Schede Insegnamenti

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

II semestre

Applicazioni avanzate di spettroscopia NMR

Dott. ZUCCACCIA Cristiano

48 + 0

I semestre

Chimica fisica 3 - Chimica fisica dei gas

Prof. CASAVECCHIA Piergiorgio

24 + 0

I semestre

Chimica fisica 3 - Dinamica in sistemi fluidi

Prof.ssa MORRESI Assunta

48 + 0

I semestre

Chimica fisica 3 - Laboratorio di chimica fisica 3

Dott.ssa SASSI Paola

23 + 15

I semestre

Chimica fisica 4 - Indagini su reazioni veloci

Prof.ssa SPALLETTI Anna

24 + 45

I semestre

Chimica fisica 4 - Sistemi complessi e irreversibili

Prof. CARDACI Giuseppe

48 + 0

II semestre

Cinetica chimica e dinamica molecolare

Prof. CASAVECCHIA Piergiorgio

48 + 0

I semestre

Complementi di chimica fisica

Dott. ORTICA Fausto

72 + 0

II semestre

Cristallochimica

Dott.ssa BURLA Maria Cristina

48 + 0

II semestre

Fisica Atomica

Prof. PIRANI Fernando

48 + 0

II semestre

Fotochimica

Prof. ALOISI Gian Gaetano

48 + 0

I semestre

Gestione in rete di basi di conoscenze molecolari

DOTT.SSA FAGINAS LAGO NOELIA

48 + 0

I semestre

Metodologie chemioinformatiche

Dott. BARONI Massimo

48 + 0

I semestre

Radiochimica

Prof.ssa BALUCANI Nadia

48 + 0

II semestre

Spettroscopia molecolare

Dott.ssa SASSI Paola

48 + 0

II semestre

Catalisi

Prof. MACCHIONI Alceo

48 + 0

I semestre

Chimica dei materiali

Prof. CASCIOLA Mario

48 + 0

I semestre

Chimica dei materiali - Esercitazioni di chimica dei materiali

Non assegnato

0 + 30

I semestre

Chimica dei materiali - Laboratorio chimica dei materiali

Prof. CASCIOLA Mario

32 + 0

I semestre

Chimica inorganica 2 - Struttura ed energetica dei composti

Prof. PIRANI Fernando

48 + 0

I semestre

Chimica inorganica 2 - Tecniche del vuoto in chimica

Prof.ssa BALUCANI Nadia

32 + 30

I semestre

Chimica teorica e computazionale 1 - Chimica teorica

Prof. TARANTELLI Francesco

48 + 0

I semestre

Chimica teorica e computazionale 1 - Dinamica molecolare di sistemi semplici

Non assegnato

24 + 0

I semestre

Chimica teorica e computazionale 1 - Metodi teorici per la dinamica molecolare

Prof. AQUILANTI Vincenzo

24 + 0

I semestre

Chimica teorica e computazionale 2 - Calcoli quantistici su piattaforme distribuite

Non assegnato

16 + 0

I semestre

Chimica teorica e computazionale 2 - Chimica computazionale

Prof. LAGANA' Antonio

32 + 0

I semestre

Chimica teorica e computazionale 2 - Metodi teorici e computazionali per sistemi complessi

DE ANGELIS Filippo

48 + 0

A Scelta

II semestre

Fisica Atomica

Prof. PIRANI Fernando

48 + 0

II semestre

Metodi matematici per la chimica

Prof. CAMBI Roberto

48 + 0

I semestre

Radiochimica

Prof.ssa BALUCANI Nadia

48 + 0

II semestre

Chimica dei polimeri

Prof. MINUTI Lucio

48 + 0

I semestre

Chimica organica 3 - Interazioni deboli e nanostrutture

Prof. SAVELLI Gianfranco

48 + 0

I semestre

Chimica organica 3 - Metodi fisici in chimica organica

Dott.ssa DEL GIACCO Tiziana

24 + 45

I semestre

Chimica organica 4 - Chimica organica fisica

Prof. CLEMENTI Sergio

24 + 0

I semestre

Chimica organica 4 - Modellistica di molecole organiche

Prof. CRUCIANI Gabriele

40 + 15

I semestre

Chimica organica 4 - Relazioni struttura proprietà

Dott. CAROSATI Emanuele

24 + 0

II semestre

Chimica organica superiore

Prof. RUZZICONI Renzo

48 + 0

II semestre

Chimica verde

Dott. VACCARO Luigi

48 + 0

I semestre

Complementi di chimica organica

Prof.ssa PIERMATTI Oriana

72 + 0

II semestre

Enzimi in chimica organica

Prof. CIPICIANI Antonio

0 + 0

A Scelta

II semestre

Fisica Atomica

Prof. PIRANI Fernando

48 + 0

II semestre

Meccanismi di reazione in chimica organica

Prof. ALUNNI Sergio

48 + 0

I semestre

Radiochimica

Prof.ssa BALUCANI Nadia

48 + 0

II semestre

Stereochimica organica

Prof. PIZZO Ferdinando

48 + 0

PROGRAMMI DEI CORSI

Applicazioni avanzate di spettroscopia NMR

(Docente: Dott. ZUCCACCIA Cristiano)

