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PROGRAMMI DEI CORSI di CHIMICA A.A. 2007/2008 LAUREA TRIENNALE IN CHIMICA ................................................................................................... 5

I° ANNO (I° semestre).......................................................................................................................... 5 CHIMICA GENERALE ED INORGANICA– 15CFU........................................................................ 5

Modulo: CHIMICA GENERALE CON LABORATORIO (9CFU)................................................ 5 Modulo: COMPLEMENTI DI CHIMICA GENERALE (2CFU).................................................... 5 Modulo: CHIMICA INORGANICA - PRIMA PARTE (4CFU) ..................................................... 6

MATEMATICA – 9CFU...................................................................................................................... 7 Modulo: GEOMETRIA (6CFU)....................................................................................................... 7 Modulo: ANALISI MATEMATICA (3CFU) .................................................................................. 7

INFORMATICA - 6CFU...................................................................................................................... 7 Modulo: INFORMATICA (3CFU)................................................................................................... 7 Modulo: APPLICAZIONI DI INFORMATICA (3CFU)................................................................. 7

I° ANNO (II° semestre) ........................................................................................................................ 8 CHIMICA ANALITICA INORGANICA -12CFU.............................................................................. 8

Modulo: CHIMICA INORGANICA - SECONDA PARTE (3CFU)............................................... 8 Modulo: CHIMICA ANALITICA (9CFU) ...................................................................................... 9

CHIMICA ORGANICA 1 – 12CFU .................................................................................................. 10 Modulo: Chimica Organica 1 (6CFU) ............................................................................................ 10 Modulo: Laboratorio di Chimica Organica 1 (6CFU) .................................................................... 10

FISICA 1 – 6CFU ............................................................................................................................... 10 II° ANNO (I° semestre) ...................................................................................................................... 11 CHIMICA ORGANICA 1 – 15CFU .................................................................................................. 11

Modulo: Chimica Organica 1 (9CFU) ............................................................................................ 11 Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA ORGANICA 1 (6CFU) ............................................... 11

CHIMICA FISICA 1 – 15CFU........................................................................................................... 12 Modulo: CHIMICA FISICA 1 (9CFU) .......................................................................................... 12 Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA FISICA 1 (6CFU) ....................................................... 13

CHIMICA INORGANICA - 12CFU.................................................................................................. 14 Modulo: CHIMICA INORGANICA (6CFU)................................................................................. 14 Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA INORGANICA (6CFU).............................................. 14

CHIMICA ANALITICA 2 - 12CFU .................................................................................................. 15 Modulo: ELABORAZIONE DATI (2CFU)................................................................................... 15 Modulo: METODI SPETTROSCOPICI IN CHIMICA ANALITICA (4CFU)............................. 15 Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA ANALITICA (6CFU) ................................................. 16

III° ANNO (I° semestre)..................................................................................................................... 16 CHIMICA ORGANICA 2 – 12CFU .................................................................................................. 16

Modulo: CHIMICA ORGANICA 2 (6CFU).................................................................................. 16 Modulo: LABORATORIO CHIMICA ORGANICA 2 (6CFU) .................................................... 17

CHIMICA FISICA 2 – 12CFU........................................................................................................... 18 Modulo: SPETTROSCOPIA E TERMODINAMICA STATISTICA (6CFU) .............................. 18 Modulo: CINETICA CHIMICA (3CFU) ....................................................................................... 19

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Modulo:LABORATORIO DI CHIMICA FISICA 2 (3CFU) ........................................................ 19 CHIMICA BIOLOGICA – 6CFU....................................................................................................... 20 OPZIONALI II° o III° ANNO (II° semestre) .................................................................................... 20 CHIMICA AL CALCOLATORE – 6CFU......................................................................................... 20

Modulo: METODI DI CHIMICA AL CALCOLATORE (3CFU)................................................. 20 Modulo: CHIMICA AL CALCOLATORE (3CFU) ...................................................................... 20

CHIMICA AMBIENTALE – 6CFU................................................................................................... 21 CHIMICA DEL RESTAURO E DEI BENI CULTURALI – 6CFU ................................................. 22 OPZIONALI III° ANNO (II° semestre) ........................................................................................... 23 CHEMIOMETRIA – 6CFU................................................................................................................ 23 CHIMICA BIOORGANICA – 6CFU ................................................................................................ 24 CHIMICA DELLO STATO SOLIDO E DEI MATERIALI – 6CFU................................................ 25 SIMULAZIONI MOLECOLARI – 6CFU ......................................................................................... 26 SPETTROCHIMICA – 6CFU ............................................................................................................ 27

LAUREA TRIENNALE IN CHIMICA AMBIENTALE ...................................................................... 28

II° ANNO (I° semestre) ...................................................................................................................... 28 CHIMICA ORGANICA – 12CFU ..................................................................................................... 28

Modulo: CHIMICA ORGANICA (6CFU)..................................................................................... 28 Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA ORGANICA (6CFU) .................................................. 28

CHIMICA FISICA – 12 CFU............................................................................................................. 29 Modulo: CHIMICA FISICA (6CFU) ............................................................................................. 29 Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA FISICA (6CFU) ..........................................................29

ECOTOSSICOLOGIA – 6CFU.......................................................................................................... 30 II° ANNO (II° semestre)..................................................................................................................... 30 CHIMICA AMBIENTALE – 6CFU................................................................................................... 30 CHIMICA ANALITICA 2 - 12CFU .................................................................................................. 30

Modulo: ELABORAZIONE DATI (2CFU)................................................................................... 30 Modulo: METODI SPETTROSCOPICI IN CHIMICA ANALITICA (4CFU)............................. 30 Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA ANALITICA (6CFU) ................................................. 31

CHEMIOMETRIA – 6CFU................................................................................................................ 31 CHIMICA INFORMATICA AMBIENTALE – 6CFU...................................................................... 31 III° ANNO (I° semestre)..................................................................................................................... 32 CHIMICA BIOLOGICA – 6CFU....................................................................................................... 32 CHIMICA FISICA APPLICATA – 6CFU......................................................................................... 32 CHIMICA ORGANICA APPLICATA– 6CFU ................................................................................. 32

Modulo: CHIMICA ORGANICA APPLICATA (3CFU).............................................................. 32 Modulo: ASPETTI CHIMICI, APPLICAZIONI; RICICLO DI MAT. POLIMERICI (3CFU).... 32

GEOCHIMICA AMBIENTALE– 6CFU ........................................................................................... 33 TECNOLOGIE DI MONITORAGGIO AMBIENTALE– 6CFU...................................................... 33

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III° ANNO (II° semestre).................................................................................................................... 34 TECNOLOGIE CHIMICHE PER L’AMBIENTE– 12CFU.............................................................. 34

Modulo: TECNOLOGIE CHIMICHE PER L’AMBIENTE (6CFU)............................................. 34 Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA AMBIENTALE (6CFU) ............................................. 35

CHIMICA E MERCEOLOGIA DEGLI ALIMENTI– 6CFU............................................................35 CHIMICA INORGANICA APPLICATA – 6CFU ............................................................................ 36

LAUREA SPECIALISTICA IN SCIENZE CHIMICHE....................................................................... 37

I° semestre........................................................................................................................................... 37 CHIMICA FISICA 3 – 12CFU........................................................................................................... 37

Modulo: FORZE INTERMOLECOLARI IN SISTEMI FLUIDI (3CFU)..................................... 37 Modulo: DINAMICAIN SISTEMI FLUIDI (6CFU) ..................................................................... 38 Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA FISICA 3 (3CFU) ....................................................... 38

CHIMICA FISICA 4 – 12CFU........................................................................................................... 40 Modulo: SISTEMI COMPLESSI E IRREVERSIBILI (6CFU)..................................................... 40 Modulo: INDAGINI SU REAZIONI VELOCI (6CFU) ................................................................ 41

CHIMICA INORGANICA 2 – 12CFU .............................................................................................. 41 Modulo: STRUTTURA ED ENERGETICA DEI COMPOSTI (6CFU)........................................ 41 Modulo: TECNICHE DEL VUOTO IN CHIMICA (6CFU) ......................................................... 42

CHIMICA DEI MATERIALI – 12 CFU............................................................................................ 42 Modulo: CHIMICA DEI MATERIALI (6CFU) ............................................................................ 42 Modulo: LAB. DI CHIMICA DEI MATERIALI (6CFU) ............................................................. 42

CHIMICA ORGANICA 3 – 12 CFU ................................................................................................. 44 Modulo: INTERAZIONI DEBOLI E NANOSTRUTTURE (6CFU) ............................................ 44 Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA (6CFU) ................................................... 45

CHIMICA ORGANICA 4 – 12 CFU ................................................................................................. 46 Modulo: RELAZIONI STRUTTURA-PROPRIETA’ (4CFU) ...................................................... 46 Modulo: CHIMICA ORGANICA FISICA (2 CFU) ...................................................................... 47 Modulo: MODELLISTICA DI MOLECOLE ORGANICHE (6CFU) .......................................... 47

CHIMICA TEORICA E COMPUTAZIONALE 1 – 12 CFU............................................................ 48 Modulo: CHIMICA TEORICA (6CFU)......................................................................................... 48 Modulo: METODI TEORICI PER LA DINAMICA MOLECOLARE (3CFU)............................ 48 Modulo: DINAMICA MOLECOLARE DI SISTEMI SEMPLICI (3CFU)................................... 49

CHIMICA TEORICA E COMPUTAZIONALE 2 – 12 CFU............................................................ 49 Modulo: CHIMICA COMPUTAZIONALE (4CFU) ..................................................................... 49 Modulo: CALCOLI QUANTISTICI SU PIATTAFORME DISTRIBUITE (2CFU).................... 50 Modulo: METODI TEORICI E COMPUTAZIONALI PER SISTEMI COMPLESSI (6CFU).... 50

GESTIONE IN RETE DI BASI DI CONOSCENZE MOLECOLARI – 6CFU................................ 51 METODOLOGIE CHEMIOINFORMATICHE – 6CFU................................................................... 51 II semestre........................................................................................................................................... 52 CATALISI – 6CFU............................................................................................................................. 52 CHIMICA DEI COMPOSTI ETEROCICLICI – 6CFU .................................................................... 53 CHIMICA DEI POLIMERI – 6CFU.................................................................................................. 54 CHIMICA DELLE SOSTANZE ORGANICHE NATURALI – 6CFU ............................................ 54 CHIMICA METALLORGANICA – 6CFU ....................................................................................... 54 CHIMICA ORGANICA SUPERIORE – 6CFU................................................................................. 55

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CINETICA CHIMICA E DINAMICA MOLECOLARE – 6CFU..................................................... 55 CRISTALLOCHIMICA – 6CFU ....................................................................................................... 56 FISICA ATOMICA – 6CFU .............................................................................................................. 57 FOTOCHIMICA – 6CFU................................................................................................................... 58 LEGISLAZIONE E SICUREZZA NEI LABORATORI CHIMICI – 6CFU.................................... 59 MECCANISMI DI REAZIONE IN CHIMICA ORGANICA – 6CFU ............................................. 60 METODI MATEMATICI PER LA CHIMICA – 6CFU.................................................................... 60 RADIOCHIMICA – 6CFU................................................................................................................. 61 SPETTROSCOPIA MOLECOLARE – 6CFU................................................................................... 61 STEREOCHIMICA ORGANICA – 6CFU ........................................................................................ 62

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LAUREA TRIENNALE IN CHIMICA I° ANNO (I° semestre) CHIMICA GENERALE ED INORGANICA– 15CFU Modulo: CHIMICA GENERALE CON LABORATORIO (9CFU) Prof. Simonetta Cavalli Dip. di Chimica – Tel. 075-5855513 e-mail: cavalli@dyn.unipg.it Programma Stechiometria e teoria atomica della materia Leggi storiche della stechiometria. Determinazione delle masse atomiche e delle formule molecolari. Isotopi. La mole. Formule chimiche ed equazioni chimiche. Calcoli stechiometrici. Le Soluzioni Composizione e preparazione di soluzioni. Principi di solubilità. Proprietà colligative. Soluzioni non ideali. Equilibri ionici in acqua Modello di Brønsted-Lowry. Proprietà degli acidi e delle basi. Equilibri che coinvolgono acidi e basi deboli. Proprietà acido-base di soluzione saline. Soluzioni tampone. Indicatori acido-base. Trattazione esatta degli equilibri acido-base. Equilibri di solubilità. Precipitazione e prodotto di solubilità . Effetto dello ione a comune. Analisi gravimetrica Analisi per combustione e metodo gravimetrico indiretto. Formazione dei precipitati. Soprasaturazione e nucleazione. Filtrabilità, contaminazione e composizione dei precipitati. Campo d’applicazione e calcoli dell'analisi gravimetrica. La materia e la sua misura Dimensioni e unità fondamentali (Sistema Internazionale). Unità di concentrazione. Errore sperimentale. Precisione e accuratezza. Cifre significative. Grafici. Definizione e proprietà della distribuzione normale. Principio di funzionamento e modalità d'uso della bilancia analitica. Operazioni fondamentali di laboratorio. Norme generali di sicurezza e di comportamento. Esperienze di laboratorio Determinazione della formula chimica di un sale idrato. Determinazione del calore specifico di un metallo. Determinazione della massa atomica di un elemento. Verifica della legge di Boyle. Diagrammi di stato. Determinazione gravimetrica del ferro. Equilibri ionici in soluzione acquosa: idrolisi di sali; indicatori; soluzioni tampone. Velocità di una reazione chimica. Testi consigliati: D.A. Skoog, D.M. West e F.J. Holler, Fondamenti di Chimica Analitica, EdiSES S.r.l., Napoli 1998; B.H. Mahan e R.J. Myers , Chimica, CEA Casa Editrice Ambrosiana, Milano 1991. Modulo: COMPLEMENTI DI CHIMICA GENERALE (2CFU) Prof. Vincenzo Aquilanti Dip. di Chimica - Tel. 075-5855512 e-mail: aquila@dyn.unipg.it

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Programma Stabilità dei composti e reattività Cenni di termodinamica. Lavoro e calore. Primo principio: energia interna ed entalpia. Legge di Hess e termochimica. Reversibilità e spontaneità. Secondo principio: entropia ed energia libera. Equilibrio chimico e sua dipendenza dalla temperatura. Lavoro utile e trasformazione di energia chimica in energia elettrica. Cenni di cinetica chimica. Ordine di reazione e costanti di velocità. meccanismo globale e processi elementari. Equazioni di Arrhenius. Fotochimica. Reazioni a catena. Catalisi. Struttura atomica Modello di Bohr-Sommerfeld. Meccanica ondulatoria e indeterminazione: atomo idrogenoide, orbitali atomici, aufbau. Sistema periodico, potenziale di ionizzazione e affinità elettronica. Testi consigliati: MAHAN-MYERS, Chimica - 3 edizione Ambrosiana, Milano; MAHAN, Chimica - 2 Edizione, Ambrosiana, Milano; LIBERTI, Stechiometria, Veschi, Roma. Modulo: CHIMICA INORGANICA - PRIMA PARTE (4CFU) Prof. Gaia Grossi Dip. di Chimica – Tel. 075-5855510 e-mail: gaia@dyn.unipg.it Programma Lo stato gassoso Leggi di Boyle, Charles e Gay-Lussac. Equazione di stato dei gas ideali. Leggi di Dalton dei miscugli gassosi. Derivazione cinetica della legge di Boyle. Diffusione gassosa (Legge di Graham). Distribuzione delle velocità molecolari: funzione di distribuzione di Maxwell-Boltzmann. Verifica sperimentale della distribuzione della velocità. Capacità termiche dei gas. Gas ideali. Compressibilità. Equazione di Van der Waals. Forze intermolecolari. Lo stato solido e lo stato liquido Proprietà macroscopiche dei solidi. Cenni sui tipi di solidi: solidi ionici, molecolari, covalenti e metallici. Cenni sulla determinazione delle strutture dei solidi mediante raggi X. Cenni sulla teoria cinetica dello stato liquido. Transizioni di fase Energetica delle transizioni di fase. Tonalità termica e variazione di entalpia. Proprietà degli equilibri. L'equilibrio liquido-vapore. Dipendenza dalla temperatura della tensione di vapore. Equilibri solido/liquido, solido-vapore e solido-solido. Diagrammi di stato di sistemi ad un componente (H2O, CO, S). Regola delle fasi applicata ai sistemi ad un componente. Equilibri chimici Natura dell'equilibrio chimico. Costanti di equilibrio e loro significato. Effetto della concentrazione dell'equilibrio. Effetto della temperatura. Regola delle fasi applicata ad equilibri chimici. Reazioni di ossidoriduzione Numero di ossidazione e reazioni di ossidoriduzione. Potenziali elettrodici ed equazione di Nerst. Pile di ossidoriduzione e di concentrazione. Costanti di equilibrio di reazioni di ossidoriduzione. Elettrolisi. Accumulatori. Corrosioni. Testi consigliati: MAHAN-MYERS, Chimica - 3 edizione Ambrosiana, Milano; MAHAN, Chimica - 2 Edizione, Ambrosiana, Milano; LIBERTI, Stechiometria, Veschi, Roma.

