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Rossella ARLETTI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche - Sede Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche
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Insegnamento: Analisi mineralogiche avanzate
Geoscienze, georischi e georisorse (Offerta formativa 2022)
Obiettivi formativi
Saper scegliere e applicare la metodologia di diffrazione X (diffrazione da cristallo singolo o polveri) più adatta per risolvere i problemi di carattere strutturale di un materiale cristallino naturale o di sintesi. Saper applicare tale metodologia alla caratterizzazione e alla definizione delle proprietà dei materiali. Utilizzare il metodo Rietveld per l'analisi quantitativa di miscele complesse e contenenti amorfo.
Prerequisiti
Conoscenze di base su: cristallografia strutturale, diffrazione dei raggi X, cristallochimica mineralogica.
Programma del corso
1 CFU (8 ore): Richiami di cristallografia strutturale e della teoria della diffrazione dei raggi X. Interpretazione e uso delle Tabelle Internazionali di Cristallografia. Fattore di struttura. Reticolo reciproco, sfera di diffrazione di Ewald, sfera limite. Estinzioni sistematiche. Diffusione anomala. Vibrazione termica degli atomi.
1 CFU (8 ore): Funzione densità elettronica. Trasformata di Fourier. Metodi di risoluzione strutturale: Funzione di Patterson; metodi diretti; charge flipping; metodo dell’atomo pesante. Raffinamento strutturale.
1 CFU (12 ore): Interpretazione delle Tabelle Internazionali di Cristallografia. Descrizione degli strumenti per diffrazione da cristallo singolo. Esperimento di diffrazione X a cristallo singolo e raffinamento strutturale di un minerale.
1 CFU (8 ore): Teoria del metodo Rietveld, analisi di profilo, struttura reale dei materiali
1 CFU (12 ore): Esercitazioni sul software per l'analisi strutturale e quantitativa con metodo Rietveld
1CFU (12 ore): Analisi quantitativa di miscele complesse e contenenti amorfo
Metodi didattici
La modalità di erogazione potrà essere in presenza, blended, online a seconda dell'andamento della emergenza pandemica.
L’insegnamento viene erogato mediante lezioni frontali
che vengono svolte con l’ausilio di mezzi audiovisivi (presentazioni in Power Point) ed
esercitazioni pratiche di laboratorio.
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria.
L’insegnamento è erogato in lingua italiana.
Testi di riferimento
-Dispense preparate dai docenti disponibili in formato elettronico (files PPT).
-Fundamentals of Crystallography. C.Giacovazzo Ed. IUCr Text on Crystallography. 7.Oxford Science Publications.
- Introduzione alle tecniche analitiche e strumentali – Applicazioni alla mineralogia e alle scienze dei materiali. A.F. Gualtieri, Libreria Universitaria.it Edizioni
-La Diffrazione dei Cristalli. Attilio Immirzi e Consiglia Tedesco. libreriauniversitaria.it edizioni. Webster srl, Padova Italy
Verifica dell'apprendimento
La verifica è volta a valutare il raggiungimento di un livello sufficiente delle conoscenze/competenze e delle abilità applicative relative ai risultati di apprendimento attesi (80%). Servirà inoltre a valutare complessivamente anche le competenze trasversali (20%): abilità comunicative, autonomia di giudizio e capacità di apprendimento. La valutazione finale complessiva è espressa con votazione in trentesimi.
La verifica si compone di:
1) Esame orale che consta di tre/cinque domande che riguardano i seguenti argomenti:
metodi di risoluzione strutturale, raffinamento strutturale, uso delle tabelle internazionali, trasformata di Fourier
2) Prova pratica che consiste in un raffinamento strutturale o un'analisi mineralogica quantitativa su una miscela mediante metodo Rietveld.
La valutazione finale terrà conto di entrambe le prove.
L'esame potra essere in presenza o a distanza a seconda dell'evoluzione della situazione pandemica
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione:
-identificare la metodologia analitica più adatta alla caratterizzazione di un materiale naturale o di sintesi;
-utilizzare la diffrazione a raggi X per la risoluzione strutturale;
-effettuare raffinamenti strutturali e analisi quantitative di miscele policristalline
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
- utilizzare la diffrazione X per risolvere la struttura cristallina di minerali e applicare i risultati alla comprensione della cristallochimica delle rocce, alla genesi e alle deformazioni strutturali indotte da processi geologici. Nel caso di fasi per applicazioni industriali lo studente dovrà essere in grado di correlare struttura e proprietà.
- scegliere la più adatta metodologia analitica per risolvere problematiche legate a materiali naturali o di sintesi.
Autonomia di giudizio:
- acquisire una capacità di valutazione critica su notizie fornite dai mass-media; identificare obiettivi, ruoli e responsabilità collettive nella gestione delle materie prime e di fasi di sintesi.
Abilità comunicativa.
- divulgare i concetti relativi all’importanza dello studio delle caratteristiche strutturali dei materiali naturali e di sintesi per le loro possibili applicazioni. Presentare in modo logico, conciso e rigoroso obiettivi, concetti, dati e procedure della cristallografia e delle sue applicazioni. Comunicare efficacemente dati tecnici in lingua inglese. Utilizzare strumenti informatici per raccogliere ed elaborare i dati ottenuti.
Capacità di apprendimento.
- approfondire in modo autonomo le tematiche affrontate e applicare il metodo scientifico per la formulazione e verifica di teorie.
Utilizzare la posta elettronica per contattare i docenti:
mariagiovanna.vezzalini@unimore.it
rossella.arletti@unimore.it