica connessi con le molecole organiche quali proprietà degli stereoisomeri, natura delle facce e dei ligandi, ecc.
Nella parte finale del corso sarà esaminata in dettaglio la streochimica delle reazioni organiche fondamentali quale:
addizione aldolica, di Michael, la cicloaddizione di Diels-Alder, l'epossidazioe di Sharpless, l'addizione al doppio legame.
 
Modalità di Esame:
La valutazione delle conoscenze acquisite dallo studente che ha frequentato questo corso verrà fatta tramite un esame orale
 
Orario di Ricevimento:
11-12
 
Testi Consigliati:
E.L.Eliel/S.H. Wilen, Stereochemistry of organic compounds, Ed. John Wiley & Sons, New York
Dispense del docente

RECAPITI DEI DOCENTI

Prof. ALOISI Gian Gaetano aloisi@unipg.it 5574
Prof. ALUNNI Sergio alunnis@unipg.it 5539
Prof. AQUILANTI Vincenzo aquila@dyn.unipg.it 5512
Prof.ssa BALUCANI Nadia nadia.balucani@unipg.it 5513
Prof. BELLACHIOMA Gianfranco bellach@unipg.it 5577
Dott.ssa BURLA Maria Cristina metodi@unipg.it 2655
Prof. CAMBI Roberto cmb@thch.unipg.it 5520n
Prof. CASAVECCHIA Piergiorgio piero@dyn.unipg.it 5514
Prof. CASCIOLA Mario macs@unipg.it 5567
Prof. CIPICIANI Antonio cipan@unipg.it 5540-5551
Prof. CLEMENTI Sergio sergio@chemiome.chm.unipg.it 5613
Prof. CRUCIANI Gabriele gabri@chemiome.chm.unipg.it 5629-5550
Dott.ssa DEL GIACCO Tiziana dgiacco@unipg.it 5559
Prof. LAGANA' Antonio lag@unipg.it 5527-5622
Prof. MACCHIONI Alceo alceo@unipg.it 5594
Prof. MINUTI Lucio lucio@unipg.it 5545
Prof.ssa MORRESI Assunta morresi@unipg.it 5589
Prof. PIRANI Fernando pirani@dyn.unipg.it 5529
Prof. PIZZO Ferdinando pizzo@unipg.it 5546
Prof. RUZZICONI Renzo ruzzchor@unipg.it 5543-5262
Dott.ssa SASSI Paola sassipa@unipg.it 5589
Prof. SAVELLI Gianfranco savelli@unipg.it 5538-5548
Prof.ssa SPALLETTI Anna faby@unipg.it 5588-5575
Prof. TARANTELLI Francesco franc@thch.unipg.it 5531