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MATEMATICA – 9CFU Modulo: GEOMETRIA (6CFU) Prof. Giuliana Fatabbi Dip. di Matematica e Informatica - Tel. 075-5855020 e-mail: fatabbi@dipmat.unipg.it Programma Sistemi lineari e matrici Operazioni con matrici: somma e prodotto per numero, prodotto righe per colonne Soluzioni di sistemi lineari: matrici elementari, il metodo di Gauss Sistemi di coordinate:coordinate cartesiane, cambi di coordinate Spazi vettoriali e basi Prodotti scalari Ortogonalita` e ortonormalita` Matrici e trasformazioni lineari Endomorfismi e diagonaliazzazione Cenni di geometria nel piano e nello spazio Testi consigliati: L. Robbiano, Agebra Lineare per tutti, Springer Modulo: ANALISI MATEMATICA (3CFU) Prof. Massimo Giulietti Dip. di Matematica e Informatica - Tel. 075-5855021 e-mail: giuliet@dipmat.unipg.it Programma Funzioni Massimo e minimo,estremo superiore e inferiore Limiti di successioni Limiti di funzioni Funzioni continue Derivate Integrali Serie Testi consigliati: Marcellini-Sbordone, Elementi di Calcolo, Liguori Editore INFORMATICA - 6CFU Modulo: INFORMATICA (3CFU) Prof. Antonio Laganà Dip. di Chimica - Tel. 075-5855527 e-mail: lag@unipg.it Modulo: APPLICAZIONI DI INFORMATICA (3CFU) Prof. Stefano Crocchianti Dip. di Chimica – Tel.075-5855515 e-mail: croc@mail.dyn.unipg.it

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Programma A - Nozioni Teoriche 1) Architettura Computer (1 CFU) a) il microprocessore b) l'elaboratore monoprocessore c) reti e calcolo concorrente 2) Software di base (1 CFU) a) le rappresentazioni digitali b) connettori logici e operatori matematici c) gestione delle risorse e sistemi operativi 3) La logica della programmazione (1 CFU) a) le strutture della programmazione b) procedure di conteggio, accumulo e convergenza c) algoritmi elementari: ordinamento B - Esercitazioni e Laboratorio 1) Esperienza creazione file a) sistemi operativi: Unix, MS windows b) modifica di file in ambiente Unix: editor vi c) pacchetti di produttivita`: elaboratore documenti, foglio elettronico 2) Esperienza programmazione e trattamento dati a) linguaggi naturali e artificiali b) elementi di FORTRAN 77: variabili, operazioni, lettura e scrittura dati c) programmazione operazioni per vettori e matrici 3) Esperienza analisi statistiche a) programmazione distribuzione delle frequenze b) rappresentazioni grafiche Testi consigliati: Pagina web: http://www.chm.unipg.it/chimgen/mb/theo1/text/lpc/index.html A. LAGANA`, A. RIGANELLI, S. CROCCHIANTI, Note di Informatica, Morlacchi editore T.M.R. ELLIS, Programmazione strutturata in Fortran 77, Zanichelli M. CAPOVANI, O. MENCHI, Introduzione alla matematica computazionale, Zanichelli A.S. TENEBAUM, Architettura del computer, un approccio strutturale, Prentice Hall, International Jackson Libri I° ANNO (II° semestre) CHIMICA ANALITICA INORGANICA -12CFU Modulo: CHIMICA INORGANICA - SECONDA PARTE (3CFU) Prof. Vincenzo Aquilanti Dip. di Chimica - Tel. 075-5855512 e-mail: aquila@dyn.unipg.it Programma Struttura molecolare Energia di legame. Legame ionico e covalente. Risonanza, elettronegatività, polarità dei legami. Geometria molecolare e ibridazione. Legame idrogeno e legame metallico. Proprietà periodiche. Sistematica degli elementi Sistema periodico e proprietà chimiche e strutturali. Ossidi e idruri. Proprietà generali dei gruppi del

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sistema periodico e dei metalli di transizione. Configurazione elettronica degli elementi, numeri di ossidazione più comuni, struttura e reattività dei composti corrispondenti. Proprietà ossidoriduttive e stabilità in soluzione. Forza degli ossiacidi e delle basi, solubilità, anfoterismo. Complessi: numero di coordinazione, teoria di Pauling del legame di coordinazione, costanti di stabilità. Testi consigliati: Si useranno i testi degli insegnamenti di Chimica Generale e Inorganica I e Laboratorio e di Chimica Analitica 1. Modulo: CHIMICA ANALITICA (9CFU) Prof. Brunetto Chiari Dipartimento di Chimica - Tel. 075-5855523 e-mail: chiari@unipg.it Programma Aspetti teorici e pratici di un processo analitico. Fasi di una tipica analisi chimica quantitativa Criteri di fattibilità di un determinazione analitica Aspetti generali delle titolazioni volumetriche Preparazione di soluzioni a concentrazione nota Titolazioni per precipitazione Curve di titolazione teoriche e sperimentali Criteri per individuare il punto equivalente nelle curve di titolazione simmetriche e non simmetriche Titolazione di alogenuri secondo Mohr e Fajans Titolazioni di Neutralizzazione Equazioni di curve di titolazione acido-base per sistemi forti e deboli monoprotici e poliprotici Studio delle correlazioni tra i grafici del potere tampone in funzione del pH, per sistemi acido-base anche complessi, e le curve di titolazione. Indicatori acido-base bicolorati e a comparsa di colore Metodi potenziometrici e conduttometrici per la determinazione del punto equivalente Titolazioni Complessometriche Uso di agenti chelanti (in particolare dell'E.D.T.A.) e criteri per individuare le condizioni sperimentali ottimali per la determinazione di un generico analita Indicatori metallocromici Titolazioni dirette, indirette, per spostamento e selettive di più metalli Titolazioni di Ossidoriduzione Stabilità delle coppie redox in soluzione acquosa Potenziale al punto equivalente Permanganatometria, Iodometria diretta e indiretta Analisi Qualitativa Soluzione per la ricerca degli anioni Proprietà chimiche e reazioni di riconoscimento degli anioni e in particolare: alogenuri, anioni dello zolfo, arsenico, fosforo e carbonio Analisi qualitativa dei cationi Soluzione per la ricerca dei cationi Separazione dei cationi in gruppi analitici Separazione e riconoscimento dei cationi che formano idrossidi e carbonati insolubili Testi consigliati: D.A. SKOOG, D.M. WEST, F.G. HOLLER, " Fondamenti di Chimica analitica II edizione EdiSES , Napoli.

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A. ARANEO, Chimica Analitica Qualitativa, Ed. Zanichelli, Bologna. CHIMICA ORGANICA 1 – 12CFU Modulo: Chimica Organica 1 (6CFU) Prof. Aldo Taticchi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855537 e-mail: taticchi@unipg.it Programma Ibridizzazione del carbonio. Forze intermolecolari. Isomeria. Alcani e cicloalcani. Analisi conformazionale. Combustione ed alogenazione. Petrolio, gas naturale, carbone. Elementi di stereochimica. Alcheni. Reazioni di addizione. Alchini. Dieni. Alogenuri alchilici. Reazioni di sostituzione nucleofila e di eliminazione. Alcooli, Eteri ed epossidi. Il benzene e l’aromaticità. Proprietà chimiche dei composti aromatici. Reazioni di sostituzione elettrofila. Reazioni di sostituzione nucleofila. Fenoli. Idrocarburi policiclici aromatici. Aldeidi e chetoni. Addizione nucleofila al gruppo carbonilico. Reazioni al carbonio α. Reazioni via enolo e ioni enolato. Acidi carbossilici: sintesi, acidità reattività. Derivati degli acidi carbossilici. Cloruri acilici, anidridi, esteri, ammidi. Chetoacidi. Chetoesteri. Composti dicarbonilici. Sintesi malonica e acetacetica. Polimeri e polimerizzazione. Testi consigliati: M.A. FOX , J.K. WHITESELL, Chimica Organica, EdiSES. W.A. BROWN, Chimica Organica, EdiSES. Modulo: Laboratorio di Chimica Organica 1 (6CFU) Prof. Lucio Minuti Dip. di Chimica – Tel. 075-5855545 e-mail: lucio@unipg.it Programma Prevenzione e sicurezza in laboratorio. Incidenti e pronto soccorso. Vetreria di laboratorio. Tecniche di isolamento e purificazione: Filtrazione per gravità e sotto vuoto. Cristallizzazione ed essiccamento dei cristalli. Il punto di fusione. Estrazione con solventi. Distillazione semplice e frazionata, distillazione a pressione atmosferica e sotto vuoto, distillazione in corrente di vapore. Cromatografia di adsorbimento e di ripartizione: cromatografia su colonna, su strato sottile, su carta; cenni di gascromatografia e di cromatografia ad alta risoluzione (HPLC). Letteratura chimica e ricerca bibliografica. Esercitazioni di Laboratorio: Vengono eseguite 8-10 esercitazioni pratiche riguardanti la preparazione, separazione, purificazione e caratterizzazione di alcuni composti organici. Testi consigliati D.L. Pavia, G.M. Lampman, G.S. Kriz, Il Laboratorio di Chimica Organica, Ed. Sorbona, Milano. A.I. VOGEL, Chimica Organica Pratica, II Ed., Casa Editrica Ambrosiana, Milano. FISICA 1 – 6CFU Prof. Antonio Codino

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Dip. di Fisica - Tel. 075-5852743 e-mail: antonio.codino@pg.infn.it Programma 1) Introduzione. Introduzione al metodo sperimentale. Concetto di misura. Le unità di misura. Ripetibilità delle misure. Concetto di errore di misura.. Teoria degli errori. Propagazione degli errori. Teoria statistica degli errori. 2) Meccanica. Cinematica del punto. Dinamica del punto. Energia e conservazione dell’energia. Dinamica dei sistemi di particelle. Statica dei corpi rigidi. Statica e dinamica dei fluidi. Forza gravitazionale ed introduzione al concetto di campo. 3) Elettricità. Cariche e forza elettrica. Campi elettrostatici. Campi elettrici nel vuoto e nella materia. Conduttori ed isolanti. Legge di Ohm e circuiti. Campi magnetici. Sorgenti del campo magnetico. Induzione elettromagnetica. 4) Fenomeni ondulatori. Le onde e loro propagazione. Le onde acustiche. Le onde elettromagnetiche. Ottica geometrica.Interferenza. Rifrazione. Diffrazione. Testi consigliati: P. MAZZOLDI, M. NIGRO, C. VOCI, Fisica, Vol. 1, 2, EdiSES, Napoli. D. HALLIDAY, R. RESNIK, K.S. KRANE, Fondamenti di fisica, Casa Editrice Ambrosiana, Milano. II° ANNO (I° semestre) CHIMICA ORGANICA 1 – 15CFU Modulo: Chimica Organica 1 (9CFU) Prof. Aldo Taticchi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855537 e-mail: taticchi@unipg.it Programma Ibridizzazione del carbonio. Forze intermolecolari. Isomeria. Alcani e cicloalcani. Analisi conformazionale. Combustione ed alogenazione. Petrolio, gas naturale, carbone. Elementi di stereochimica. Alcheni. Reazioni di addizione. Alchini. Dieni. Alogenuri alchilici. Reazioni di sostituzione nucleofila e di eliminazione. Alcooli, Eteri ed epossidi. Il benzene e l’aromaticità. Proprietà chimiche dei composti aromatici. Reazioni di sostituzione elettrofila. Reazioni di sostituzione nucleofila. Fenoli. Idrocarburi policiclici aromatici. Aldeidi e chetoni. Addizione nucleofila al gruppo carbonilico. Reazioni al carbonio α. Reazioni via enolo e ioni enolato. Acidi carbossilici: sintesi, acidità reattività. Derivati degli acidi carbossilici. Cloruri acilici, anidridi, esteri, ammidi. Chetoacidi. Chetoesteri. Composti dicarbonilici. Sintesi malonica e acetacetica. Polimeri e polimerizzazione. Testi consigliati: M.A. FOX , J.K. WHITESELL, Chimica Organica, EdiSES. W.A. BROWN, Chimica Organica, EdiSES. Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA ORGANICA 1 (6CFU) Prof. Lucio Minuti Dip. di Chimica – Tel. 075-5855545 e-mail: lucio@unipg.it Programma Prevenzione e sicurezza in laboratorio. Incidenti e pronto soccorso. Vetreria di laboratorio. Tecniche di isolamento e purificazione: Filtrazione per gravità e sotto vuoto.

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Cristallizzazione ed essiccamento dei cristalli. Il punto di fusione. Estrazione con solventi. Distillazione semplice e frazionata, distillazione a pressione atmosferica e sotto vuoto, distillazione in corrente di vapore. Cromatografia di adsorbimento e di ripartizione: cromatografia su colonna, su strato sottile, su carta; cenni di gascromatografia e di cromatografia ad alta risoluzione (HPLC). Letteratura chimica e ricerca bibliografica. Esercitazioni di Laboratorio: Vengono eseguite 8-10 esercitazioni pratiche riguardanti la preparazione, separazione, purificazione e caratterizzazione di alcuni composti organici. Testi consigliati D.L. Pavia, G.M. Lampman, G.S. Kriz, Il Laboratorio di Chimica Organica, Ed. Sorbona, Milano. A.I. VOGEL, Chimica Organica Pratica, II Ed., Casa Editrica Ambrosiana, Milano. CHIMICA FISICA 1 – 15CFU Modulo: CHIMICA FISICA 1 (9CFU) Prof. Giovanna Favaro Mazzucato Dip. di Chimica - Tel. 075-5855573 e-mail: favaro@unipg.it Programma 1) TERMODINAMICA Generalità. Sistemi termodinamici, funzioni di stato, grandezze parziali molari. Forze intermolecolari. Equazioni di stato di sistemi in fase gassosa e condensata. Equazione di Van der Waals, stato critico, principio degli stati corrispondenti e valutazione del fattore di compressibilità di gas reali puri e in miscela. Calore; lavoro. 1° Principio della termodinamica. Esperienze di Joule. Energia interna; entalpia. Capacità termiche a volume e pressione costante. Pressione interna. Processi isotermi e adiabatici reversibili e irreversibili. Termochimica: leggi, calorimetria. Entalpie di formazione, combustione, atomizzazione dei composti chimici. Entalpia di legame e di risonanza. Equazione di Kirchhoff. Bilanci termici. 2° Principio della termodinamica. Entropia: approccio termodinamico e statistico. Ciclo e teorema di Carnot. Diseguaglianza di Clausius. Entropia come criterio di spontaneità e di equilibrio. Funzioni ausiliarie: funzioni di lavoro ed energia libera. Condizioni di equilibrio in sistemi chiusi: equazione di Gibbs-Helmholtz. Relazioni termodinamiche fondamentali ed equazioni termodinamiche di stato. Potenziale chimico. Equazione di Gibbs-Duhem. 3° Principio della termodinamica. Comportamento della materia in prossimità dello zero assoluto. Entropie assolute e loro utilizzazione. Applicazioni dei principi della Termodinamica. Sistemi gassosi perfetti e reali: potenziale chimico, fugacità, coefficienti di fugacità, diagrammi di Newton e regola di Lewis-Randall. Sistemi polifase: deduzione termodinamica della regola delle fasi, equazione di Clausius-Clapeyron; leggi di Raoult e di Henry; equazione Duhem-Margules. Potenziale chimico e convenzioni sugli stati standard nelle soluzioni. Distillazione. Analisi termica. 2) MECCANICA QUANTISTICA E STRUTTURA Introduzione. Natura ondulatoria e corpuscolare delle particelle e delle radiazioni. Il corpo nero. Effetto fotoelettrico. Effetto Compton. Esperienza di Davisson e Germer. Dinamica dei sistemi microscopici e principi della meccanica quantistica. Equazione di Schrödinger. Quantizzazione. Operatori e osservabili. Principio di indeterminazione. Trattamento dei sistemi modello. Particella nella scatola; oscillatore armonico; rotatore rigido