Periodo didattico: II semestre

Programma:
- Principi di base di Risonanza Magnetica Nucleare: momento angolare e momento magnetico, livelli energetici, condizione di risonanza, teoria dello spostamento chimico, equivalenza chimica ed equivalenza magnetica.
- Spettri in trasformata di Fourier: la magnetizzazione macroscopica, l'effetto degli impulsi RF, il decadimento di induzione libero, la sequenza base 90°-FID, l'intensità del segnale NMR, la recettività.
- Componenti di uno spettrometro NMR in trasformata di Fourier: il magnete, le sonde, i trasmettitori, gli amplificatori, il convertitore analogico/digitale, il sistema di aggancio della frequenza, il sistema di omogeneizzazione del campo, il processamento dei dati.
- Rilassamento: teoria del rilassamento, rilassamento longitudinale (T1), rilassamento trasversale (T2), inversion recovery, spin-echo.
- Teoria dell'accoppiamento scalare, sequenze in doppia risonanza, sequenze con impulsi multipli, SPT, SPI, INEPT, DEPT...)
- Introduzione alle tecniche bidimensionali: i periodi di preparazione, evoluzione, mescolamento e acquisizione.
- Connessione attraverso i legami: correlazione attraverso singolo legame (spettri COSY, spettri HMQC), correlazione attraverso più legami (spettri HMBC).
- Connessione attraverso lo spazio: principi dell'accoppiamento dipolare e dell'effetto nucleare Overhauser, esperimenti monodimensionali in stato stazionario, cinetica di crescita del NOE, stima delle distanze internucleari, esperimenti bidimensionali (NOESY e ROESY).
- Connessione attraverso lo scambio chimico: scambio semplice tra due siti, scambio veloce, scambio lento, scambio intermedio, esperimenti di trasferimento di saturazione, spettroscopia EXSY, determinazione dei parametri di attivazione.
- Esempi e applicazioni.

Modalità di Esame:
Esame con prova orale

Orario di Ricevimento:
contattare il docente

Testi Consigliati:

Chimica fisica 3 - Chimica fisica dei gas

(Docente: Prof. CASAVECCHIA Piergiorgio)

Periodo didattico: I semestre

Propedeuticità: Chimica Fisica 1 e 2.

Programma:
CHIMICA FISICA DEI GAS
1. La natura delle forze intermolecolari
Introduzione
Energia elettrostatica
Energia di induzione
Energia di dispersione. Modello di Drude.
Sommario delle energie a lungo raggio
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
Non-additività dei potenziali di coppia
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 da dati di secondo coefficiente del viriale
Principio degli stati corrispondenti
Metodi sperimentali (cenni)
3. Esperimenti collisionali
Teoria classica delle collisioni
Teoria quantistica delle collisioni
Sezioni d?urto integrali e differenziali
Misure sperimentali
Uso di dati di scattering per la determinazione delle forze intermolecolari
4. 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
5. Le proprietà di trasporto dei gas
Forze intermolecolari in sistemi gassosi in condizione di non equilibrio e proprietà di trasporto
Viscosità, Conducibilità termica, Diffusione: trattazione elementare e trattazione esatta (integrali di collisione)
Applicazioni ai gas reali
Proprietà di trasporto e forze intermolecolari
Misure sperimentali (cenni)

6. Sommario dell?attuale conoscenza delle interazioni intermolecolari per una ampia varietà di sistemi gassosi.
Forze a multicorpi: Verso le fasi condensate (stato liquido e stato solido)

Modalità di Esame:
Prova orale.

Orario di Ricevimento:
Venerdì 16-18

Testi Consigliati:
Consultare il docente.

Chimica fisica 3 - Dinamica in sistemi fluidi

(Docente: Prof.ssa MORRESI Assunta)

Periodo didattico: I semestre

Programma:
Trasformata di Fourier continua e discreta. Algoritmi. Geometrie di scattering. Teoria di base del light scattering. Funzioni di correlazione e parametri dinamici. Rilassamenti vibrazionali e rotazionali. Profili isotropi ed anisotropi. Confronto profili IR. Dinamica Rotazionale. Modello Stokes Einstein Debye. profilo Rayleigh Depolarizzato. Scattering Brillouin. proprietà elettriche e magnetiche.

