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Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche - Sede Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche

Contenuti Insegnamento: Chimica inorganica superiore

Corso di studio: SCIENZE CHIMICHE (D.M. 270/04) (offerta formativa anno 2017)
  • CFU: 6
  • SSD: CHIM/03

Obiettivi formativi

Acquisire conoscenze fondamentali sulla sintesi e sulla struttura chimica di materiali inorganici dotati di proprietà fisiche di interesse tecnologico quali ferro- e ferrimagnetismo, ferroelettricità, conduttività metallica e superconduttività. Apprendere le metodologie migliori per la loro sintesi e per la loro caratterizzazione strutturale. Particolare rilievo è dato alla descrizione della struttura dei solidi cristallini ed ai metodi diffrattometrici di indagine strutturale.

Prerequisiti

Nessuno obbligatorio. Conoscenze elementari di chimica generale e inorganica, fisica classica e chimica fisica (elettromagnetismo, proprietà delle onde, struttura atomica, meccanica quantistica, teoria del campo cristallino) sono da considerarsi utili.

Programma del corso

ANALISI STRUTTURALE MEDIANTE DIFFRAZIONE DEI RAGGI-X (36 h) Fondamenti di cristallografia. Interazione dei raggi-X con i solidi cristallini: fattori atomici di diffusione, legge di Bragg, fattori di struttura, simmetria della diffrazione, assenze sistematiche. Diffrazione su polveri e su monocristallo: raccolta dati, risoluzione e raffinamento. Determinazione della struttura assoluta. SINTESI E STRUTTURA (14 h) Reazioni solido-solido (metodo ceramico, riduzione carbotermica, sintesi combustiva), reazioni solido-gas e di intercalazione. Reazioni in soluzione (precipitazione, metodi solvotermici e sol-gel). Due strutture fondamentali per i materiali inorganici avanzati: perovskiti e spinelli.

Testi di riferimento

Lo studente può utilizzare il materiale didattico disponibile sulla piattaforma DOLLY (dolly.dscg.unimore.it) ed eventualmente approfondire tematiche specifiche consultando i seguenti testi: U. Schubert, N. Hüsing, Synthesis of Inorganic Materials, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. M. T. Weller, Inorganic Materials Chemistry, Oxford University Press, Oxford, 1994. A. R. West, Basic Solid State Chemistry, 2nd Edition, Wiley, Chichester, 1999. M. F. C. Ladd, R. A. Palmer, Structure Determination by X-Ray Crystallography, 2nd Edition, Plenum Press, New York, 1985. W. Clegg, Crystal Structure Determination, Oxford University Press, New York, 1998. W. Massa, Crystal Structure Determination, 2nd Edition, Springer-Verlag, Berlin, 2004.

Metodi Didattici

Lezioni frontali, esercitazioni in aula, testi consigliati e materiale didattico online reso disponibile prima dell’inizio del corso (diapositive ed eserciziario). Le esercitazioni comprendono discussioni collegiali e 2 prove di autovalutazione per la verifica in itinere del grado di conoscenza/comprensione raggiunto. Gli studenti lavoratori non frequentanti devono contattare il docente, che fornirà indicazioni su specifici argomenti integrativi da studiare sui libri di testo. Orario di ricevimento: lun. 11-12, merc. 17-18, Dip.to di Scienze Chimiche e Geologiche, oppure su appuntamento richiesto via e-mail (acornia@unimore.it).

Verifica dell'apprendimento

Il voto finale è la somma dei sotto-punteggi (interi o semi-interi) ottenuti nell’ESAME ORALE. I sotto-punteggi variano da 0 (= livello completamente insoddisfacente) ad un valore massimo indicato in parentesi quadre (= livello pienamente soddisfacente, privo o quasi completamente privo di punti di debolezza). L’eventuale arrotondamento è eseguito per eccesso sul voto finale. La lode viene attribuita automaticamente qualora il voto finale sia > 30 punti. In caso di esito negativo l’ESAME ORALE non può essere ripetuto prima di 30 giorni. 1) CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE sono valutate attraverso 3 domande su: - fondamenti di cristallografia [9]; - fondamenti di diffrazione [9]; - sintesi e struttura dei materiali inorganici [7]. 2) La CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE è valutata attraverso 1 esercizio sulla simmetria dei gruppi spaziali [3]. 3) Le ABILITÀ COMUNICATIVE sono valutate sulla base delle capacità di interlocuzione e discussione [2] e della proprietà di linguaggio [2].

Risultati attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE Con lezioni/esercitazioni in aula, materiale didattico online e libri di testo consigliati lo studente affronterà lo studio di materiali inorganici (procedure di sintesi, proprietà strutturali e relative tecniche di indagine, tra cui cristallografia/diffrattometria). Comprenderà le potenzialità e i limiti di ogni metodo/tecnica. CAPACITA’ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Attraverso esercitazioni in aula, lo studente svilupperà la capacità di progettare la sintesi dei materiali e determinarne la struttura principalmente con metodi diffrattometrici a raggi-X. ABILITÀ COMUNICATIVE L’abilità di trattare in forma orale gli argomenti del corso (o argomenti affini) con linguaggio tecnico appropriato viene sviluppata mediante discussioni collegiali in aula.