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bidimensionale e tridimensionale. Spettri atomici e struttura atomica. Assorbimento, emissione, probabilità di transizione. Trattamento quanto meccanico per l'atomo di idrogeno e spettro dell'atomo di idrogeno. Modello vettoriale per sistemi mono e polielettronici; numeri quantici L, S, J; accoppiamenti LS e jj. Quantizzazione spaziale: effetto Zeeman normale e anomalo. Deduzione dei termini degli stati fondamentali ed eccitati in base al pricipio di Pauli e alle regole di Hund. Diamagnetismo; paramagnetismo; effetto magneto-calorico. Testi consigliati: P. W. ATKINS, Chimica Fisica, Ed. Zanichelli, Bologna 1989;

W. J. MOORE, Chimica fisica, 4a ediz. Piccin, Padova 1990; M. G. BETTOLI e M. MASTRAGOSTINO, Problemi di Termodinamica con risoluzione, Ed. Corso, Bologna. Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA FISICA 1 (6CFU) Prof. Aldo Romani Dip. di Chimica - Tel. 075-5855620 e-mail: romani@unipg.it Programma 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. Elettrochimica dell'equilibrio (soluzioni ioniche) Equilibri in soluzione. Potenziale chimico ed attività degli ioni in soluzione. La conducibilità ionica, il numero di trasporto e la loro determinazione sperimentale. Teoria di Debye-Huckel e sua applicazione per la stima dei coefficienti di attività e della conducibilità di elettroliti (eqs. 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: cenni sul potenziale di giunzione interliquido. Equazione di Nernst. Convenzione sulle pile. Termodinamica delle celle elettrochimiche. Tipi di elettrodi. Applicazione delle misure di f.e.m.: prodotto di solubilità e costanti di dissociazione. Elettrochimica dinamica Concetti principali e applicazioni: Polarografia , celle a combustibile. Trattamento dei dati sperimentali Presentazione dei dati, Calcolo dell’errore e della sua propagazione nelle misure sperimentali. Durante il corso verranno svolte esercitazioni numeriche riguardanti gli argomenti trattati. Esercitazioni di laboratorio Vengono eseguite 4 esperienze sui seguenti argomenti: Termochimica (calori di combustione); Equilibri (diagrammi di equilibrio di fase liquido-vapore di soluzioni binarie; equilibrio chimico in fase gassosa); Soluzioni (volumi parziali molari); Elettrochimica (numeri di trasporto; verifica dell'equazione di Onsager sulle conducibilità ioniche). Testi consigliati: P.W. ATKINS, Chimica Fisica, Ed. Zanichelli, Bologna; W.J. MOORE, Chimica fisica, Piccin, Padova; SILLEN, LANGE, GABRIELSON, Problemi di Chimica Fisica, Piccin, Padova; Integrati mediante appunti di lezione.

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II° ANNO (II° semestre) CHIMICA INORGANICA - 12CFU Modulo: CHIMICA INORGANICA (6CFU) Prof. Antonio Sgamellotti Dip. di Chimica - Tel. 075-5855516 e-mail: sgam@thch.unipg.it Programma Fondamenti di meccanica quantistica. Operatori. Equazioni agli autovalori. Variabili dinamiche ed osservabili. Effetto fotoelettrico. Principio di indeterminazione. Struttura elettronica degli atomi idrogenoidi. Equazioni di Schrödinger in coordinate cartesiane e polari. Parte radiale e angolare degli atomi idrogenoidi. Forma degli orbitali s, p, d, f. Atomi polielettronici. Spin elettronico e principio di Pauli. Costanti di schermo. Termini spettroscopici. Legame covalente. Molecola di idrogeno. Principio delle variazioni. Metodo MO e metodo VB. Applicazione ad alcune molecole biatomiche omonucleari ed eteronucleari. Metodo di Hückel. Sistemi con elettroni π coniugati. Chimica dei composti di coordinazione. Concetti fondamentali di simmetria. Legame nei composti di coordinazione. Teoria del campo cristallino. Teoria del campo dei leganti. Serie spettrochimica. Effetto Jahn Teller. Complessi ad alto e basso spin. Complessi quadrato-planari. Isomeria geometrica ed ottica. Teoria degli orbitali molecolari. Reazioni dei complessi: stabilità, instabilità, labilità ed inerzia. Proprietà spettroscopiche e magnetiche dei composti di coordinazione. Composti metallorganici: legame metallo-carbonile e metallo-olefina. Ciclopolieni aromatici. Metalloceni. Chimica dello stato solido. Cristalli ionici. Ciclo di Born-Haber. Energie reticolari. Raggi ionici. Conducibilità ionica ed elettroliti solidi. Struttura elettronica dei solidi, struttura a bande, curve N(E). Conducubilità elettrica. Isolanti, semiconduttori, conduttori, superconduttori elettronici. Testi consigliati: D.F. SHRIVER, P.W. ATKINS, C.H. LANGFORD, Chimica Inorganica, Zanichelli. Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA INORGANICA (6CFU) Prof.ssa Paola Belanzoni Dip. di Chimica - Tel. 075-5855526 e-mail: paola@thch.unipg.it Programma Richiami sulle strutture elettroniche degli atomi e sulla natura del legame chimico. Esperienza di laboratorio: semplificazioni di simmetria nel calcolo delle funzioni d'onda HMO (Hückel molecular orbital) con applicazioni a sistemi π coniugati. Idrogeno: reazioni; idruri salini metallici e molecolari; propriet\`a acide di idracidi, ossiacidi e acquo-complessi; legame a idrogeno. I metalli alcalini e alcalino-terrosi: proprietà generali degli elementi; ossidi, perossidi e superossidi. Il boro e i borani: proprietà e strutture; gli altri elementi del III gruppo del blocco p. Il carbonio e le sue forme allotropiche: diamante, grafite e fullereni; proprietà e strutture; nanotubi; composti di intercalazione della grafite. Esperienza di laboratorio: visualizzazione al calcolatore di geometrie molecolari e calcolo di sistemi complessi con il metodo MO. Il silicio e i silicati, siliconi e polifosfazeni: proprietà e strutture; gli altri elementi del gruppo IV del blocco p.

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Elementi del V gruppo del blocco p: tipi di legame e geometrie molecolari; caratteristiche chimiche e strutturali degli ossidi; ossiacidi del fosforo. Elementi del gruppo VI del blocco p: caratteristiche chimiche e strutturali; ossidi e solfuri. Elementi del VII gruppo del blocco p: proprietà redox degli elementi; composti interalogenici. Dipendenza del potenziale redox dal pH. Esperienza di laboratorio: potere ossidante delle coppie H3AsO4/H3AsO3, HNO2/NO, in funzione del pH; disproporzione di I2 in ambiente acido indotta dalla precipitazione di AgI. Silicati con struttura a strati: argille con strati neutri e carichi; analogia fra argille cariche ed idrotalciti; silicati con struttura tridimensionale: feldspati e zeoliti; proprietà catalitiche, di setaccio molecolare e scambio ionico delle zeoliti. Esperienza di laboratorio: proprietà di scambio ionico della zeolite 13X, formazione di complessi all'interno della zeolite. Esperienza di laboratorio: misure spettroscopiche con strumenti portatili su materiali ceramici di interesse storico-artistico. Gas nobili: geometrie molecolari e proprietà chimiche dei composti dello xenon. Esperienza di laboratorio: calcolo della struttura elettronica di composti di coordinazione con diversa simmetria. Anomalie periodiche ed effetti relativistici. Testi consigliati: Consultare il docente. CHIMICA ANALITICA 2 - 12CFU Modulo: ELABORAZIONE DATI (2CFU) Prof. Sergio Clementi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855613 e-mail: sergio@chemiome.chm.unipg.it Programma Richiami di statistica tradizionale. Media, varianza e deviazione standard. Funzioni di distribuzione. Valori critici. Intervalli di confidenza. Analisi di regressione ed analisi di correlazione. Analisi di regressione lineare multipla. Multicollinearità. Cenni di analisi statistica multivariata. Testi consigliati: Consultare il docente Modulo: METODI SPETTROSCOPICI IN CHIMICA ANALITICA (4CFU) Prof. Tiziana Del Giacco Dip. di Chimica – Tel. 075-5855559 e-mail: dgiacco@unipg.it Programma Metodi analitici Classificazione dei metodi analitici. Metodi strumentali. Strumenti per l’analisi. La scelta del metodo analitico. Sensibilità. Limite di rivelabilità. Selettività. Sorgenti di rumore nell’analisi strumentale. Rapporto segnale/rumore. Metodi spettroscopici Lo spettro elettromagnetico. Interazione tra radiazione e materia. Tecniche ottiche di analisi. Spettroscopia di assorbimento e di emissione.

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Spettrofotometria ultravioletta/visibile. Assorbimento nell’UV/visibile. Origine del colore. Legge dell’assorbimento. Strumentazione: sorgenti, selettori di lunghezza d’onda, rivelatori di radiazione, sistemi di lettura. Tipi di strumento. Contenitori del campione. Spettrofotometria infrarossa. Assorbimento nell’ IR. Vibrazioni molecolari. Spettri IR. Parametri caratteristici delle bande. Strumentazione: spettrofotometri a dispersione e a trasformata di Fourier (FT-IR). Sistemi di preparazione del campione. Analisi in riflettanza.. Spettroscopia di Assorbimento Atomico. Spettri atomici, generalità. Sistemi a multipletti. Ampiezza delle righe. Atomizzazione in fiamma ed in fornetto. Ampiezza spettrale di banda passante, dispersione, prismi e reticoli.Strumentazione: lampade a catodo cavo ed altri tipi di sorgenti, rivelatori. Testi consigliati: D.A.SKOOG, J.J.LEARY, Chimica analitica strumentale, Ed. EdiSES, Napoli. Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA ANALITICA (6CFU) Prof. Gianfranco Bellachioma Dip. di Chimica - Tel. 075-5855577 e-mail: bellach@unipg.it Programma Cromatografia, aspetti teorici generali, gascromatografia: strumentazione, colonne, iniettori, rivelatori GC/MS. HPLC: strumentazione, colonne, iniettori, rivelatori. Metodi di analisi qualitativi e quantitativi, tecniche di preparazione del campione, tecniche di iniezione selettiva, Sviluppo di un metodo di analisi, controllo qualità, certificazione, legislazione. Parte pratica: -Esperienze di applicazione delle tecniche cromatografiche per analisi nei settori ambientali, alimentari,ambientali, biologici e dei beni culturali. -Applicazioni della spettroscopia di assorbimento atomico: determinazioni quantitative in liquidi biologici ed industriali. -Analisi qualitativa. Analisi quantitativa dalla misurazione dell’assorbimento UV/visibile: campi di applicazione, procedure di analisi, accuratezza dell’analisi. Titolazioni fotometriche. -Analisi quantitativa all’IR. -Elaborazione dati con metodi di analisi statistica multivariata Testi consigliati Consultare il docente III° ANNO (I° semestre) CHIMICA ORGANICA 2 – 12CFU Modulo: CHIMICA ORGANICA 2 (6CFU) Prof. Francesco Fringuelli Dip. di Chimica - Tel. 075-5855536 e-mail: frifra@unipg.it Programma Acidi carbossilici: Sintesi. Acidità. Reattività. Derivati degli acidi carbossilici: Sintesi. Reattività. La reazione di sostituzione nucleofila acilica. Composti organici dell'azoto:

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Ammine: basicità, sintesi, reattività, sali di alchilammonio. Amminoacidi e proteine: sintesi e struttura. Ammine eterocicliche: aziridine, pirrolo, piridina. Diazoderivati e nitrili. Composti organici dello zolfo e del fosforo: importanza degli orbitali d.-Zolfo e Fosforo come nucleofili e come elettrofili. Ilidi. -Fosfogliridi e Fosfolipidi. Acidi nucleici. Composti eterociclici dello zolfo e del fosforo. Composti bifunzionali: Chetoalcoli. Chetoacidi. Chetoesteri. Composti dicarbonilici. Sintesi molonica e acetocetica. Lipidi. Stereochimica: Descrittori stereochimici. Chiralità ed elementi di simmetria. Chirotopicità e stereogenia. Elementi di prostereoisomerismo. Proprietà chiroptiche. Sintesi diastereo ed enantioselettive. Reattività conformazionale. Carboidrati: Principali reazioni dei carboidrati. Struttura del (+)glucosio, aldoesosi e aldopentosi connessi. Struttura del (+)cellobiosio, (+)maltosio, (+)lattosio, (+)saccarosio. Struttura dell'amido, cellulosa e glicogeno. Testi consigliati: MORRISON, BOYD, Chimica organica, VI ed., Editrice Ambrosiana; P. VOLLHARDT, Chimica organica, Ed. Zanichelli; W.H. BROWN, Chimica organica, EdiSES, Napoli 1996; E.L. ELIEL, S.H. WILEN, Stereochemistry of Organic Compounds, Wiley 1994. Modulo: LABORATORIO CHIMICA ORGANICA 2 (6CFU) Prof. Raimondo Germani Dip. di Chimica - Tel. 075-5855548/5632 e-mail: germani@unipg.it Programma Parte teorica Identificazione spettroscopica delle strutture di composti organici: Spettroscopia Infrarosso (IR). Introduzione. Molecola biatomica come un oscillatore armonico. Equazioni fondamentali. Comportamento anarmonico. Significato fisico della costante di forza. Assorbimento della radiazione infrarossa. Molecole poliatomiche. Gradi di libertà vibrazionali. Bande principali di stiramento e di deformazione. Bande secondarie di sovratono e di accoppiamento. L’approssimazione di gruppo. Spettro IR : aspetti pratici relativi alla modalità di registrazione e di preparazione del campione. Rassegna delle frequenze caratteristiche e diagnostiche per l’individuazione dei principali gruppi funzionali. Esame degli spettri IR di: alcani, alcheni, dieni, alchini, composti aromatici, alcoli, fenoli, eteri, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici e derivati acilici, nitrili ed ammine. Studio dell’effetto induttivo e mesomerico, studio dell’effetto delle dimensioni di anello in composti ciclici, studio dell’effetto del solvente e del legame ad idrogeno inter- e intra-molecolare sulle bande di assorbimento dei vari gruppi funzionali. Esempi di interpretazione di spettri IR di molecole organiche di media complessità strutturale. Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare Protonica (1H NMR). Introduzione. Proprietà magnetiche dei nuclei. Principio fisico della risonanza magnetica. Cenni sulla strumentazione. Lo spostamento chimico e la costante di schermo. Studio degli effetti induttivo, anisotropico, sterico, del solvente e del legame ad idrogeno sullo spostamento chimico. Accoppiamento spin-spin. Sprettri del primo ordine. Sistemi di spin del tipo: AXn , AmXn e AMX. Spettri di non primo ordine. Sistemi di spin AB, e ABX. Equivalenza chimica e magnetica. Semplificazione di spettri complessi. Uso del deuterio. La costante di accoppiamento: geminale, vicinale e a lunga distanza. Fattori che influenzano la costante