Modalità di Esame:
esame orale

Orario di Ricevimento:

Testi Consigliati:

Chimica fisica 3 - Laboratorio di chimica fisica 3

(Docente: Dott.ssa SASSI Paola)

Periodo didattico: I semestre

Programma:
Il presente corso si propone di illustrare alcune metodologie di indagine spettroscopica per l'analisi delle proprietà strutturali e dinamiche delle fasi condensate. In particolare, vengono ipresentate le caratteristiche principali delle strumentazioni per spettroscopie ottiche accompagnate da dimostrazioni di laboratorio. Inoltre, i modelli di interpretazione dei processi di rilassamento riorientazionale e di analisi strutturale di alcuni sistemi in fase liquida vengono descritti ed applicati all'analisi degli spettri IR e Raman direttamente registrati dagli studenti con le strumentazioni a disposizione del laboratorio di Spettroscopia Molecolare.

Modalità di Esame:
relazioni sulle esercitazioni di laboratorio ed esame orale

Orario di Ricevimento:
venerdì 11-13

Testi Consigliati:

Chimica fisica 4 - Indagini su reazioni veloci

(Docente: Prof.ssa SPALLETTI Anna)

Periodo didattico: I semestre

Propedeuticità: nessuna

Programma:
Metodi di rilassamento e studio spettrofotometrico in assorbimento ed emissione. Tecniche in emissione: fluorimetriche e fosforimetriche (metodi basati sul conteggio del fotone singolo e sullo shift di fase).
Tecniche stazionarie e pulsate per lo studio di specie transienti in assorbimento.
Fotolisi a lampo laser con risoluzione in vari domini temporali (dal micro- al femto-secondo).
Applicazioni di analisi statistiche allo studio di miscele multicomponenti.
Sistemi fotocromici.
Tecniche risolte nello spazio: microscopia con fluorimetro confocale e AFM.
Si effettueranno 6-8 esperienze di laboratorio sulle tematiche svolte nella parte teorica del corso.

Modalità di Esame:
esame orale e relazioni di laboratorio

Orario di Ricevimento:
mercoledì ore 11-12

Testi Consigliati:
P. W. AKTINS, Physical Chemistry, 4a ediz.
J.R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, 1983 Plenum Press, New York.
Verranno inoltre indicate recenti pubblicazioni e rassegne disponibili presso la bibloteca di Scienze Chimiche e Farmaceutiche.

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 propedeuticità per gli studenti della Laurea Specialistica.

Programma:
1. Che cosa è la dinamica di reazione?

2. Elementi di teoria cinetica dei gas
Distribuzione delle velocità di Maxwell-Boltzmann. Relazione fra costante di velocità e sezione d?urto reattiva. Potenziali intermolecolari e gas reali (cenni).

3. Collisioni molecolari
Scattering elastico, inelastico e reattivo. Fotodissociazione. Sezioni d?urto di reazione.

4. La superficie di energia potenziale (PES)
PESs multidimensionali. Buche e barriere di potenziale. L?approssimazione di Born-Oppenheimer.

5. Calcoli di Traiettorie
Dalla PES alla dinamica di reazione. PESs attrattive e repulsive. Regole di Polanyi.

6. Studi sperimentali di dinamica di reazione
Chemiluminescenza infrarossa. Metodi laser: Laser-Induced-Fluorescence (LIF), Resonant Enhanced Multi-photon Ionization (REMPI). Fasci molecolari. Diagrammi di Newton e sistema del centro di massa. Popolazioni rotazionali e vibrazionali. Meccanismi di ?strappamento?, ?rimbalzo?, e ?complesso a lunga vita?. Meccanismo di arpionamento (?harpooning?). Dinamica di fotodissociazione. Dinamica gas-superficie.

7. Tecniche moderne in dinamica di reazione
Reagenti selezionati in stato quantico e chimica ?bond-selective?. Spettroscopia dello stato di transizione. Laser ultra-veloci. Femto-chimica. Molecole orientate. Sezioni d?urto differenziali stato-a-stato. Correlazioni vettoriali.Confronti esperimento-teoria (calcoli quantistici accurati su PESs ab initio).

Modalità di Esame:
Prova orale.

Orario di Ricevimento:
Giovedì 16-18

Testi Consigliati:
1) Molecular Reaction Dynamics, R. D. Levine, Cambridge Univ. Press, 2005.
2) Reaction Dynamics, M. Brouard, Oxford Chemistry Primer # 61, cap. 1-4.
3) Reaction Kinetics, M. J. Pilling and P.W. Seakins, Oxford Univ. Press, cap. 4.
4) Chemical Kinetics and Reaction Dynamics, P. Houston, McGraw-Hill, 2001.

