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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: Tecniche spettroscopiche di identificazione strutturale

Corso di studio: SCIENZE CHIMICHE (D.M. 270/04) (offerta formativa anno 2017)
  • CFU: 6
  • SSD: CHIM/06

Obiettivi formativi

Conoscenza e capacità di comprensione: Al termine del corso lo studente avrà la capacità di comprendere i risultati di esperimenti UV-Vis, esperimenti mono- e bidimensionali 1H e 13 C NMR e spettri di massa ottenuti principalmente per ionizzazione elettronica per l'identificazione di molecole organiche di media complessità. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di risolvere problemi di identificazione strutturale riguardanti molecole organiche di media complessità tramite l'interpretazione di spettri 1H e 13 C 1D e 2D NMR (COSY, TOCSY, HSQC, HMBC, NOESY)degli spettri UV-Vis e spettri di massa ottenuti principalmente per impatto elettronico. Autonomia di giudizio: Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di valutare quali sono gli esperimenti da intraprendere per risolvere diverse tipologie di problemi. Abilità comunicative: Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di esporre gli argomenti trattati nel corso con il linguaggio specialistico adeguato. Capacità di apprendimento: Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di approfondire autonomamente argomenti relativi a tecniche spettroscopiche e identificazione strutturale.

Prerequisiti

GGli studenti devono possedere buone conoscenze di base di Chimica Organica (contenuti dei corsi di Chimica Organica I e Chimica Organica II) e di Fisica.

Programma del corso

Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare 1H e 13C: basi della tecnica, chemical shift, costanti di accoppiamento, tempi di rilassamento e effetto Overhauser. Tecniche bidimensionali omo- (COSY, TOCSY, NOESY, ROESY) ed etero-correlate (HSQC,HMQC,HMBC). Spettrometria di massa: basi delle principali tecniche di ionizzazione e dei piu diffusi analizzatori, analisi del pattern isotopico del picco molecolare, principali meccanismi di frammentazione e riarrangiamento. Spettrometria di massa: basi delle principali tecniche di ionizzazione e dei più diffusi analizzatori, analisi del pattern isotopico del picco molecolare, principali meccanismi di frammentazione e riarrangiamento.

Testi di riferimento

RM Silverstein, FX Webster, D.J. Kiemle Spectrometric Identification of Organic Compounds, Wiley, 7th edition, 2005 T D W Claridge, High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry, Pergamon. AE Derome, Modern NMR Techniques for Chemistry Research, Pergamon, 1987 J Keeler, Understanding NMR Spectroscopy, Wiley FW MCLafferty, F Turecek, Interpretation of mass spectra, fourth edition, University Science Books, 1993

Metodi Didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni

Verifica dell'apprendimento

L’esame è scritto (4 ore) e consiste : 1) nella identificazione, a partire solamente da dati spettrali (spettri di massa e di risonanza magnetica 1D e 2D 1H e 13C NMR) di una molecola di media complessità (80% della valutazione) e assegnazione dei segnali; La risoluzione di questo tipo di esercizi richiede che lo studente abbia sviluppato la CONOSCENZA, la CAPACITÀ DI COMPRENSIONE, la CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE . L’AUTONOMIA DI GIUDIZIO,le ABILITÀ COMUNICATIVE e la CAPACITÀ DI APPRENDERE relativamente agli argomenti del corso relativi agli aspetti pratici, che consentono la traduzione dei dati sperimentali in termini strutturali, e quindi consente di valutare tutte le abilità. 2) nella risposta a una domanda aperta su uno qualunque degli argomenti presentati nel corso (20%). In questo modo si ha un'ulteriore valutazione della CONOSCENZA, della CAPACITÀ DI COMPRENSIONE, delle ABILITÀ COMUNICATIVE e della CAPACITÀ DI APPRENDERE relativamente agli aspetti teorici e strumentali sviluppati nel corso, considerando anche il grado di approfondimento autonomo mostrato dallo studente nella discussione dell’argomento.

Risultati attesi

Conoscenza e capacità di comprensione: Tramite lezioni in aula e esercizi svolti insieme al docente lo studente apprende le basi della spettrometria di massa e della spettroscopia NMR 1D e 2D e acquisisce la capacità di comprendere le informazioni contenute negli spettri relativi a sostanze organiche. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Tramite gli esercizi svolti in autonomia lo studente è in grado di applicare le conoscenze acquisite per risolvere problemi di media complessità relativi alla identificazione di molecole organiche. Autonomia di giudizio: tramite gli esercizi svolti in modo guidato e in autonomia lo studente acquisisce le capacità di interpretare in modo critico i dati, anche ridondanti, derivanti dall'utilizzo di diverse tecniche e elaborare approcci originali alla risoluzione dei problemi, Abilità comunicative: la frequenza alla lezioni e il coinvolgimento degli studenti durante queste permettono di sviluppare la capacità di utilizzazione del linguaggio specifico della materia, di presentare i dati ottenuti in modo efficace e conciso; di esprimere i concetti appresi con un linguaggio appropriato e di sostenere una discussione in merito agli argomenti trattati. Capacità di apprendimento: le attività descritte consentono allo studente di acquisire gli strumenti metodologici per proseguire gli studi e per potere provvedere autonomamente al proprio aggiornamento