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di accoppiamento. Esempi di interpretazione di spettri 1H NMR di molecole organiche di media complessità strutturale. Parte Sperimentale Vengono eseguite 7-8 esperienze pratiche, riguardanti la preparazione di composti organici in uno o più passaggi sintetici; successiva purificazione e caratterizzazione chimico-fisica e spettroscopica mediante le tecniche sopra citate. Testi consigliati: A.I. VOGEL, Chimica Organica Pratica, Editrice Ambrosiana; Dispense del titolare del corso reperibili presso il Dipartimento di Chimica. CHIMICA FISICA 2 – 12CFU Modulo: SPETTROSCOPIA E TERMODINAMICA STATISTICA (6CFU) Prof. Fausto Elisei Dip. di Chimica – Tel. 075-5855588 e-mail: elisei@unipg.it Programma SPETTROSCOPIA Spettroscopia molecolare Emissione ed assorbimento della luce: regole di selezione, larghezza ed intensità delle righe. Spettroscopia rotazionale: modello del rotatore rigido. Interpretazione degli spettri rotazionali di molecole biatomiche e poliatomiche lineari. Determinazione delle distanze di legame. Spettroscopia vibrazionale: modello dell'oscillatore armonico, anarmonicità. Funzioni di energia potenziale di molecole biatomiche. Spettri vibrazionali di molecole poliatomiche. Modi normali di vibrazione. Fondamenti di teoria dei gruppi. Frequenze di gruppo. Spettroscopia elettronica: Orbitali molecolari. Spettri elettronici. Probabilità di transizione. Principio di Frank-Condon. dissociazione e predissociazione. Spettri di assorbimento e di emissione. Spettri elettronici di complessi a trasferimento di carica (equazione di Benesi-Hildebrand) e di coloranti organici coniugati (teoria di Kuhn). Analisi quantitativa spettrofotometrica. Spettrofotometri UV-VIS ed IR; fluorimetri. Effetto laser. MECCANICA E TERMODINAMICA STATISTICA Legame chimico Legame chimico: metodi del legame di valenza e degli orbitali molecolari. Semplici applicazioni della teoria dei gruppi. 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. Funzioni di ripartizione dei gas reali (cenno) e dei solidi cristallini. Statistiche quantistiche: Bose-Einstein e Fermi-Dirac. Testi consigliati: P. W. ATKINS, Chimica Fisica, 4a edizione italiana, Zanichelli, Bologna, 2004. W. J. MOORE, Chimica Fisica, 4a ediz., Piccin, Padova, 1979. - oppure la traduzione italiana di Basic Physical Chemistry (1983) (Piccin, 1990). G. K. VEMULAPALLI, Chimica Fisica (1993), traduzione italiana, Ed. EdiSes, Napoli 1995. D. A. Mc Quarrie and J. D. Simon, Physical Chemistry – A molecular approach, University Science

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Modulo: CINETICA CHIMICA (3CFU) Prof. Piergiorgio Casavecchia Dip. di Chimica - Tel. 075-5855514 e-mail: piero@dyn.unipg.it Programma 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. Tecniche sperimentali. Teorie della velocità delle reazioni chimiche Superfici di energia potenziale. Teoria delle collisioni. Teoria dello stato di transizione. Dinamica di reazione. Cinetica dell'atmosfera (cenni). Reazioni unimolecolari. Reazioni in soluzioni liquide. Reazioni su superfici solide. Catalisi eterogenea. Testi consigliati: D. A. MC QUARRIE AND J. D. SIMON, Physical Chemistry – A molecular approach, University Science Books (1997); M. J. PILLING AND P. W. SEAKINS, Reaction Kinetics, Oxford University Press (1995). Modulo:LABORATORIO DI CHIMICA FISICA 2 (3CFU) Prof.ssa Anna Spalletti Dip. Chimica - Tel. 075-5855575 e-mail: faby@unipg.it Programma Fotochimica Produzione e decadimento di stati eccitati. Transizioni radiative e non-radiative; accoppiamenti vibronico e spin-orbita. Fotoreazioni: misura di resa quantica e meccanismi. Confronto fra cinetiche termiche e fotochimiche. Fotosensibilizzazione. Trasferimento di energia, carica e protone nello stato eccitato. Tecniche stazionarie e pulsate. Esercitazioni di laboratorio Vengono eseguite 8-10 esercitazioni pratiche sui seguenti argomenti: a) Cinetica chimica: determinazione dell'ordine e della costante di velocità di reazioni chimiche.Cinetiche enzimatiche. b) Momenti di dipolo e struttura molecolare. c) Spettrofotometria infrarossa e Raman: spettri rotazionali, spettri vibrazionali e vibrorotazionali di molecole biatomiche e poliatomiche; frequenze di gruppo. d) Spettrofotometria UV-VIS: determinazione spettrofotometrica di costanti di equilibrio (indicatori, complessi a trasferimento di carica); spettro elettronico di molecole biatomiche in fase gassosa ad elevata risoluzione. Spettri elettronici di coloranti organici. e) Fotochimica: rendimenti quantici e reazioni fotochimiche; spegnimento di fluorescenza. f) Applicazioni di metodi di calcolo quantomeccanico per la determinazione di grandezze chimicofisiche.

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Testi consigliati: P. W. ATKINS, Physical Chemistry, 4a ediz. (inglese), Oxford University Press (1990); W. J. MOORE, Chimica Fisica, 4a ediz., Piccin, Padova, 1979; - oppure la traduzione italiana di Basic Physical Chemistry (1983) (Piccin, 1990); G. K. VEMULAPALLI, Chimica Fisica (1993), traduzione italiana, Ed. EdiSes, Napoli 1995; Completati da appunti di lezione. CHIMICA BIOLOGICA – 6CFU Prof. Carlo A. Palmerini Dip. Sc. Biochim. e Biotecnol. Molec. - Tel. 075-5857444 e-mail: crlpal@unipg.it Programma Cellula:Cellule eucariotiche e procariotiche. Organuli subcellulari. Virus. Amminoacidi e loro principali proprietà . Il legame peptidico. Proteine: Funzioni e struttura. I livelli di strutturazione proteica: primaria, secondaria, terziaria, quaternaria: caratteristiche chimiche ed implicazioni biologiche. In particolare: proteine globulari e fibrose, collagene, cheratina, mioglobina ed emoglobina. Emoglobina. Proprietà allosteriche Enzimi: natura chimica e classificazione. Coenzimi e vitamine. Cinetica della catalisi enzimatica. Regolazione dell’attività enzimatica. Inibizione enzimatica. Acidi nucleici. Basi azotate. Nucleosidi e nucleotidi. Struttura DNA ed RNA.. Codice genetico. Carboidrati: mono, oligo e polisaccaridi – strutture e proprietà Lipidi. Trigliceridi, fosfolipidi colesterolo e suoi derivati. Lipidi delle membrane con aspetti funzionali. Introduzione al metabolismo Cinetica e termodinamica -I principi della termodinamica – Equilibri delle reazioni - Ciclo dell’ATP, ossidoriduzioni cellulari. Catabolismo glicidico: glicolisi, neoglicogenesi, glicogenosintesi e glicogenolisi, fermentazione e metabolismo ossidativo. Catabolismo lipidico: ossidazione degli acidi grassi e chetogenesi Catabolismo delle proteine. Reazione di transamminazione e deamminazione – ciclo dell’urea, aspetti metabolici degli scheletri carboniosi: Amminoacidi glico e chetogenetici.. Metabolismo terminale: Il ciclo citrico. Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa Testi consigliati: P. RITTER , Fondamenti di Biochimica , Zanichelli. L STREYER , Biochimica , Zanichelli (consultazione). A. LEHNINGER, Principi di Biochimica , Zanichelli (consultazione). OPZIONALI II° o III° ANNO (II° semestre) CHIMICA AL CALCOLATORE – 6CFU Modulo: METODI DI CHIMICA AL CALCOLATORE (3CFU) Prof. Antonio Laganà Dip. di Chimica - Tel. 075-5855527 e-mail: lag@unipg.it Modulo: CHIMICA AL CALCOLATORE (3CFU)

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Prof. Stefano Crocchianti Dip. di Chimica – Tel.075-5855515 e-mail: croc@mail.dyn.unipg.it Programma A) NOZIONI TEORICHE 1) Modelli molecolari per il calcolatore (1 CFU) a) trattazione classica delle collisioni bimolecolari b) potenziali modello di campo centrale e applicazioni teoria cinetica e scattering c) limite della trattazione classica e metodo quantistico 2) Metodi numerici elementari (1 CFU) a) quadratura di integrali b) integrazione equazioni differenziali c) sviluppo in serie 3) La conoscenza chimica elettronica (1 CFU) a) banche dati per la chimica e ambienti distribuiti b) Web e linguaggi per la rappresentazione della conoscenza chimica c) realta` virtuale umana e molecolare B) ESERCITAZIONI E LABORATORIO 1) Esperienza calcolo dell'angolo di deflessione (1 CFU) a) le coordinate per il problema a due corpi e riduzione di dimensionalita` b) convergenza del calcolo numerico dell'integrale c) calcolo dell'angolo di deflessione classico in funzione dell'energia e del parametro d'urto 2) Esperienza calcolo di traiettorie classiche (1 CFU) a) le condizioni iniziali della collisione bimolecolare b) convergenza dell'integrazione numerica dell'equazioni differenziali c) rappresentazioni grafiche delle traiettorie 3) Esperienza calcolo simbolico e numerico funzione d'onda (1 CFU) a) calcolo simbolico autofunzione d'onda potenziale modello b) calcolo numerico autofunzione d'onda c) studio effetto del potenziale sulla forma dell'autofunzione Testi consigliati Consultare i docenti CHIMICA AMBIENTALE – 6CFU Prof. Sandro Maria Murgia Dip. di Chimica - Tel. 075-5855583 e-mail: murgia@unipg.it Programma 1) Caratteristiche chimiche e fisiche dei comparti ambientali

L’atmosfera L’idrofsera La geosfera e il suolo

2) Principi di analisi compartimentale

Principi chimico-fisici che regolano la dispersione delle sostanze nei comparti ambientali Proprietà fluidometriche dei comparti ambientali Modello della fugacità di McKay

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Esercitazioni in aula. 3) Inquinamento dell’atmosfera

Principali fonti di inquinamento naturali ed antropiche Caratteristiche chimiche e fisiche degli inquinanti atmosferici Inquinanti primari e loro effetti ambientali Inquinanti secondari e loro formazione:

reazioni chimiche e fotochimiche reazioni acido-base nell’atmosfera reazioni dell’ossigeno, dell’azoto e dei composti azotati atmosferici reazioni dell’ozono inquinanti organici e loro reattività nell’atmosfera

Lo smog fotochimico Le piogge acide Distruzione dello strato di ozono stratosferico Le particelle nell’atmosfera e loro formazione Esercitazioni in aula

4) Inquinamento dell’acqua

Principi di biochimica acquatica Natura e classi di inquinanti delle acque Inquinanti inorganici nell’acqua: metalli pesanti, metalloidi e ioni e loro comportamento chimico Inquinanti e microinquinanti organici Inquinamento nei corsi fluviali e suoi principali effetti: deficit di ossigeno e curve a sacco Fenomeni di eutrofizzazione cause e valutazione dello stato trofico di un bacino idrico I sedimenti, formazione e loro comportamento chimico nei corpi idrici Esercitazioni in aula

5) Inquinamento del suolo

Natura e principali fonti degli inquinanti del suolo Inquinamento legato alle pratiche agricole Inquinamento causato dai rifiuti Comportamento chimico degli inquinanti nei suoli

Testi consigliati: “Chimica dell’ambiente” di Stanley E. Manahan, Edizione italiana a cura di Lelio Zoccolillo, Editore: Piccin Nuova Libraria S.p:A., Padova “Ecologia Applicata” di Renato Vismara, Biblioteca Scientifica Hoepli, Editore: Ulrico Hoepli S.p.A. -Milano Appunti di lezione CHIMICA DEL RESTAURO E DEI BENI CULTURALI – 6CFU Prof. Brunetto Brunetti Dip. di Chimica – Tel. 075-5855508 bruno@dyn.unipg.it Il corso è in comune con la LT in Tecnologie per la conservazione e il restauro dei beni culturali Programma I materiali dei beni culturali Dipinti murali, dipinti su tavola e dipinti su tela:

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-Materiali costitutivi: -Tecniche realizzative -Degrado

Oggetti in ceramica, vetro e metallo: -Materiali costitutivi -Tecniche realizzative -Degrado Metodologie analitiche per le indagini diagnostiche - Radiazioni elettromagnetiche e loro proprieta’. - Uso delle radiazioni X nello studio dei materiali:

- Sorgenti dei raggi X - Diffrazione dei raggi X - Fluorescenza ai raggi X - Spettrometria XPS

- Applicazioni della spettroscopia di emissione e assorbimento UV-VIS - Applicazioni della spettroscopia IR - Applicazioni della spettroscopia Raman - Applicazioni della microscopia ottica - Microscopia elettronica:

- Microscopia a scansione e a trasmissione - Microanalisi EDs e WDS

- Cenni alle cromatografie - Spettrometria di massa - Tecniche radiografiche e riflettografiche - Datazione dei reperti:

-Decadimento radiativo del nucleo atomico e datazioni al radiocarbonio -Termoluminescenza

Testi consigliati: Consultare il docente OPZIONALI III° ANNO (II° semestre) CHEMIOMETRIA – 6CFU Prof. Sergio Clementi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855613 e-mail: sergio@chemiome.chm.unipg.it Programma Richiami di statistica tradizionale Analisi statistica multivariata. Metodi di classificazione e di regressione. Disegno statistico sperimentale. Metodi di classificazione basati sulla distanza euclidea: analisi discriminante, analisi cluster, KNN. Analisi delle componenti principali (PCA). Il metodo SIMCA. Applicazioni del metodo SIMCA a problemi complessi in campo alimentare (tipicità degli alimenti), in campo farmaceutico (riconoscimento di droghe), in campo geologico (classificazione di rocce o di petroli), ed in campo ambientale (campionamento di acque marine o fluviali; emissioni da inceneritori di rifiuti solidi urbani; fotodegradazione). Metodi di regressione. Regressione lineare semplice e multipla. Criteri per valutare la bontà del

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modello.Analisi delle variabili latenti (PLS). Validazione dei modelli di regressione. I parametri SDEP

e Q2. Applicazioni di PLS in campo alimentare (qualità di alimenti in funzione delle materie prime o di

parametri di processo; controllo di qualità di prodotti alimentari per via spettrale o per mezzo di analisi multivariata dell'immagine; trattamento di dati sensoriali) ed ambientale (relazione fra parametri chimici, biologici e climatologici; conservazione di beni culturali). Modelli PLS con predittività ottimale. La procedura GOLPE. Controllo di processo. Strategie di ottimizzazione. Disegni fattoriali, fattoriali frazionari, centrali composti. Disegni D-ottimali. Superfici di responso. Studio delle superfici di responso. La procedura CARSO. Responsi multipli (funzioni di desiderabilità). Ottimizzazione di una reazione chimica. Lo spazio della reazione e lo spazio sperimentale. Caratterizzazione multivariata di sistemi discreti. Proprietà principali. Il metodo del simplesso. Esempi di studi di ottimizzazione. Testi consigliati: Consultare il docente. CHIMICA BIOORGANICA – 6CFU Prof. Gianfranco Savelli Dip. di Chimica - Tel. e fax. 075-5855538; 075-5855548 e-mail: savelli@unipg.it Programma Introduzione alla chimica bioorganica Considerazioni generali. Effetto vicinanza in chimica organica. Adattamento molecolare. Riconoscimento a livello supramolecolare. Chimica bioorganica di ammino acidi e polipeptidi La chimica delle cellule viventi. Analogia tra reazioni organiche e trasformazioni biochimiche. La chimica del legame peptidico. Formazione del legame peptidico non ribosomiale. Sintesi asimmetriche di a-ammino acidi e con catalizzatori organometallici chirali. Analoghi dello stato di transizione. Anticorpi come enzimi. Mutazioni chimiche. Riconoscimento molecolare e progettazione di farmaci: Painkiller e neuropeptide chemistry. Chimica bioorganica dei gruppi fosfato e dei polinucleotidi Considerazioni generali. Accumulo di energia (fosfati e ATP). Processi idrolitici e pseudorotazione. Intercalanti del DNA. Chimica enzimatica Introduzione. Catalisi multifunzionale e modelli semplici. Enzimi idrolitici. Controllo stereoelettronico in reazioni idrolitiche. Enzimi immobilizzati e tecnologie delle reazioni enzimatiche. Enzimi nella chimica organica sintetica. Analoghi polimerici di enzimi. Modelli enzimatici Architetture supramolecolari in grado di riprodurre o amplificare alcune funzioni fondamentali di sistemi biologici: riconoscimento, trasformazione e trasporto. Chimica della complessazione host-guest: recenti sviluppi. Reazioni di funzionalizzazione remota. Ciclizzazioni biomimetiche di polieni. Ioni metallici in sistemi biologici Carbossipeptidasi A e il ruolo dello zinco. Ioni rame. Cobalto e azione della vitamina B12.