Complementi di chimica fisica

(Docente: Dott. ORTICA Fausto)

Periodo didattico: I semestre

Propedeuticità: nessuna

Programma:
1) TERMODINAMICA
Generalità sui sistemi termodinamici.
Il primo principio. Energia interna; entalpia. Capacità termiche a volume e pressione costante. Processi isotermi e adiabatici reversibili e irreversibili. Termochimica, calorimetria. Equazione di Kirchhoff.
Il secondo principio. Entropia. Ciclo e teorema di Carnot. Diseguaglianza di Clausius. Entropia. Funzioni ausiliarie di lavoro ed energia libera. Equazione di Gibbs-Helmholtz. Relazioni termodinamiche fondamentali ed equazioni di stato. Equazione di Gibbs-Duhem.
Il terzo principio. Comportamento della materia in prossimità dello zero assoluto. Entropie assolute e loro utilizzazione.
Applicazioni dei principi della Termodinamica. Sistemi gassosi perfetti e reali. Sistemi polifase: regola delle fasi, equazione di Clausius-Clapeyron; leggi di Raoult e di Henry; equazione di Duhem-Margules. Potenziale chimico e convenzioni sugli stati standard nelle soluzioni.
Equilibrio Chimico. Equilibrio chimico e suo significato termodinamico. Equilibrio chimico in fase gassosa: costante di equilibrio e sue espressioni, dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura. Principio di Le Chatelier e sua espressione analitica. Rendimento chimico. Equilibrio in fase eterogenea.

2) ELETTROCHIMICA
Elettrochimica dell'equilibrio: soluzioni ioniche.Equilibri in soluzione. Potenziale chimico ed attività degli ioni in soluzione. La conducibilità ionica, il numero di trasporto. Teoria di Debye-Huckel. Equazioni di Debye-Huckel e di Onsager.
Elettrochimica dell'equilibrio: le celle elettrochimiche. Tipi di potenziale: elettrico, chimico ed elettrochimico. Celle elettrochimiche e loro classificazione. Concetto di reversibilità ed irreversibilità. Equazione di Nernst. Convenzione sulle pile. Termodinamica delle celle elettrochimiche. Tipi di elettrodi.
Elettrochimica dinamica. Concetti principali, polarografia , celle a combustibile.

3) MECCANICA STATISTICA
Meccanica e termodinamica statistica. Insiemi statistici e leggi di distribuzione. Funzione di ripartizione dei gas perfetti: fattori traslazionale, rotazionale, vibrazionale, elettronico e nucleare. Indistinguibilità. Funzioni termodinamiche dei gas perfetti e di loro miscele. Potenziale chimico. Costante di equilibrio. Statistiche quantistiche di Bose-Einstein e Fermi-Dirac.

4) CINETICA CHIMICA
La velocità delle reazioni chimiche. Misura delle velocità di reazione. Leggi di velocità. Meccanismi di reazione. Approssimazione dello Stato Stazionario. Catalisi omogenea. Reazioni di radicali liberi, a catena e con diramazione di catena.
Teorie della velocità delle reazioni chimiche. Superfici di energia potenziale. Teoria delle collisioni e teoria dello stato di transizione.

Modalità di Esame:
Esame orale

Orario di Ricevimento:
Sempre a disposizione

Testi Consigliati:
P.W.ATKINS, Chimica Fisica, 4a edizione italiana, Zanichelli, Bologna, 2004.
G. K. VEMULAPALLI, Chimica Fisica (1993), traduzione italiana, Ed. EdiSes, Napoli 1995.
Consultare il docente

Cristallochimica

(Docente: Dott.ssa BURLA Maria Cristina)

Periodo didattico: II semestre

Programma:
Cristallografia morfologica: Leggi della cristallografia morfologica. Operazioni di simmetria. e loro combinazioni permesse. Gruppi del punto. Classi cristalline. Sistemi cristallini.
Cristallografia strutturale: Reticolo di traslazione e sua simmetria. Tipi di reticolo bravaisiani. Elementi di simmetria con traslazione: elicogire e slittopiani. Gruppi spaziali: convenzioni per la nomenclatura e uso delle Tabelle Internazionali. Posizioni generali e speciali; posizioni equivalenti nella cella unitaria; molteplicita'; unita' asimmetrica.
Elementi di teoria della diffrazione dei raggi X e tecniche sperimentali: Generalita' dei raggi X. Spettri caratteristici. Cenni sui generatori e rivelatori di raggi X. Equazioni di Laue, equazione di Bragg, reticolo reciproco Simmetria del reticolo reciproco. Estinzioni sistematiche. Determinazione del gruppo spaziale. Metodo delle polveri. Diffrattometri a cristallo singolo e a polveri. Cenni sulla misura delle intensita'.
Determinazione della struttura cristallina: Fattore atomico di diffusione. Fattore termico. Fattore di struttura. Funzione densita' elettronica. La sintesi di Fourier e il problema della fase. Analisi statistica dei moduli dei fattori di struttura. Il problema della fase. Metodi di risoluzione strutturale.La funzione di Patterson: metodo dell'atomo pesante. Metodi diretti. Il metodo dei minimi quadrati. Raffinamento di strutture cristalline da cristallo singolo. Metodi ab-initio per la soluzione strutturale da polveri. Metodo Rietveld per raffiinamento di strutture da dati da polveri. Analisi quantitativa di miscele polifasiche.
Cristallografia chimica: Impacchettamenti compatti. Strutture cristalline di elementi nativi e composti ionici. Coordinazione e regole di Pauling. Strutture di composti a legami prevalentemente ionici. Strutture a legami covalenti. Isomorfismo e soluzioni solide. Leggi dell'isomorfismo. Polimorfismo Formule cristallochimiche. Classificazione dei silicati

