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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 dello stato solido

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

Obiettivi formativi

Conoscere le classificazioni dei solidi. Conoscere le caratteristiche strutturali dei solidi. Conoscere le relazioni struttura-proprietà dei solidi. Essere in grado di descrivere la struttura di un solido e le sue proprietà. Conoscere le proprietà meccanich e termiche e calcolare il loro valore. Conoscere i vari tipi di difetti dei solidi, la termodinamica dei difetti ed il loro effetto sulle proprietà. Calcolare la concentrazione dei difetti puntuali. Conoscere le condizioni per la miscibilità di solidi. Descrivere le modalità della miscibilità tra solidi aliovalenti. Conoscere i diversi tipi di solidi inorganici ed organici, le loro caratteristiche strutturali e proprietà.

Prerequisiti

Conoscenza delle strutture a massimo impaccamento di solidi elementari e solidi ionici. Conoscenza delle proprietà fisiche e chimiche degli elementi. Conoscenza di elementi di cristallochimica

Programma del corso

Orario di ricevimento studenti martedì 15-17, giovedì 15-17. Gli stati della materia, caratteristiche e classificazione. Solidi inorganici ed organici. Ordine e disordine: solidi cristallini,quasi-cristallini, mesofasi, solidi amorfi. Legame chimico nei solidi. Solidi difettivi e classificazione dei difetti. Difetti non stechiometrici. Termodinamica dei difetti puntuali. Difetti lineari e difetti di piano. Transizioni di fase solido-solido. Soluzioni solide. Strutture di solidi inorganici: solidi ad impaccamento compatto, strutture di alcuni classi di solidi. Cristalli liquidi. Vetri metallici. Leghe ordinate e disordinate. Struttura degli ottoni. Leghe a memoria di forma: Nitinol; superconduttori: ZrB2, MgB2. Silicati. Polimeri di sintesi e naturali. Proprietà meccaniche, termiche, ottiche. Relazione struttura-proprietà. Esercitazioni numeriche

Testi di riferimento

A.R.West Basic solid state chemistry, John Wiley & Sons, 2th. Ed. 2001. R.Tilley Understanding solids Wiley, 2004 On-line materials will be available from the teacher

Metodi Didattici

lezioni frontali ed esercitazioni numeriche svolte in aula sia dal docente che dagli studenti

Verifica dell'apprendimento

Prima prova intermedia costituita da esercizi numerici, normalmente su piani e direzioni cristallografiche (2 esercizi) e su difetti, (1 esercizio) seconda prova, di norma svolta l’ultimo giorno di lezione o immediatamente dopo la conclusione dell’insegnamento, è costituita da esercizi su proprietà meccaniche e fisiche (2 o 3 esercizi). Le prove intermedie verificano abilità di applicare conoscenza e comprensione e capacità di autoapprendimento La prova è costituita da tre domande di cui 2 su argomenti scelti dal candidato, ( una di carattere generale sui solidi ed una su una tipologia di solidi).La prova orale verifica conoscenza e comprensione, abilità comunicative e livello di approfondimento degli argomenti svolto autonomamente dagli studenti (autoapprendimento). La valutazione finale è dovuta per 70% dalla prova orale e 30% dalle prove intermedie.

Risultati attesi

CONOSCENZA E COMPRENSIONE - le caratteristiche strutturali e le proprietà fisiche, meccaniche e chimiche dei solidi appartenenti alle diverse classi - le relazioni struttura e proprietà delle diverse classe di solidi - i più comuni metodi di sintesi dei solidi. CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE - Saper descrivere la struttura chimica di solidi cristallini - Sapere correlare la struttura chimica/elettronica con le proprietà chimiche/fisiche /meccaniche di sostanze e materiali inorganici, organici e compositi - Saper eseguire calcoli relativi a difetti puntuali ed estesi, proprietà meccaniche e fisiche di metalli e leghe, polimeri, materiali ceramici e compositi. AUTONOMIA DI GIUDIZIO Gli studenti devono acquisire la capacità di confrontare e discutere le proprietà dei solidi e di interpretarle sulla base della struttura e di individuare il materiale più idoneo per uno specifico uso. ABILITA’ COMUNICATIVE Gli studenti devono essere in grado di esporre in modo scientificamente e linguisticamente corretto le proprie conoscenze ed opinioni. CAPACITA’ DI APPRENDIMENTO Gli studenti devono essere in grado di individuare le fonti necessarie per l’approfondimento degli argomenti trattati nel corso ed di ottenere l’accesso a dottorati di ricerca e master