Dispositivi molecolari Introduzione all'auto-aggregazione e all'auto-assemblaggio: aspetti generali ed esempi specifici. Sintesi e funzionalizzazione di sistemi supramolecolari modello.

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Modificazioni di sistemi supramolecolari biologici Ingegneria genetica e tecnica del DNA ricombinante. Origine, storia ed evoluzione delle biotecnologie. Biotecnologie tradizionali ed avanzate Dall'addomesticamento di piante e animali selvatici all'ingegneria genetica. Gli strumenti di lavoro dell'ingegneria genetica Gli acidi nucleici e l'informazione genetica molecolare negli esseri viventi. Gli enzimi di restrizione. I vettori molecolari per il trasferimento ed il clonaggio del DNA. Le tecniche dell'ingegneria genetica per la produzione di proteine, di vaccini e di animali transgenici Sonde molecolari, molecole antisenso, anticorpi monoclonali e reazione a catena della polimerasi Esempi di applicazioni delle biotecnologie innovative: Farmacologia e medicina. Medicina veterinaria e Zootecnia. Agricoltura. Alimenti. Industria chimica. Ambiente. Introduzione alle problematiche collegate all'uso delle biotecnologie: I rischi legati all'utilizzo delle biotecnologie. La normativa vigente relativa alle biotecnologie. Le biotecnologie e la bioetica. Testi consigliati: H. DUGAS, Bioorganic Chemistry - A Chemical Approach to Enzyme Action, 3rd edn., Springer-Verlag, New York, Inc., 1996. G. POLI, Biotecnologie - Principi e Applicazioni dell'Ingegneria Genetica, UTET, 1997. Approfondimenti e bibliografia collegata: F. VÖGTLE, Supramolecular Chemistry - An Introduction, John Wiley & Sons, Chichester (UK), 1991. Kurt Faber, Biotransformations in Organic Chemistry - A Textbook, 2nd edn., Springer-Verlag, Berlin, 1995. J.D. WATSON, M. GILMAN, J. Witkowski e M. Zoller, Recombinant DNA, Scientific American Books. Freeman Eds. 1998. S.M. ROBERTS, Molecular Recognition, Chemical and Biochemical Problems II, Ed.Royal Society of Chemistry 1992. W. E. PASCOE, Catalysis of Organic Reactions, M. Dekker Ed. N.Y. 1992. J. H. FUHRHOP e J. KONING, Membrane and Molecular Assemblies: The Synkinetic Approach, The Royal Society of Chemistry, 1994. F. VOGTLE, Supramolecular Chemistry, J. Wiley, N.Y. 1991. R. UNGARO e E DALCANALE, Supramolecular Science:Where it is and Where it is Going, Nato ASI Series, Series C, 1998 CHIMICA DELLO STATO SOLIDO E DEI MATERIALI – 6CFU Prof. Mario Casciola Dip. di Chimica - Tel. 078-5855567 e-mail: macs@unipg.it

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Programma Richiami sulle proprietà dei solidi. Richiami sui vari tipi di legame chimico nello stato solido. Reticoli cristallini, celle unitarie e struttura di alcuni tipici cristalli ionici. Energia reticolare e problemi connessi. Struttura elettronica dei solidi: metalli, isolanti e semiconduttori e conduttori ionici. Imperfezioni di punto, di linea e di piano e problemi connessi. Creazione controllata di difetti. Proprietà elettriche, ottiche, magnetiche, termiche e di luminescenza di solidi contenenti difetti. Celle fotovoltaiche. Equilibri tra imperfezioni ed interazioni di difetti. Studio e misura della superficie di un solido e problemi connessi. Equilibri tra fasi solide, stabilità di fasi non stechimetriche e trasformazioni strutturali. Diffusione nei solidi. Fenomeni di trasporto nei solidi ionici ed applicazioni pratiche. Crescita di cristalli. Solidi di particolare interesse: vetri, scambiatori di ioni e membrane a scambio ionico, setacci ionici e molecolari, transitori. Testi consigliati: HANNAY, Solid State Chemistry, Prentice - Hall Inc. Vari testi di consultazione sono a disposizione degli studenti presso il gruppo Stato Solido del Dipartimento di Chimica. SIMULAZIONI MOLECOLARI – 6CFU Prof. Francesco Tarantelli Dip. di Chimica - Tel. 075-5855531 e-mail: franc@thch.unipg.it Programma - Struttura elettronica delle molecole. Calcolo e visualizzazione di orbitali molecolari. Simulazione teorica di proprieta'. - La simmetria nelle molecole. Elementi di teoria dei gruppi. - Calcolo delle superfici di energia potenziale. Ottimizzazione di geometrie e ricerca dei punti stazionari. Topologia delle superfici. - Vibrazioni nucleari. Modi normali. - Transizioni fra stati quantistici e regole di selezione. Metodi per la simulazione teorica di spettri. -Struttura elettronica e proprietà di sistemi estesi e nanomateriali. - Modulo: Dinamica molecolare La trattazione rigorosa del moto degli atomi e delle molecole. Ricalcolo delle superfici di energia potenziale. Scattering elastico, inelastico e reattivo. La dinamica molecolare e i sistemi complessi. Linguaggi e teorie per la rappresentazione di conoscenze chimiche su Web. Elementi base di XML e CML. Testi consigliati: Consultare il docente.

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SPETTROCHIMICA – 6CFU Prof. Fausto Ortica Dip. di Chimica – Tel. 075-5855620 e-mail: ortica@unipg.it Programma - Assorbimento ed emissione della radiazione. Probabilità di transizione. Elementi di spettroscopia atomica e molecolare (rotazionale, vibrazionale, elettronica, di risonanza). - Proprietà ottiche ed elettro-ottiche della materia. - Strumentazione per misure spettrometriche (sorgenti, rivelatori, monocromatori) nei vari domini temporali e di frequenza e nei vari stati di aggregazione (gas, liquidi, matrici solide). - Applicazioni strutturali ed analitiche delle tecniche spettrometriche più diffuse. Esercitazioni: misure di spettrometria infrarossa, colorimetria, spettrofotometria, fluorimetria e fosforimetria; misure risolte nel tempo in assorbimento ed emissione, fotolisi a lampo laser. N.B.: questo corso è inteso a fornire allo studente le conoscenze di base della spettroscopia utili per un primo approccio all’uso delle tecniche più diffuse e alle loro principali applicazioni in indagini analitiche e strutturali. Verranno descritti numerosi esempi che illustrino le potenzialità delle tecniche spettrometriche nella risoluzione di problematiche di attualità, in particolare nei settori della scienza dei materiali, dell’ambiente, dei beni culturali, ecc. Testi consigliati: Consultare il docente

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LAUREA TRIENNALE IN CHIMICA AMBIENTALE II° ANNO (I° semestre) CHIMICA ORGANICA – 12CFU Modulo: CHIMICA ORGANICA (6CFU) Prof. Oriana Piermatti Dip. di Chimica - Tel. 075-5855559 e-mail: oriana@unipg.it Programma La chimica organica e la vita. Ibridazione del carbonio. I legami chimici. Interazioni intermolecolari. Principi di stereochimica. Analisi conformazionale. Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche e principali reazioni chimiche delle più importanti classi di composti organici. Alcani: combustione ed alogenazione. Alcheni e alchini: reazioni di addizione. Alogenuri alchili: reazioni di sostituzione ed eliminazione. Il benzene e l’aromaticità: reazioni di sostituzione elettrofila aromatica. Alcoli, fenoli e tioli. Eteri ed epossidi. Aldeidi e chetoni: addizione nucleofila, reazioni al carbonio α. Acidi carbossilici: sostituzione nucleofila acilica. Derivati degli acidi carbossilici: cloruri acilici, esteri, ammidi ed anidridi. Ammine. Chetoacidi, chetoesteri, composti dicarbonilici: sintesi malonica e acetoacetica. Composti eterociclici con anelli a cinque e sei atomi: pirrolo, furano, tiofene, imidazolo e piridina. Composti naturali contenenti anelli eterociclici. Lipidi. Carboidrati. Amminoacidi. Proteine. Acidi nucleici : DNA, RNA. Testi consigliati: H. HART, L. E. CRAINE, D.J. HART; Chimica Organica, (V edizione) Zanichelli Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA ORGANICA (6CFU) Prof. Oriana Piermatti Dip. di Chimica - Tel. 075-5855559 e-mail: oriana@unipg.it Programma Parte teorica Prevenzione e sicurezza nel laboratorio di chimica. Classificazione delle sostanze chimiche in base alla loro pericolosità. Pronto soccorso. Vetreria di laboratorio. Tecniche di base per la separazione e purificazione dei composti chimici: a. Filtrazione per gravità e sotto vuoto b. Cristallizzazione: essiccamento dei cristalli. Il punto di fusione c. Estrazione con solventi d. Distillazione: semplice e frazionata; a pressione atmosferica e sotto vuoto. Distillazione in corrente vapore e. Cromatografia di adsorbimento e di ripartizione: cromatografia su carta , su strato sottile, su colonna.. Cenni di Gas-cromatografia e di cromatografia ad alte pressioni. Identificazione spettroscopica delle strutture di composti organici: a. Spettroscopia di massa b. Spettroscopia infrarosso (IR) c. Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare protonica (1H-NMR) Letteratura chimica e ricerca bibliografica

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Parte sperimentale Vengono eseguite 7-8 esperienze pratiche riguardanti la preparazione di composti organici e successiva purificazione e caratterizzazione chimico fisica e spettroscopica. Testi consigliati: H. HART, L. E. CRAINE; Laboratorio di Chimica Organica, Zanichelli R. M. ROBERTS, J. C. GILBERT, S. F. MARTIN; Chimica Organica Sperimentale, Zanichelli CHIMICA FISICA – 12 CFU Modulo: CHIMICA FISICA (6CFU) Prof. Fausto Ortica Dip. di Chimica – Tel. 075-5855620 e-mail: ortica@unipg.it Programma - caratteristiche generali della spettroscopia - elementi di spettroscopia atomica - spettroscopia molecolare: - spettroscopie ottiche:

rotazionale vibrazionale rotovibrazionale elettronica

- tecniche basate sulla diffusione: spettroscopia Raman

- tecniche basate sulla risonanza: risonanza magnetica nucleare risonanza di spin elettronico

Testi consigliati: consultare il docente Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA FISICA (6CFU) Prof. Aldo Romani Dip. di Chimica - Tel. 075-5855620 e-mail: romani@unipg.it Il corso è in comune con la LS in Scienze e tecnologie per la conservazione e il restauro del patrimonio storico-artistico. Programma Le strumentazioni in spettroscopia: atomica: lo spettrofotometro da Assorbimento Atomico rotazionale: lo spettrofotometro a microonde vibrazionale: lo spettrofotometro IR a dispersione e a trasformata di Fourier, lo spettrometro Raman. elettronica: lo spettrofotometro UV-Vis-NIR in assorbimento, lo spettrofluorimetro, il colorimetro. di risonanza: lo spettrometro NMR e ESR. Applicazioni delle varie spettroscopie con particolare riguardo alle problematiche ambientali e del restauro. Esercitazioni pratiche di laboratorio collettive Testi consigliati: Consultare il docente

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ECOTOSSICOLOGIA – 6CFU Prof. Antonia Concetta Elia Dipartimento di Biologia Animale ed Ecologia - Tel. 075/5855717 e-mail: elia@unipg.it Programma 1) Tossicologia classica, ambientale ed ecotossicologia: metodi, strategie e obiettivi 2) Struttura e funzioni dei sistemi naturali: ecologia descrittiva e ecologia funzionale 3) Inquinamento di acqua, aria e suolo: definizione, cause ed effetti 4) Studio degli effetti dei contaminanti sui sistemi biologici: tossicità acuta e subacuta; saggi di tossicità: protocollo dello studio tossicologico 5) Principali classi di contaminanti chimici e loro ripartizione nei vari comparti ambientali 6) Bioconcentrazione, bioaccumulo, biomagnificazione e processi di degradazione 7) Strumenti predittivi per la stima della tossicità. Vantaggi e limiti degli approcci QSAR (relazioni quantitative struttura-attività biologica) 8) Criteri di qualità ambientale 9) Indicatori biologici. Criteri di scelta. Individui e popolazioni come indicatori; struttura della comunità e cambiamenti funzionali come indicatori. Indicatori di bioaccumulo 10) Biomarkers come strumenti diagnostici e prognostici di salute ambientale 11) Il biomonitoraggio nel controllo e gestione della qualità dell’ambiente 12) Rischio ambientale: identificazione e caratterizzazione del pericolo; valutazione dell’esposizione; caratterizzazione e gestione del rischio 13) Contributo dell’ecotossicologia nei processi decisionali per la salvaguardia della salute ambientale 14) Esempi di applicazioni ecotossicologiche negli ambienti acquatici Testo consigliato: M. VIGHI, E. BACCI, Ecotossicologia. UTET, Torino. II° ANNO (II° semestre) CHIMICA AMBIENTALE – 6CFU Prof. Sandro Maria Murgia Dip. di Chimica - Tel. 075-5855583 e-mail: murgia@unipg.it Corso a comune con la laurea triennale in Chimica. Il programma è riportato al II anno/II sem. CHIMICA ANALITICA 2 - 12CFU Modulo: ELABORAZIONE DATI (2CFU) Prof. Sergio Clementi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855613 e-mail: sergio@chemiome.chm.unipg.it Modulo: METODI SPETTROSCOPICI IN CHIMICA ANALITICA (4CFU) Prof. Tiziana Del Giacco Dip. di Chimica – Tel. 075-5855559 e-mail: dgiacco@unipg.it

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Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA ANALITICA (6CFU) Prof. Gianfranco Bellachioma Dip. di Chimica - Tel. 075-5855577 e-mail: bellach@unipg.it Corso a comune con la laurea triennale in Chimica. I programmi sono riportati al II anno/II sem. CHEMIOMETRIA – 6CFU Prof. Sergio Clementi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855613 e-mail: sergio@chemiome.chm.unipg.it Corso a comune con la laurea triennale in Chimica. Il programma è riportato al III anno/II sem. CHIMICA INFORMATICA AMBIENTALE – 6CFU Prof. Gabriele Cruciani Dip. di Chimica - Tel. 075-5855629 e-mail: gabri@chemiome.chm.unipg.it Dr. Emanuele Carosati Dip. di Chimica - Tel. 075-5855550 e-mail:emanuele@chemiome.chm.unipg.it Programma 1. Introduzione al corso 1.1 modelli matematici globali e locali 1.2 la statistica multivariata per il trattamento dati 1.3 modelli matematico-statistici 2. Fondamenti di modellistica ambientale 2.1 i modelli molecolari 2.2 la necessita' di stimare le proprieta' molecolari 2.3 il calcolo dei descrittori dei composti chimici 2.4 la stima delle proprieta' dei composti chimici 3. La predizione dell'impatto ambientale 3.1 predizione della ripartizione tra fasi 3.2 ripartizione tra bio-fasi 3.3 trasporto tra fasi bio-organiche 4. La tossicita' dei composti chimici 4.1 tossicita' aspecifica e specifica 4.2 tossicita' nell'uomo e negli animali 4.3 predizione della tossicita' Testi consigliati: Consultare il docente.