Modalità di Esame:
Prova orale

Orario di Ricevimento:
Martedì-Mercoledì- Giovedì ore 11-13

Testi Consigliati:
Fundamentals of Crystallography - C. Giacovazzo
Crystallography and Crystal Chemistry - F.Donald Bloss
X-ray structure and determination. A practical guide - G.H.Stout & L.H.Jensen

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:
Venerdi 15-19

Testi Consigliati:
Appunti delle lezioni

Fotochimica

(Docente: Prof. ALOISI Gian Gaetano)

Periodo didattico: II semestre

Programma:

Modalità di Esame:

Orario di Ricevimento:

Testi Consigliati:

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:

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: I semestre

Programma:
INTRODUZIONE e ORIGINE DELLA SCIENZA NUCLEARE
- IL NUCLEO ATOMICO: costituzione del nucleo atomico; energia di legame dei 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 beta e sui neutrini; cenni sul decadimento alfa 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; spettrometria di massa e sua applicazione nella radiochimica; misure dell'energia associata alla radiazione.
- CHIMICA DELLE RADIAZIONI: resa di una radiolisi; dosimetria; radiolisi in fase gassosa; reazioni ione-molecola; radiolisi di soluzioni acquose; radiolisi di idrocarburi; radiolisi di solidi. Danni alle cellule per effetto delle radiazioni.
- 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 e potenziali applicazioni; ordigni nucleari; nucleosintesi primordiale e nucleosintensi stellare.
- APPLICAZIONI RADIOCHIMICHE: uso di traccianti isotopici; diluizione isotopica; analisi per attivazione neutronica; variazioni delle abbondanze isotopiche naturali; radiodatazione di reperti geologici e archeologici.

Modalità di Esame:
Esame. Test scritto e prova orale.

Orario di Ricevimento:
martedi, mercoledi e giovedi, ore 14-15

Testi Consigliati:
Dispense a cura del docente.
Per consultazione: "Radiochemistry and Nuclear Methods of Analysis" W.E. Ehmann & D.E. Vance; "Radiochemistry and Nuclear Chemistry", G. Choppin, J.-O. Liljenzin e J. Rydberg

Spettroscopia molecolare

(Docente: Dott.ssa SASSI Paola)

Periodo didattico: II semestre

Programma:
1) Introduzione ai principi della spettroscopia molecolare
Natura delle radiazioni elettromagnetiche. Interazione radiazione materia. Caratteri salienti degli spettri molecolari. Intensità delle transizioni spettroscopiche. Coefficienti di Einstein. Momenti di transizione. Confronto con le grandezze sperimentali. Larghezza delle righe spettroscopiche. Trattazione schematica di apparecchiature in uso in spettroscopia molecolare (sorgenti, monocromatori, rivelatori).
2) Elementi di calcolo delle matrici
Definizione di matrici. Operazioni tra matrici. Matrici inverse, trasposte, ortogonali. Trasformazione di similitudine e carattere di una matrice. Matrici speciali.
3) Elementi di teoria dei gruppi
Elementi e operazioni di simmetria. Definizione di gruppo di punti. Classificazione delle molecole secondo i gruppi di simmetria. Rappresentazioni riducibili e irriducibili.
4) Le energie vibrazionali delle molecole biatomiche
L'oscillatore armonico: trattazione classica e quanto meccanica (cenni). Livelli energetici, regole di selezione e spettri vibrazionali. Funzioni di energia potenziale per un legame chimico. L'oscillatore non armonico. Energie di dissociazione.
5) Le energie rotazionali delle molecole biatomiche
Il rotatore rigido: trattazione classica e quanto meccanica (cenni). Livelli energetici, popolazione dei livelli, regole di selezione e spettri rotazionali. Il rotatore non rigido.
6) Spettroscopia Raman
Diffusione Rayleigh e diffusione Raman. Interpretazione dell'effetto Raman. Ellissoide di polarizzabilità. Regole di selezione nell'effetto Raman. Spettri Raman rotazionali e vibrazionali di molecole biatomiche. Fattori di depolarizzazione delle righe Raman. Cenni sulla strumentazione.
7) Spettri rotazionali di molecole poliatomiche
Momenti principali di inerzia, ellissoide dei momenti e classificazione delle molecole in base ai loro momenti d'inerzia. Molecole lineari: regole di selezione e spettri rotazionali, determinazione di distanze di legame, effetto Stark. Spettri rotazionali di molecole symmetric-top e asymmetric-top.
8) Le vibrazioni delle molecole poliatomiche
Gradi di libertà vibrazionali. La natura delle vibrazioni normali e delle coordinate normali. Trattazione quanto meccanica delle vibrazioni molecolari (cenni). Le proprietà di simmetria delle coordinate normali. Regole di selezione. Attività infrarossa e Raman. Calcolo delle frequenze vibrazionali e delle coordinate normali di molecole poliatomiche.
9) Spettri vibrorotazionali
Regole di selezione e transizioni per il modello Rotatore rigido-oscillatore armonico. Accoppiamento di rotazioni e vibrazioni. Bande parallele e perpendicolari di molecole lineari e symmetric top.
10) Spettri elettronici di molecole biatomiche
Analisi vibrazionale di un sistema di bande. Sequenze e progressioni. Tavola di Deslandres e sua utilizzazione per derivare costanti molecolari. Struttura rotazionale delle bande in uno spettro elettronico (parabole di Fortrat). Valutazione delle energie di dissociazione.

Modalità di Esame:
esame orale

Orario di Ricevimento:
venerdì 9-11

Testi Consigliati:

Catalisi

(Docente: Prof. MACCHIONI Alceo)

Periodo didattico: II semestre

Propedeuticità: Nessuna

Programma:
Breve storia della catalisi industriale: (1) relazione tra disponibilità di materie prime e sviluppo di catalizzatori; (2) esempi selezionati di processi catalitici industriali attualmente utilizzati.
Aspetti fondamentali della catalisi: (1) principi cinetici; (2) tipologia di legami chimici e stadi elementari relativi ai complessi molecolari e alle superfici.
Catalisi eterogenea: aspetti meccanicistici delle reazioni di conversioni del gas di sintesi, delle reazioni d'idrogenazione e delle reazioni di ossidazione.
Catalisi omogenea: reazioni di idroformilazione, reazioni di polimerizzazione e catalisi asimmetrica.

Modalità di Esame:
Prova orale

Orario di Ricevimento:
Martedì 17-19

Testi Consigliati:
R. A. van Santen, P. W. N. M. van Leeuwen, J. A. Moulijn, B. A. Averill, Catalysis: an Integrated Approach, Elsevier, 2000.

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 - Esercitazioni di chimica dei materiali

(Docente: Non assegnato )

Periodo didattico: I semestre

Programma:

Modalità di Esame:

Orario di Ricevimento:

Testi Consigliati:

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.

Modalità di Esame:
esame orale

Orario di Ricevimento:
16-18 lunedì e venerdì

Testi Consigliati:
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:
Venerdi 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

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 e venerdi, ore 16-17

Testi Consigliati:
- Dispense a cura del docente
- B. Ferrario, Introduzione alla tecnologia del vuoto, Edizioni AIV Milano

Chimica teorica e computazionale 1 - Chimica teorica

(Docente: Prof. TARANTELLI Francesco)

Periodo didattico: I semestre

Programma:
Meccanica quantistica molecolare. Teoria delle perturbazioni. Autofunzioni di spin. Metodi post-Hartree-Fock. Interazione di Configurazione. MCSCF. Coupled Cluster. Seconda quantizzazione. Funzioni di Green. Teoria delle perturbazioni dipendente dal tempo.

Modalità di Esame:
Esame orale

Orario di Ricevimento:
Su appuntamento

Testi Consigliati:
Dispense fornite dal docente

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:
Prova orale seminariale.

Orario di Ricevimento:

Testi Consigliati:
Materiale fornito dal docente.

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 di interazione chimica
I relativi strumenti matematici
I necessari algoritmi di calcolo numerico
Problemi di chimica computazionale avanzati
L'informatico come strumento di produzione e gestione della consocenza chimica

Modalità di Esame:
seminario tematico

Orario di Ricevimento:
mercoledi 15-18

Testi Consigliati:
dispense 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:

Fisica Atomica

(Docente: Prof. PIRANI Fernando)

Periodo didattico: II semestre

Modalità di Esame:
Esame, prova orale

Orario di Ricevimento:
Venerdi 15-19

Testi Consigliati:
Appunti delle lezioni

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: I semestre

Modalità di Esame:
Esame. Test scritto e prova orale.

Orario di Ricevimento:
martedi, mercoledi e giovedi, ore 14-15

Chimica dei polimeri

(Docente: Prof. MINUTI Lucio)

Periodo didattico: II semestre

Programma:
eneralità 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 orale

Orario di Ricevimento:
Ogni Mercoledì dalle 9,00 alle 11,00

Testi Consigliati:
Dispense del titolare del corso

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:
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.
Predizione proprietà ADME. Studio del metabolismo di composti chimici. Predizione tossicità.
Parte pratica
Costruzione e importazione strutture molecolari. Calcolo energia conformazionale. Applicazioni 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.
Sito di metabolismo dei composti chimici. Calcolo proprietà ADME. Predizione tossicità.