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III° ANNO (I° semestre) CHIMICA BIOLOGICA – 6CFU Prof. Carlo A. Palmerini Dip. Sc. Biochim. e Biotecnol. Molec. - Tel. 075-5857444 e-mail: crlpal@unipg.it Corso a comune con la laurea triennale in Chimica. Il programma è riportato al III anno/I sem. CHIMICA FISICA APPLICATA – 6CFU Prof. Gian Gaetano Aloisi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855574 e-mail: aloisi@unipg.it Programma Nozioni generali sulle radiazioni elettromagnetiche (natura, sorgenti, monocromatori, rivelatori e attinometri chimici) e sulle apparecchiature di uso comune nei laboratori fotochimici. Interazioni luce materia: nozioni di spettroscopia elettronica, assorbimento ed emissione di radiazioni, relazione tra quantità teoriche e sperimentali. Tipi di transizioni in molecole organiche. Natura degli stati elettronici eccitati e processi fotofisici monomolecolari (radiativi e non radiaitvi) di decadimento. Processi di decadimento bimolecolari (trasferimento di carica, di protone e di energia). Processi fotochimici primari: dissociazioni, riarrangiamenti intramolecolari, dimerizzazioni, isomerizzazioni, estrazioni di idrogeno, ecc. Tecniche pulsate in assorbimento ed emissione per lo studio di stati eccitati e specie radicaliche. Applicazioni della fotochimica. Metodologie fluorimetriche e fosforimetriche per analisi chimiche nel campo chimico-clinico. Trasformazione e conservazione dell'energia solare. Effetti della luce sui sistemi biologici. Fototossicità dei farmaci: fenomeni osservati e metodi per lo studio del meccanismo di fotosensibilizzazione. Metodologie e farmaci usati in fotochemioterapia. Metodologie microscopiche per lo studio di sistemi biologici. Fenomeni fotochimici naturali: fotosintesi e visione. Testi consigliati: R.P. Wayne, Photochemistry, Butterworths. N.J. Turro. Modern Molecular Photochemistry, The Benjamin/Cummings Publ. Co. Testi consigliati: Consultare il docente. CHIMICA ORGANICA APPLICATA– 6CFU Modulo: CHIMICA ORGANICA APPLICATA (3CFU) Prof. Aldo Taticchi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855537 e-mail: taticchi@unipg.it Modulo: ASPETTI CHIMICI, APPLICAZIONI; RICICLO DI MAT. POLIMERICI (3CFU) Prof.ssa Assunta Marrocchi Dip. di Chimica – Tel.075-5855547 e-mail: assunta@unipg.it

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Programma Petrolio: origine e composizione. Distillazione frazionata. Benzine. Craking termico e catalitico. Reforming catalitico. Gas naturale. Carbone. Combustione e relativi problemi ambientali. Raffinazione prodotti petroliferi: idrosolforazione, catalizzatori e reazioni di desolforazione. Effetto serra e riscaldamento globale del pianeta. Protocollo di Kyoto. Direttive europee: emission trading, joint implementation, clean development mechanism. Atmosfera: composizione. Inquinanti atmosferici. Smog fotochimico. Emissioni dei veicoli. Ossidi di zolfo e azoto. Particolato. Origine, reazioni e tossicità di IPA, PCB, PCDD, PCDF. Metalli pesanti e chimica del suolo. Aspetti chimici, applicazioni, riciclo di materiali polimerici. Polimeri sintetici. Classificazione. Meccanismi di polimerizzazione: polimerizzazione radicalica, anionica, cationica. Polimerizzazioni ad apertura di anello. Polimerizzazione di Ziegler-Natta. Polimerizzazione dei dieni. Copolimeri. Resine epossidiche. Polimeri termoplastici, termoindurenti, orientati. Polimeri biodegradabili. Applicazione dei polimeri nel restauro e conservazione dei Beni Culturali ed in campo biomedico. Recupero e riciclo di materiali polimerici: riciclo meccanico, riciclo chimico, termovalorizzazione. Processi chemolitici: alcolisi/idrolisi di poliesteri, poliammidi, poliacetali, a nuovi prodotti per la polimerizzazione. Processi termolitici. Discussione dettagliata del riciclo del PET e del PVC. Testi consigliati: Consulatere i docenti GEOCHIMICA AMBIENTALE– 6CFU Prof. Francesco Frondini Dip. di Scienze della Terra - Tel. 075-5852698 e-mail: frondini@unipg.it Corso a comune con la Laurea triennale in Scienze Geologiche (Geologia applicata) Programma Sfere e cicli geochimici. Distribuzione degli elementi nelle varie sfere geochimiche. Richiami alla geochimica dell’idrosfera e dell’atmosfera. Richiami di geochimica isotopica. Applicazione degli isotopi stabili a problematiche idrogeologiche, ambientali e paleo-ambientali. Principi di geocronologia radiometrica. Prospezione geochimica. Mobilità a condizioni di elevata P-T. Mobilità in ambiente superficiale. Dispersione e alterazione chimica in ambiente primario e secondario. Associazioni geochimiche.Metodi di prospezione geochimica ed esempi applicativi. Metodi geostatistici per l’elaborazione dei dati geochimici. Applicazione dei metodi della prospezione geochimica allo studio dell’ambiente. Inquinamento delle acque sotterranee e superficiali. Contaminazione dei suoli. Variazioni composizionali dell’atmosfera: variazioni a breve termine e variazioni nel lungo periodo. Testi consigliati: W.M WHITE - Geochemistry e dispense del docente. TECNOLOGIE DI MONITORAGGIO AMBIENTALE– 6CFU Dr. Gabriele Proietti Dip. di Chimica e Tecnologia del Farmaco – Tel. 075-5855595 e-mail: gproiett@unipg.it

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Programma - Cenni introduttivi alla variabilità chimico-fisica di una matrice naturale. - Analisi puntiforme singola. Mono/multi analisi. Analisi ripetuta a frequenza temporale e analisi ripetuta nel tempo e nello spazio contestuale ecosistemico: Monitoraggio chimico. - Monitoraggio chimico, definizione in relazione agli obiettivi. - Metodi e tecnologie di monitoraggio tramite misura di indicatori ambientali secondo le direttive della EEA, WHO, OECD, UNCHS. - Indicatori chimici ambientali : macrodescrittori, microdescrittori, trasduttori. - Classificazione degli indicatori:

Parametri chimico-fisici generali obbligatori: Temperaruta, Conducibilità, O2 disciolto, pH, BOD, COD, altri parametri obbligatori per comparto idrico;

Indicatori inorganici ( Anioni, Cationi, Metalli a priorità alta); Indicatori organici: VOC’s, BTeX’s, ClP’s, PCT’s, PCB’s, PAH’s, PCDD’s, PCDF’s, altri

POP’s a priorità elevata; Indicatori secondo le direttive della EEA, OECD, UNCHS .

- Caratteristiche degli indicatori di comparto a funzione logica causa-effetto: scelta, significatività, rappresentatività, affidabilità, misurabilità e relativi principi teorici di misura (GC, LC, IEC, PSA, AAS-GF, ICP). - Indicatori chimici misurabili in modalità discontinua e in modalità on-line/auto-manual. - Impianto di monitoraggio: Analisi chimica di laboratorio su matrici naturali campionate. Analisi in modalità local a gestione auto /manual, analisi on-line a gestione local/remote - manual / auto. - Panoramica delle tipologie di monitoraggio:

Monitoraggio discontinuo e on line di Indicatori del comparto acque e aria. Telemonitoraggio di parametri chimico fisici e indicatori organici totali in contesto urbano –

regionale – nazionale: cenni. Monitoraggio indiretto: Biomonitoraggio per la valutazione di indicatori trasduttori e

biodiversità nel comparto idrico (cenni introduttivi al metodo dei Biomarker). - Introduzione al protocollo di sviluppo di un impianto di monitoraggio coerente secondo fasi operative: conoscenza sito di esame – scelta dei comparti e degli indicatori significativi - impianto analitico strumentale. - Esempi di programmi di monitoraggio realizzati a dimensione regionale per sistemi lacustri e fluviali. Esempi di impianti di monitoraggio per per la qualificazione di un sito ambientale. Cenni ad applicazioni del metodo dei Biomarker sviluppate a dimensione locale. Testi consigliati: Dispense del corso redatte dal responsabile; R.VISMARA, Ecologia Applicata, Hoepli Ed. 1995; Metodologie ufficiali dal Sito EPA-CE. III° ANNO (II° semestre) TECNOLOGIE CHIMICHE PER L’AMBIENTE– 12CFU Modulo: TECNOLOGIE CHIMICHE PER L’AMBIENTE (6CFU) Prof. Antonio Poletti Dip. di Chimica - Tel. 075-5855584 e-mail: poletti@unipg.it

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Programma Tecniche di trattamento delle acque reflue Caratteristiche dei reflui civili e industriali Schemi generali di trattamento Pretrattamento e trattamento primario Coagulazione e precipitazione Aerazione e trasferimento di massa Fondamenti dei processi di ossidazione biologica Configurazioni di processo dei trattamenti biologici Cenni sulle tecnologie avanzate di trattamento biologico Adsorbimento Scambio ionico Ossidazione chimica Trattamento e smaltimento dei fanghi Altri processi di trattamento Esercitazioni numeriche con problemi di dimensionamento Tecniche di trattamento delle emissioni gassose Metodi fisici Metodi chimici Esercitazioni numeriche con problemi di dimensionamento Cenni alle tecniche di bonifica delle falde e dei suoli Studio di casi Testi consigliati: Consultare il docente. Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA AMBIENTALE (6CFU) Prof. Sergio Clementi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855613 e-mail: sergio@chemiome.chm.unipg.it Programma Campionamento e preparazione dei campioni ambientali prima dell’analisi strumentale: apparecchiature per il campionamento di matrici ambientali solide, liquide ed aereoformi, tecniche di prelievo dei campioni, conservazione, trasporto e stoccaggio dei campioni; condizionamento dei recipienti in funzione dell’analita determinato e scelta dei materiali; tecniche di mineralizzazione, estrazione e preconcentrazione dei campioni. Applicazione di tecniche spettroscopiche e cromatografiche all’analisi di campioni ambientali. Esercitazioni in campo e in laboratorio esemplificative delle varie tecniche di campionamento, trattamento ed analisi di matrici ambientali. Testi consigliati: Consultare il docente. CHIMICA E MERCEOLOGIA DEGLI ALIMENTI– 6CFU Prof. Fabrizio Balestrieri Dip. di Chimica - Tel. 075-5855215 e-mail: balestra@unipg.it

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Programma Scopi e significato del corso Caratteristiche merceologiche e di composizione dei prodotti alimentari La qualità dei prodotti alimentari; le alterazioni, le frodi La sicurezza degli alimenti; contaminazione microbiologica e contaminazione chimica Residui da pratiche agronomiche Residui da pratiche zootecniche e veterinarie I controlli istituzionali; il sistema HACCP Metodi fisici, biologici e chimici di conservazione degli alimenti; gli additivi L'imballaggio; i materiali, la normativa, l'etichettatura Il settore alimentare e l’ambiente Testi consigliati: Consultare il docente. CHIMICA INORGANICA APPLICATA – 6CFU Prof. Stefano Crocchianti Dip. di Chimica – Tel.075-5855515 e-mail: croc@mail.dyn.unipg.it Programma Fondamenti di radiochimica Origine della scienza nucleare Isotopi, stabilita` nucleare e decadimento radioattivo Assorbimento della radiazione nucleare Applicazioni radiochimiche Effetti della radiazione sulla materia Uso dei traccianti radioattivi Meccanismi e modelli di reazione nucleare Rischio nucleare Effetti delle radioazioni ionizzanti Analisi di incidenti nucleari Trattamento delle scorie nucleari Rischi chimici connessi all'inquinamento atmosferico tipi di inquinamento atmosferico meccanismi cinetici e modelli diffusivi determinazione e riduzione inquinanti atmosferici Natura e origine dei rifiuti pericolosi Classificazione dei materiali fonti di pericolo e loro origine.. Sostanze reattive,corrosive ,sostanze tossiche.Rifiuti radioattivi. Legislazione,cenni Dispersione ambientale: rifiuti pericolosi nella geosfera nell’idrosfera e nell’atmosfera..( con particolare attenzione agli inquinanti inorganici). Trattamento e smaltimento dei rifiuti pericolosi .Il problema delle scorie radioattive. Metodi fisici e metodi chimici di trattamento dei rifiuti. Testi consigliati: Consultare i docenti

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LAUREA SPECIALISTICA IN SCIENZE CHIMICHE I° semestre CHIMICA FISICA 3 – 12CFU Modulo: FORZE INTERMOLECOLARI IN SISTEMI FLUIDI (3CFU) Prof. Piergiorgio Casavecchia Dip. di Chimica - Tel. 075-5855514 e-mail: piero@dyn.unipg.it Programma 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

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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) Testi consigliati: Consultare il docente. Modulo: DINAMICAIN SISTEMI FLUIDI (6CFU) Prof.ssa Assunta Morresi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855589 e-mail: morresi@unipg.it Programma Parte teorica Trasformate di Fourier: introduzione teorica, teoremi fondamentali, proprietà nel dominio dei tempi e delle frequenze. Trasformate continue e discrete. Scattering di luce e fluttuazioni: funzioni di correlazione dipendenti dal tempo. Densità spettrale. Teoria di base dello scattering di luce: risultati dalla teoria elettromagnetica e approccio molecolare. Gradi di libertà traslazionali, vibrazionali e rotazionali: approccio mediante esperimenti di scattering di luce. Fluttuazioni di densità. Diffusione rotazionale di molecole lineari e anisotrope. modello Stokes-Einstein-Debye. Macromolecole in soluzione. Trattazione classica e quantistica per l’analisi delle proprietà del tensore di polarizzabilità molecolare. Teoria dello scattering Raman e Rayleigh depolarizzato. Rilassamento vibrazionale. Rilassamento di popolazione e di fase. Modello stocastico di defasamento. Scattering di luce da modi idrodinamici: lo spettro Brillouin di un fluido monoatomico. Modelli dinamici di transizioni vetrose. Parte Sperimentale Spettroscopia Infrarossa a Trasformata di Fourier. Interferometri. Algoritmo della Fast Fourier Transform. Campionamento nell’IR e nel Raman. MicroRaman. Esperimento di scattering di luce e geometrie. Applicazione dei modelli rotazionali in piccole molecole allo stato liquido. Calcolo delle funzioni di correlazione e dei parametri dinamici ottenuti da esperimenti di assorbimento IR e scattering di luce: momenti secondi, tempi di correlazione e di rilassamento vibrazionali e orientazionali, volumi idrodinamici. Testi consigliati: Consultare il docente. Modulo: LABORATORIO DI CHIMICA FISICA 3 (3CFU) Prof.ssa Paola Sassi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855589 e-mail: sassipa@unipg.it

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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, i modelli di interpretazione dei processi di rilassamento vibrazionale e riorientazionale di alcuni liquidi molecolari vengono presentati e applicati all’analisi degli spettri IR e Raman direttamente registrati dagli studenti con le strumentazioni a disposizione del laboratorio di Spettroscopia Molecolare. Nell’ambito del corso di Laboratorio di Chimica Fisica III, il presente modulo è articolato in sei esercitazioni di laboratorio opportunamente introdotte da una descrizione dettagliata delle strumentazioni e delle metodologie che verranno utilizzate. Si riportano di seguito i contenuti di ciascuna esperienza pratica:

1) Registrazione degli spettri Raman VV e HV del CCl4 e determinazione della relativa abbondanza isotopica Il CCl4 è convenzionalmente utilizzato come standard per testare le condizioni dell’apparato strumentale. Oltre a questo scopo, lo spettro registrato a temperatura ambiente nella regione 150÷520 cm-1 verrà utilizzato per determinare la popolazione delle specie derivanti dalla presenza dei due isotopi naturali del cloro (35Cl e 37Cl)

2) Registrazione degli spettri Rayleigh depolarizzato del tetracloruro di carbonio Si tratta dell’acquisizione e dell’elaborazione degli spettri Rayleigh depolarizzato di CCl4 puro in diverse condizioni sperimentali. L’esperienze ha il duplice scopo di misurare l’ampiezza di banda passante del monocromatore variando l’ampiezza di fenditura, e di stimare i tempi di rilassamento della dinamica del sistema.

3) Registrazione degli spettri Rayleigh depolarizzato dell’acqua Vengono acquisiti ed elaborati gli spettri Rayleigh depolarizzato di H2O pura a diverse temperature. Lo scopo è quello di calcolare il tempo di rilassamento legato alla dinamica del legame idrogeno e la corrispondente energia di attivazione.

4) Registrazione di spettri IR di dimetilsolfossido Gli spettri IR di DMSO puro vengono registrati in funzione della temperature in prossimità della transizione liquido-solido partendo dal liquido e raffreddando, quindi scaldando di nuovo per registrare la transizione di fase sia in raffreddamento che in riscaldamento. Particolare attenzione è rivolta all’analisi dei modi di stretching CH (2950 cm-1), di stretching CSC (680 cm-1) e di bending CH3 (1400 cm-1) per definire le variazioni dei relativi parametri spettrali (centro di banda, ampiezza, ecc...), e determinare la temperatura di transizione dagli spettri ottenuti sia raffreddando che riscaldando.