Modalità di Esame:
Esame scritto 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: Dott. CAROSATI Emanuele)

Periodo didattico: I semestre

Programma:
Rappresentazione e manipolazione delle strutture molecolari: Rappresentazione al computer di strutture molecolari; Rappresentazione di strutture chimiche mediante notazioni lineari; Rappresentazione di strutture chimiche mediante files SDF, PDB e Mol2; Banche dati (3D) sperimentali; Generazione delle strutture tridimensionali.
La meccanica molecolare: Principi di Meccanica Molecolare; Anatomia di un force field di Meccanica Molecolare; Metodi veloci per un analisi conformazionale quantitativa; Ricerca conformazionale con minimizzazione energetica; Ricerca sistematica; Ricerca random.
Le cariche negli atomi e nelle molecole: La distribuzione di carica; Potenziali molecolari; Uso del potenziale elettrostatico molecolare (MEP); Metodi approssimati ma rapidi per calcolare le cariche atomiche.
Il metodo GRID: Introduzione al metodo GRID; I Probes di GRID; Funzioni Empiriche di Energia; Rappresentazione delle energie d?interazione.
Descrittori molecolari e QSAR: Descrittori molecolari parziali (descrittori dei sostituenti) sperimentali o teorici; Descrittori chimico-statistici (proprietà principali); Descrittori molecolari globali di derivazione sperimentale o teorica; Descrittori topologici; Descrittori puntuali tridimensionali di natura teorica ottenuti da campi di forza; Relazione Quantitativa tra Struttura e Attività (QSAR).
Il metodo VolSurf nel campo della farmacocinetica: La procedura VolSurf; I descrittori di VolSurf; Creazione della matrice dei descrittori ed analisi statistica; Applicazioni della procedura VolSurf.

Modalità di Esame:
Compito scritto e prova orale

Orario di Ricevimento:
tutte le mattine

Testi Consigliati:
G. Cruciani, Molecular Interaction Fields, R.Mannhold, H. Kubinyi, G. Folkers Editors, Wiley-VCH, Weinheim, 2006.
Dispense fornite dal docente.

Chimica organica superiore

(Docente: Prof. RUZZICONI Renzo)

Periodo didattico: II semestre

Programma:
1. LA REATTIVITA? CHIMICA
Teoria deg1i orbita1i 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 ; effetti stereoelettronici.
Reazioni pericic1iche 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:
Prova scritta/orale

Orario di Ricevimento:
Lunedì, 17.00-19.00; giovedì, 17.00-19.00

Testi Consigliati:
Dispense del docente;

Chimica verde

(Docente: Dott. VACCARO Luigi)

Periodo didattico: II semestre

Programma:
- I principi della Chimica Verde.
- Misura dell?efficienza di un processo chimico; riduzione dei materiali di scarto; il concetto di efficienza atomica.
- Materiali di partenza sicuri per realizzare processi chimici verdi.
- Risorse rinnovabili.
- Biodiesel; bioetanolo.
- Mezzi di reazione sicuri per processi chimici; alternative al solvente organico; quando un mezzo di reazione e? verde?
- Liquidi supercritici; CO2 liquida per la pulitura a secco.
- Liquidi Ionici.
- L?acqua come mezzo di reazione.
- Reazioni in assenza di solvente.
- La necessità di minimizzare il costo energetico di un processo chimico.
- La necessità di rendere ?verdi? i prodotti di scarto.
- Esempi reali dell?applicazione dei principi della chimica verde nell?ambito della ricerca accademica e dei processi industriali.

Modalità di Esame:
esame orale

Orario di Ricevimento:
sempre previo appuntamento tel:075 5855541

Testi Consigliati:
Consultare il docente

Complementi di chimica organica

(Docente: Prof.ssa PIERMATTI Oriana)

Periodo didattico: I semestre

Propedeuticità: Chimica Organica

Programma:
Richiami composti carbonilici: sintesi e reattività. Carboidrati: struttura dei monosaccaridi. Principali reazioni dei carboidrati Determinazione della struttura del glucosio. Struttura dei disaccaridi: cellobiosio, maltosio, lattosio, saccarosio. Glicosidi.
Richiami acidi carbossilici e ammine. Amminoacidi e proteine: struttura e sintesi. Ammine eterocicliche: sintesi e reattività.
Richiami composti aromatici. Composti eteroaromatici: sintesi e reattività. Sostituzione Nucleofila aromatica.
Composti organici dello zolfo e del fosforo. Fosfolipidi. Acidi nucleici.
Stereochimica: Descrittori stereochimici e conformazionali. Chiralità ed elementi di simmetria. Chirotopicità e stereogenia. Elementi di prostereoisomerismo. Proprietà chiroptiche. Preparazione di composti enantiomericamente puri: risoluzione miscela racemica, uso del chiral building block, sintesi asimmetrica. Determinazione dell?eccesso enantiomerico: potere rotatorio, metodi cromatografici, risonanza magnetica nucleare protonica.

Modalità di Esame:
Esame orale

Orario di Ricevimento:
Lunedì e Giovedì ore 11-13

Testi Consigliati:
J. MCMURRY, Cimica Organica, Ed. Zanichelli o Piccin
P.VOLLHARDT, Chimica Organica, Ed. Zanichelli
E.L. ELIEL, S.H. WILEN, Stereochemistry of Organic Compounds, Ed J.Wiley & Sons

Enzimi in chimica organica

(Docente: Prof. CIPICIANI Antonio)

Periodo didattico: II semestre

Propedeuticità: Richiede propedeuticità

Programma:
Struttura e proprietà di enzimi. Catalisi enzimatica. Cinetica enzimatica. Derivazione ed interpretazione della equazione di Michaelis-Menten. Metodi di calcolo di Km e Vm. Deviazione dalla cinetica di Michaelis-Menten. Inibizione di enzimi. Inibizione reversibile. Calcolo della costante di inibizione Ki. Misure di Ic50. Inibizione irreversibile. Esempi di meccanismi di reazione di enzimi. Impiego degli enzimi nella sintesi organica. Modulazione dell?attività catalitica. Immobilizzazione degli enzimi. Metodi di immobilizzazione. Impiego di enzimi in mezzo non acquoso

Modalità di Esame:
Esame orale

Orario di Ricevimento:
Mercoledì 11-13

Testi Consigliati:

Fisica Atomica

(Docente: Prof. PIRANI Fernando)

Periodo didattico: II semestre

Modalità di Esame:
Esame, prova orale

Orario di Ricevimento:
Venerdi 15-19

Testi Consigliati:
Appunti delle lezioni

Meccanismi di reazione in chimica organica

(Docente: Prof. ALUNNI Sergio)

Periodo didattico: II semestre

Propedeuticità: no

Programma:
discussione delle principali tecnivhe di indagine meccanicistica. Analisi prodotti, studi cinetici, uso di isotopi, correlazioni di energia libera, catalisi acido-base. discussione delle principali classi di meccanismi di reazioni organiche

Modalità di Esame:
prova scritta e orale

Orario di Ricevimento:
martedi 16-18

Testi Consigliati:
C. D. Ritchie " Physical Organic Chemistry" DEkker.
Appunti del docente.

Radiochimica

(Docente: Prof.ssa BALUCANI Nadia)

Periodo didattico: I semestre

Modalità di Esame:
Esame. Test scritto e prova orale.

Orario di Ricevimento:
martedi, mercoledi e giovedi, ore 14-15

Stereochimica organica

(Docente: Prof. PIZZO Ferdinando)

Periodo didattico: II semestre

Programma:
Nella parte iniziale del corso verranno illustrati i concetti fondamentali della stereochimica quali: definizione stereochimica della struttura molecolare, stereoisomerismo e sua origine (centrale, assiale, planare, elicoidale),
definzione della natura dei ligandi e delle facce di un composto chimico. classificazione delle molecole secondo il punto gruppo di appartenenza, relazione tra stereochimica di un composto e le relative proprietà chimico fisiche .
Nella parte finale del corso sarà esaminata la stereochimica delle principali reazioni organiche quali; l'addizione aldolica, di Michael, la cicloaddizione di Diels-Alder l'epossidazione di Sharpless ecc.

Modalità di Esame:
La valutazione delle conoscenze acquisite dallo studente che ha frequentato questo corso verrà effettuata tramite un esame orale.

Orario di Ricevimento:
ogni mercoledi ore 11-12

Testi Consigliati:
E.Eliel/S.H.Wilen, Stereochemistry of organic compounds, Ed, John Wiley & Sons, New York. Dispense del docente.

RECAPITI DEI DOCENTI

Prof. ALUNNI Sergio

alunnis@unipg.it

5539

Prof. AQUILANTI Vincenzo

aquila@dyn.unipg.it

5512

Prof.ssa BALUCANI Nadia

nadia.balucani@unipg.it

5513

Dott.ssa BURLA Maria Cristina

metodi@unipg.it

2655

Prof. CAMBI Roberto

cmb@thch.unipg.it

5520n

Dott. CAROSATI Emanuele

emanuele@chemiome.chm.unipg.it

5550

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

Dott. ORTICA Fausto

ortica@unipg.it

5576

Prof.ssa PIERMATTI Oriana

oriana@unipg.it

5559

Prof. PIRANI Fernando

pirani@dyn.unipg.it

5528

Prof. PIZZO Ferdinando

pizzo@unipg.it

5546

Prof. RUZZICONI Renzo

ruzzchor@unipg.it

5543-5262

Dott.ssa SASSI Paola

sassipa@unipg.it

5585

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

Dott. VACCARO Luigi

luigi@unipg.it

5541-5558

Dott. ZUCCACCIA Cristiano

cristiano.zuccaccia@unipg.it

5594