5) Determinazione di grandezze dinamiche mediante analisi di forma di banda Raman In questa esercitazione ci proponiamo di determinare i tempi che caratterizzano il rilassamento vibrazionale e orientazionale del toluene liquido a 20°C. In particolare si analizza la banda di stretching C-C a 786 cm-1 registrata nel dominio delle frequenze attraverso procedure di curve-fitting. Il rilassamento vibrazionale è analizzato anche nel dominio dei tempi calcolando la corrispondente funzione di correlazione.

6) Registrazione degli spettri Rayleigh-Brillouin di acetonitrile liquido Scopo dell’esercitazione è quello di seguire attraverso l’analisi di spettri Rayleigh-Brillouin di CH3CN puro informazioni relative al processo di rilassamento di energia a temperatura ambiente. Dall’analisi dei parametri di banda del picco Brillouin (posizione e larghezza) si ricava il contributo di rilassamento all’energia interna da confrontare con quello teorico calcolato mediante l’equazione di Planck-Einstien: vengono così individuati i canali vibrazionali per il rilassamento di energia traslazionale.

Testi consigliati: Consultare il docente.

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CHIMICA FISICA 4 – 12CFU Modulo: SISTEMI COMPLESSI E IRREVERSIBILI (6CFU) Prof. Giuseppe Cardaci Dip. di Chimica - Tel. 075-5855578 e-mail: cardchim@unipg.it Programma 1) Cinetica Chimica e Meccanismi di reazione Reazioni in fase liquida: estensione delle teorie cinetiche elementari alla fase liquida. Diffusione: leggi di Fick e teoria random-walk. Teorie cinetiche fenomelogiche: processo associatico, dissociativo e di trasformazione chimica; reazioni controllate dalla diffusione. Effetto del solvente: reazioni controllate dalla diffusione, reazioni fra specie neutre, reazioni di ionizzazione, reazioni fra ioni, reazioni fra ioni e dipoli. Meccanismi di reazione: classificazione; metodi di studio dei meccanismi:legge cinetica, effetto di temperatura e pressione, effetto isotopico cinetico e stereochimico, relazioni lineari di energia libera. Relazione fra simmetria e meccanismi di reazione: fondamenti quantomeccanici; prima formulazione, esempi: dimerizzazione etilene, reazione di Diels-Alder, reazioni di ciclizzazione di olefine; seconda formulazione: esempi. Studio di alcuni meccanismi di rilevante interesse: addizione ossidativa e inserzione. 2) Risonanza Magnetica Nucleare Principi di funzionamento e strumentazione. Analisi degli spettri: spettri di primo ordine e di ordine superiore. Shift chimico e costanti di accoppiamento. Processi di rilassamento ed equazioni di Bloch. Strumentazione a trasformata di Fourier. Sequenze di impulsi: 90-FID, Spin-echo, inversion recovery. Processi di trasferimento di popolazione; metodi di disaccoppiamento; effetto nucleare Overhauser. Spettri bidimensionali: J-risolti, COSY, NOESY. Studio dei processi dinamici: diffusione, tempi di rilassamento. Risonanza Magnetica per immagini. 3) Termodinamica dei processi irreversibili e studio dei sistemi dinamici a)Radici storiche del problema e difficoltà di studio. Il concetto di evoluzione nei vari campi della Scienza. Alcuni esempi esplicativi. Sistemi aperti: funzioni termodinamiche in sistemi aperti. Produzione di entropia. Sistemi non omogenei: postulato dell’equilibrio locale. Fluttuazioni: descrizione termodinamica statistica; principio di microscopica reversibilità; principio di equivalenza. Equazione di continuità nei sistemi aperti ed espressine della produzione di entropia. Forze e flussi generalizzati; relazione fra forze e flussi. b) Regime lineare Relazione di reciprocità di Onsager; principio di simmetria di Curie. Stati stazionari. Teorema di minima produzione di entropia di Prigogine. Stabilità dello stato stazionario. Analisi termodinamica della stabilità. c) Regime non lineare Teorema di Prigogine. Metodi non termodinamici di studio della stabilità. Metodo di Liapaunov: definizione di stabilità degli stati stazionari; stabilità orbitalica, stabilità strutturale. Metodo di linearizzazione: applicazione al caso di due variabili; vari tipi di stati stazionari puntiformi, cicli limite, tori, stati caotici. Definizione di caos; attrattori caotici. Metodo delle biforcazioni: alcune applicazioni. d) Metodi generali di studio dei sistemi dinamici. Applicazioni allo studio delle reazioni chimiche

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e) Interpretazione microscopica dell’autoorganizzazione. Durante il corso verranno sviluppate due dei tre argomenti esposti nel programma, tenendo conto delle aspettative degli studenti Testi consigliati: Il corso è disponibile in CD o in forma stampata a richiesta dello studente. Testi di riferimento per particolari aspetti verranno indicati durante lo svolgimento del corso.

Modulo: INDAGINI SU REAZIONI VELOCI (6CFU) Prof.ssa Anna Spalletti Dip. Chimica - Tel. 075-5855575 e-mail: faby@unipg.it Programma Metodi di rilassamento e studio spettrometrico 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. Proprietà elettriche e magnetiche della materia: indagini strutturali. Si effettueranno 6-8 esperienze di laboratorio sulle tematiche svolte nella parte teorica del corso. Testi consigliati P.W. ATKINS, Physical Chemistry, 4a ediz. Italiana, 2004 Zanichelli editore, Bologna. J.R. LAKOWICZ, Principles of Fluorescence Spectroscopy, 1983 Plenum Press, New York. Per gli argomenti particolari verranno indicate agli studenti recenti pubblicazioni e rassegne disponibili presso la biblioteca di Scienze Chimiche e Farmaceutiche. CHIMICA INORGANICA 2 – 12CFU Modulo: STRUTTURA ED ENERGETICA DEI COMPOSTI (6CFU) Prof. Fernando Pirani Dip. di Chimica - Tel. 078-5855529 e-mail: : pirani@dyn.unipg.it 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:

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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. Testi di consultazione: Chimica inorganica – D. F. Shriver, P. W. Atkins, C. H. Langford – ed. Zanichelli Modulo: TECNICHE DEL VUOTO IN CHIMICA (6CFU) Prof. Nadia Balucani Dip. di Chimica - Tel. 075-5855513 e-mail: nadia@dyn.unipg.it 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 e impedenza. 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: deposizione di film sottili, metallurgia sotto vuoto, liofilizzazione, isolamento termico, chimica dei plasmi, simulazione spaziale, studio delle superfici e delle collisioni molecolari. 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. Testi consigliati: - B. FERRARIO, Introduzione alla tecnologia del vuoto, Edizioni AIV Milano - Dispense a cura del docente CHIMICA DEI MATERIALI – 12 CFU Modulo: CHIMICA DEI MATERIALI (6CFU) Modulo: LAB. DI CHIMICA DEI MATERIALI (6CFU) Prof. Mario Casciola Dip. di Chimica - Tel. 078-5855567 e-mail: macs@unipg.it 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.

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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.

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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. 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. Proprietà meccaniche di compositi PVDF/fosfato di zirconio. 5. Sensori a idrogeno basati su conduttori protonici solidi. Testi consigliati A.R. WEST, “Solid State Chemistry and its applications”, J. Wiley U. SCHUBERT, N. HÜSING, “Synthesis of Inorganic Materials”, Wiley-VCH CHIMICA ORGANICA 3 – 12 CFU Modulo: INTERAZIONI DEBOLI E NANOSTRUTTURE (6CFU) Prof. Gianfranco Savelli Dip. di Chimica - Tel. e fax. 075-5855538; 075-5855548 e-mail: savelli@unipg.it Programma Le forze tra atomi e molecole: principi e concetti generali Prospettiva storica. Alcuni aspetti termodinamici delle forze intermolecolari. Interazioni intermolecolari forti: Interazioni covalenti e coulombiche Forze di Van der Waals. Forze repulsive e struttura dello stato liquido. Interazioni soluto solvente Interazioni implicanti molecole polari. Forze ione-dipolo, dipolo-dipolo, dipolo-dipolo indotto, dipolo istantaneo-dipolo indotto. Interazioni speciali: legame ad Idrogeno e le proprietà uniche dell'acqua, interazioni idrofobiche ed idrofiliche. Interazioni electron pair donatore ed electron pair accettore. Solvatazione e solvatazione selettiva. Ionizzazione e dissociazione. Effetti solvente sulla posizione di equilibri chimici in fase omogenea Considerazioni generali. Effetti solvente su equilibri acido-base. Effetti solvente su equilibri tautomerici. Effetti solvente su equilibri cheto-enolici. Effetti solvente su equilibri conformazionali.

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Effetti solvente su equilibri di isomerizzazione cis/trans e E/Z. Effetti solvente su equilibri a trasferimento elettronico. Effetti solvente sulla velocità di reazioni chimiche in fase omogenea Considerazioni generali. Reattività in fase gassosa. Teoria qualitativa degli effetti solvente sulle velocità di reazione. Regole di Hughes-Ingold e loro limiti. Effetto solvente per reazioni con stato di transizione di tipo dipolare o isopolare o radicale libero. Teoria quantitativa degli effetti solvente sulle velocità di reazione: considerazioni generali ed applicazione a reazioni tra molecole neutre ed apolari, neutre e dipolari, neutre e ioni e tra ioni. Effetti di solvatazione specifica sulle velocità di reazione. Influenza della specifica solvatazione anionica sulla velocità di reazioni di tipo SN . Effetti di solventi protici e dipolari aprotici su reazioni di

tipo SN e separazione degli effetti. Accelerazione delle reazioni base catalizzate in solventi dipolari

aprotici. Influenza della solvatazione specifica di cationi sulla velocità di reazioni di tipo SN. Influenza

del solvente sulla reattività di ioni bidendati. Effetto del solvente sul meccanismo e sulla stereochimica di alcune reazioni organiche. Effetti solvente sugli spettri di assorbimento di composti organici Considerazioni generali. Effetti solvente su spettri di fluoresenza, dispersione ottica rotatoria e dicroismo circolare, ultravioletto/visibile, infrarosso risonanza magnetica elettronica. Interazioni deboli ed effetti microsolvente in archittetture molecolari sintetiche e naturali; chimica enzimatica e biomodelli. Sistemi autoaggreganti supramolecolari: micelle, cristalli liquidi, mono e pluristrati, membrane biologiche Principi generali dell'autoaggregazione. Ordine e mobilità in sistemi supramolecolari. Aggregazione di molecole anfifiliche in micelle, cristalli liquidi, doppi strati, vescicole e membrane biologiche. Interazioni tra doppi strati lipidici e membrane biologiche. Sistemi supramolecolari assemblati covalentemente Molecole container e loro ospiti. Eteri corona, calissareni, ciclofani, sferandi, cavitandi ciclodestrine e dendrimeri. Testi consigliati: C. REICHARDT, Solvent and Solvent Effects in Organic Chemistry, VCH Ed. 1988. J. ISRAELACHVILI, Intermolecular and Surface Forces, Academic Press Ed. 1992. K. FABER, Biotrasformations in Organic Chemistry, Springer 1995. J. M. LEHN, Supramolecular Chemistry, VCH 1995. Approfondimenti e bibliografia collegata: F. VÖGTLE, Supramolecular Chemistry - An Introduction, John Wiley & Sons, Chichester (UK), 1991. S.M. ROBERTS, Molecular Recognition, Chemical and Biochemical Problems II, Ed.Royal Society of Chemistry 1992. W. E. PASCOE, Catalysis of Organic Reactions, M. Dekker Ed. N.Y. 1992. J. H. FUHRHOP e J. KONING, Membrane and Molecular Assemblies: The Synkinetic Approach, The Royal Society of Chemistry, 1994. R. UNGARO e E DALCANALE, Supramolecular Science:Where it is and Where it is Going, Nato ASI Series, Series C, 1998 Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA (6CFU) Prof. Tiziana Del Giacco Dip. di Chimica – Tel. 075-5855559 e-mail: dgiacco@unipg.it

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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. 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 – 12 CFU Modulo: RELAZIONI STRUTTURA-PROPRIETA’ (4CFU) Prof. Gabriele Cruciani Dip. di Chimica - Tel. 075-5855550 e-mail: gabri@chemiome.chm.unipg.it Programma 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-ottimali. Descrizione strutturale per la ricerca in librerie di composti chimici. Chimica combinatoriale. L'approccio chemiometrico alla chimica combinatoriale. Descrizione strutturale tridimensionale per mezzo di metodi di modellistica molecolare. Le procedure GRID e COMFA. 3D-QSAR. Procedure VolSurf e ALMOND ed esempi di progettazione molecolare. Testo consigliato: KUBINYI, QSAR: Hansch Analysis and Related Approaches, VCH, Weinheim, 1993.

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Modulo: CHIMICA ORGANICA FISICA (2 CFU) Prof. Sergio Clementi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855613 e-mail: sergio@chemiome.chm.unipg.it 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. Testo consigliato: H. KUBINYI, QSAR: Hansch Analysis and Related Approaches, VCH, Weinheim, 1993. Modulo: MODELLISTICA DI MOLECOLE ORGANICHE (6CFU) Prof. Gabriele Cruciani Dip. di Chimica - Tel. 075-5855550 e-mail: gabri@chemiome.chm.unipg.it 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. Parte pratica Costruzione e importazione strutture molecolari. Calcolo energia conformazionale. Applicazione 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. Testi consigliati: Il docente provvederà a fornire materiale didattico agli studenti.

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CHIMICA TEORICA E COMPUTAZIONALE 1 – 12 CFU Modulo: CHIMICA TEORICA (6CFU) Prof. Francesco Tarantelli Dip. di Chimica - Tel. 075-5855531 e-mail: franc@thch.unipg.it Programma Fondamenti di teoria quantistica Distribuzioni di probabilita'. Il moto di un pacchetto d'onde. Operatori. Autovalori. Spettro discreto e spettro continuo. Spazio di Hilbert. Teorema di Hellmann-Feynman e teorema del viriale. Relazioni di Heisenberg. Equazione di Schroedinger e operatore d'onda. Stati stazionari. Stati quasi-stazionari e risonanze. Leggi di conservazione e simmetria. Cenni sul processo di misura. Matrici densita'. Teoria delle perturbazioni Serie di Brillouin-Wigner. Serie di Rayleigh-Schroedinger. Analisi delle serie perturbative. Size consistency. Formulazione matriciale e caso degenere. Partizionamento e Hamiltoniano effettivo. Introduzione ai metodi della chimica teorica Approssimazione di Born-Oppenheimer. Le funzioni d'onda elettroniche. Orbitali. Antisimmetria e determinanti di Slater. Lo spin. Matrice dello spin e autofunzioni di spin. Interazione di scambio. Le funzioni di densita' elettronica. Orbitali naturali. Il metodo Hartree-Fock Le equazioni HF. Proprieta' della funzione d'onda HF. Teorema di Koopmans. Teorema di Brillouin. Teoria delle perturbazioni di Moller-Plesset. Caso closed shell. Metodo UHF. Casi open-shell. Metodo RHF. Canonicalizzazione di orbitali. Orbitali degeneri. Hartree-Fock in una base finita. Sets di base. Aspetti computazionali. Il metodo SCF diretto. Formalismo della seconda quantizzazione Operatori di creazione e distruzione. Operatori di campo. Trasformazione unitaria di orbitali. Teorema di Thouless. Stabilita' della funzione d'onda HF. Metodo RPA. Sviluppo in "cluster" della funzione d'onda e metodo Coupled Cluster. Interazione di Configurazione e MCSCF Correlazione elettronica. Interazione di configurazione completa. Metodi incompleti. SDCI e MRCI. Size-consistency. Basi di orbitali. Aspetti computazionali. CI diretta. Cenni sui metodi MCSCF. Funzioni di Green Propagatori. Funzione di Green a una particella. Funzione di Green e osservabili. Rappresentazione spettrale. Lo spettro di ionizzazione. L'equazione di Dyson. Funzioni di Green a piu' particelle e metodi di approssimazione. Teoria del funzionale della densita' I teoremi di Hoenberg e Kohn. Il modello Thomas-Fermi-Dirac. Il potenziale di scambio-correlazione e le equazioni di Kohn-Sham. Funzionali di scambio-correlazione. Testi consigliati: Consultare il docente. Modulo: METODI TEORICI PER LA DINAMICA MOLECOLARE (3CFU) Prof. Vincenzo Aquilanti Dip. di Chimica - Tel. 075-5855512

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e-mail: aquila@dyn.unipg.it Programma Collisioni molecolari in meccanica classica e quantistica. Diffusione da potenziale, tecniche semiclassiche, transizioni non adiabatiche Introduzione alla teoria del momento angolare. Processi inelastici e reattivi. Coordinate ipersferiche. Sezioni d’urto differenziali e integrali, costanti di velocità. Testi consigliati: Consultare il docente Modulo: DINAMICA MOLECOLARE DI SISTEMI SEMPLICI (3CFU) Dr. Andrea Lombardi Dip. di Chimica – Tel. 075-5855511 e-mail: abulafia@dyn.unipg.it Programma Complementi di teoria cinetica dei gas. Forze intermolecolari e proprietà di trasporto. Teoria cinetica degli aggregati e dei liquidi. Transizione di fase. Testi consigliati: Consultare il docente CHIMICA TEORICA E COMPUTAZIONALE 2 – 12 CFU Modulo: CHIMICA COMPUTAZIONALE (4CFU) Prof. Antonio Laganà Dip. di Chimica - Tel. 075-5855527 e-mail: lag@unipg.it Programma I) MODELLI DELL'INTERAZIONE CHIMICA L'interazione tra due particelle; potenziali modello; trattamento quantistico del potenziale centrale e di alcuni potenziali modello; verso i sistemi complessi. II) GLI STRUMENTI MATEMATICI Algebra lineare; approssimazione di funzioni; analisi elementare e trascendente; le funzioni speciali; polinomi ortogonali; strumenti di calcolo simbolico e numerico. III) GLI ALGORITMI DEL CALCOLO NUMERICO a) Trattamento di dati: Generazione di numeri casuali; Ricerca minimi, massimi, zeri; Ordinamento di dati; Sistemi di equazioni algebriche b) Trattamento di funzioni: Valutazione di funzioni; Interpolazioni ed estrapolazioni; Integrazione numerica; Minimizzazione e massimizzazione; Sistemi agli autovalori; trasformate di Fourier. c) Le equazioni differenziali: Integrazione di equazioni differenziali ordinarie; Problemi con due condizioni al contorno; Equazioni alle derivate parziali. d) Trattazioni statistiche: Descrizione statistica dei dati; Modellazione dei dati. e) Problemi chimici elementari: Il problema dell'oscillatore; La collisione di due corpi. IV) PROBLEMI DI CHIMICA COMPUTAZIONALE AVANZATI a) Calcolo di struttura elettronica: Metodi ab initio; Metodi semiempirici b) Calcoli di dinamica molecolare: Metodi di meccanica classica; Metodi semiclassici; Metodi quantistici stazionari; Metodi quantistici dipendenti dal tempo.

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c) Grafica molecolare V) L'INFORMATICA COME STRUMENTO Architetture di calcolo avanzate; L'elaborazione concorrente; Modelli e strumenti di calcolo parallelo; Reti di calcolatori; Protocolli di comunicazione; Internet e web; I servizi di rete; Il web e la chimica; Intelligenza artificiale; Electronic learning; La realtà virtuale molecolare. Testi consigliati: Dispense del docente Pagina web: http://www.chm.unipg.it/chimgen/mb/theo1/text/chico/index.html S. E. KOONIN, D.C. MEREDITH, Computational physics Fortran Version, Addison-wesley Publishing Company; W.H. PRESS, B. P. FLANNERY, S: A. TEUKOLSKY, W. T. VETTERLING, Numerical Recipes, The Art of Scientific Computing Fortran version, Cambridge University Press; Modulo: CALCOLI QUANTISTICI SU PIATTAFORME DISTRIBUITE (2CFU) Dr. Dimitris Skouteris Dip. di Chimica – Tel 075 5855515 dimitris@dyn.unipg.it Programma - Teoria elementare dello scattering quantistico. Condizioni al contorno per processi di scattering. Ampiezza dello scattering e collegamenti con le sezioni d'urto differentali e integrali. Analisi in onde parziali. - Decomposizione dell'equazione di Schroedinger attraverso onde parziali. Generalizzazione del caso multicanale. Introduzione della matrice S e delle sue proprieta' (unitarieta' e simmetria). - Introduzione dei metodi time-independent e time-dependent. Risoluzione di problemi monodimensionali attraverso entrambi i metodi con analisi dei vantaggi e degli svantaggi di ciascum metodo. - Approfondimenti sui due tipi di algoritmi. Tecniche particolari e opportunita' di calcolo parallelo per entrambi i metodi. Testi consigliati: Consultare il docente Modulo: METODI TEORICI E COMPUTAZIONALI PER SISTEMI COMPLESSI (6CFU) Prof. Filippo De Angelis Dip. Di Chimica – Tel 075 5855526 filippo@thch.unipg.it Programma Strategie computazionali per la descrizione di sistemi complessi. Approccio computazionale alla complessità molecolare. Modellistica molecolare. Approssimazioni teoriche. Applicazione dei metodi DFT a sistemi di grandi dimensioni. Funzionali di scambio e correlazione. Set di base. Modelli di solvatazione continui. Utilizzo dei principali programmi di calcolo. Studio di proprietà elettroniche e strutturali di sistemi metallo-organici. Modulo: Metodi ibridi QM/MM. Meccanica molecolare e force fields. Interfaccia classico-quantistica. Valutazione di effetti sterici ed elettronici in sistemi inorganici e biologici.

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Dinamica molecolare Car-Parrinello. Dinamica molecolare classica supotenziali DFT. Sistemi periodici e superfici. Reattivita' chimica di sistemi catalitici. Modulo: Stati eccitati e proprieta' ottiche Metodi semi-empirici (ZINDO). Time-dependent DFT. Simulazione e caratterizzazione di spettri di assorbimento UV-Vis di cromofori. Il corso sarà corredato da numerose esercitazioni pratiche al calcolatore. Testi consigliati: Consultare il docente. GESTIONE IN RETE DI BASI DI CONOSCENZE MOLECOLARI – 6CFU Docente da designare Programma Introduzione alle tecnologie Web. Cenni ai protocolli di rete e alle tecnologie abilitanti. Il linguaggio HTML. Principali descrittori secondo gli standard W3C (HTML 4.01). Tabelle, layer, generazioni e form. Cenni alla usablità e fruibilità siti Web: specifiche WAI I fogli di stile. Separazione del grafica dalla semantica delle pagine Web. Principali elementi secondo gli standard W3C (CSS2). Il linguaggio XML (XML 1.0). Namespaces, DTD, XSLTH. Introduzione al Web Semantico: teorie e strumenti. Principi e teorie del Knowledge Management: strumenti e tecniche per la gestione della conoscenza. La rappresentazione della conoscenza chimica in ambiente distribuito: il web e la chimica. Rappresentazione standard di strutture molecolari: principali formati. Il problema della gestione dell’informazione chimica: dall’XML al CML. Introduzione e strumenti del CML. Rappresentazione e semantica di strutture molecolari. Il linguaggio della Chimica Computazionale: il CCML. La gestione e la rappresentazione della matematica: introduzione al linguaggio MathML Le banche dati e la chimica. Logica di funzionamento delle banche dati. Linguaggi di interrogazione. Principali banche dati per la chimica. Gli strumenti di realtà virtuale per la chimica. Principali strumenti: VRML e Java3D. Realtà virtuale a dimensione umana e dimensione molecolare. Testi consigliati: Consultare il docente. METODOLOGIE CHEMIOINFORMATICHE – 6CFU Dr. Massimo Baroni Dip. di Chimica – Tel. 075-5855550 e-mail: massimo@chemiome.chm.unipg.it Lo scopo del corso è quello di fornire le basi per la comprensione, la formulazione e l’implementazione software di algoritmi per il trattamento informatico di strutture molecolari, applicabili in particolare alla ricerca virtuale di composti chimici all’interno di banche dati.

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Programma Introduzione alla chemioinformatica. Chimica combinatoriale e screening ad alta capacità nella ricerca farmaceutica. Lo screening virtuale "in silico". Rappresentazione di una molecola nel computer. Il modello di valenza. Strutture molecolari bidimensionali (2D). Matrice di connettività e notazione lineare. Rappresentazione canonica delle strutture molecolari. Metodi per la rappresentazione di molecole finalizzati alla ricerca per similitudine e diversità . Ricerca di strutture e di sottostrutture. Codifica della strutture in stringhe di bit. Chiavi strutturali. Impronte digitali molecolari (hashed fingerprint). Rappresentazione e manipolazione di strutture molecolari in 3 dimensioni. Farmacofori tridimensionali. Fingerprint tridimensionali. Hardware e software nella chemioinformatica. Lo sviluppo di un nuovo software. Dal problema al programma. Definizione di algoritmo. Dall'algoritmo al programma. I diagrammi di flusso (flow-chart). Complessità computazionale di un algoritmo: classi P, NP ed NP-C. Complessità computazionale nella ricerca di sottostrutture chimiche ed in alcuni classici algoritmi di d calcolo. Linguaggi di programmazione. Progettazione del software: definizione e vantaggi. Metodo iterativo. Obiettivi della progettazione. I moduli del progetto e l’architettura del sistema. Linguaggio di programmazione C. Caratteristiche e parole chiave. Struttura generale di un programma C. Tipi di dati, variabili e modificatori di tipo e di accesso. Operatori aritmetici, relazionali, logici, sui singoli bit e speciali. Costrutti if, if-else e switch. I loop. Le funzioni. La ricorsione. Array e dati strutturati. Puntatori: definizione, aritmetica ed operatori. Gestione dinamica della memoria. Il sistema di input/output. Il preprocessore. Teoria dei grafi. Definizione formale di un grafo. Grafi orientati e non orientati. Loop. Vertici: grado, adiacenza e nodi isolati. Grafi multipli. Planarità. Isomorfismo ed automorfismo. Sottografi, supergrafi e sottografi indotti. Cammini e cicli. Grafi aciclici, completi, connessi e bipartiti. Funzioni di costo. Alberi. Cammini-circuiti euleriani ed hamiltoniani. Rappresentazione dei grafi nella memoria del calcolatore. Il problema del percorso minimo. Algoritmo di Dijkstra. Descrizione di molecole mediante funzioni di forma. Percorsi minimi sulla superficie della molecola , funzioni di distribuzione ed indici di complessità. Numerazione canonica delle strutture chimiche. Un algoritmo per la rappresentazione molecolare univoca basato su classificazione iterativa e bactracking. Complessità computazionale. Ricerca di sottostrutture comuni a più molecole mediante grafi. L'algoritmo LeRP per la ricerca della massima sottostruttura comune. Complessità computazionale. Grado di similitudine di molecole dalla massima sottostruttura comune (macs). Risultati forniti dall'algoritmo originale. Algoritmo lerp modificato per la ricerca esaustiva di sottografi connessi. Trattamento dei legami multipli. Analisi del codice sorgente di alcuni brevi programmi in cui sono implememtati alcuni degli algoritmi illustrati. Testi consigliati: Dispense fornite dal docente II semestre CATALISI – 6CFU Prof. Alceo Macchioni Dip. di Chimica – Tel. 075-5855579 e-mail: alceo@unipg.it 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.

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- 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. Testo consigliato: R. A. van Santen, P. W. N. M. van Leeuwen, J. A. Moulijn, B. A. Averill, Catalysis: an Integrated Approach, Elsevier, 2000. CHIMICA DEI COMPOSTI ETEROCICLICI – 6CFU Prof. Ferdinando Pizzo Dip. di Chimica - Tel. 075-5855546 e-mail: pizzo@unipg.it Programma 1) Nomenclatura dei composti eterociclici secondo le regole IUPAC a) Nomenclatura dei composti eterociclici monociclici b) Nomenclatura dei composti eterociclici policiclici c) Numerazione delle posizioni di un composto eterociclico d) Nomenclatura dei composti policiclici proposto da Van Baeyer e) Nomenclatura dei composti eterociclici di tipo spiro 2) Aspetti fondamentali delle sintesi dei composti eterociclici a) Classificazione secondo Baldwing delle ciclizzazioni di tipo elettrofilo-nucleofilo b) Struttura dei building block utilizzati nella sintesi dei composti eterociclici via ciclizzazione c) Possibili approcci per la sintesi della piridina e dei suoi derivati d) Sintesi di Feist-Benary e) Sintesi di reazione di Feist-Benary dell'isolinderolattone e epi-isolinderolattone f) Sintesi di b-lattoni utilizzando come building-block gli acidi idrossammici g) Sintesi di Hinsberg h) Sintesi di Knorr i) Sintesi di Paal-Knorr l) Sintesi di Robinson-Gabriel m) Sintesi di Hantz dei biazoli n) Sintesi di Stranp e di Combe 3) La reazione di etero Diels-Alder intramolecolare nella sintesi di composti eterociclici a) Aspetti generali b) Regiochimica c) Stereochimica d) Sintesi aspidospermina e) Sintesi (-)-Esaidrocannabinolo f) Sintesi (-) Deoxylogenina g) Sintesi della d-coniceina e chinolazina via etero Diels-Alder di 1-aza-1,3-butadieni h) Sintesi Deoxynupharidin i) Sintesi epi-lupimina l) Sintesi della d-coniceina e Gephyrotoxin 223A via etero Diels-Alder di composti di tipo nitrosi m) Sintesi della Aspidospermina, Aspidospermidina a 8-oxotabernosina via reazione di Diels-Alder intramolecolare di ortochinodimetani.

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Testi consigliati: Consultare il docente. CHIMICA DEI POLIMERI – 6CFU Prof. Lucio Minuti Dip. di Chimica – Tel. 075-5855545 e-mail: lucio@unipg.it Programma Generalità e classificazioni delle resine. I polimeri: architettura, rappresentazione, nomenclatura, pesi molecolari. Morfologia dei polimeri: materiali cristallini ed amorfi. Polimerizzazioni a stadi: poliammidi, poliesteri, policarbonati, poliuretani, resine epossidiche. Polimerizzazione a catena: polimerimerizzazioni radicalica, cationica ed anionica. Polimerizzazione con catalizzatori: meccanismo, stereochimica, catalizzatori eterogenei, catalizzatori metallocenici. Preparazione e lavorazione dei materiali polimerici. Reazioni di degradazione e stabilizzazione di macromolecole. Impieghi delle resine sintetiche nei settori biomedico, grafico, tessile, automobilistico e per il consolidamento e la protezione dei manufatti storico-artistici. Riciclo delle materie plastiche con particolare riferimento al riciclo chimico. Testi consigliati: Brown e Foote, Chimica Organica, EdiSES. M. Gaita, F. Ciardelli, F. La Mantia, E. Pedemonte, Fondamenti di Scienza dei Polimeri, Pacini Editore. Dispense del titolare del corso. L. Borgioli, Polimeri di sintesi per la conservazione della pietra, Ed. Il Prato CHIMICA DELLE SOSTANZE ORGANICHE NATURALI – 6CFU Prof. Antonio Cipiciani Dip. di Chimica – Tel. 075-5855540 e-mail: cipan@unipg.it Programma Struttura e proprietà di enzimi. Catalisi covalente, entropia e 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: competitiva, non competitiva, un competitiva. Calcolo della costanti di inibizione Ki. Misure di Ic50. Inibizione irreversibile. Esempi di meccanismi di reazione di enzimi: chimotripsina, Fenilalanina ammonia liasi, deidrochinasi, beta lattamasi. Impiego degli enzimi nella sintesi organica. Modulazione dell’attività catalitica. Immobilizzazione degli enzimi. Testi consigliati: Consultare il docente. CHIMICA METALLORGANICA – 6CFU Prof. Gianfranco Bellachioma Dip. di Chimica - Tel. 075-5855577

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e-mail: bellach@unipg.it Programma Cinetiche e meccanismi di reazione degli ioni complessi. Reazioni di sostituzione dei legandi in complessi ottaedrici e in complessi planari. Effetto trans. Complessi con legandi p eccettori – Complessi con ossido di carbonio, con diazoto, isonitrili, ossido di azoto e con sistemi estesi. Complessi con donatori del V e VI gruppo. Cianocomplessi. Composti metallo-organici. Complessi con olefine, con alchili e con allili. Composti ciclopentadienilici. Legami fra metallo e carbonio. Composti Elemento-Organici in reazioni stechiometriche e catalitiche. Reazioni di addizione ossidativa, di inserzione, di eliminazione riduttiva. Reazioni di legandi coordinati. Reazioni di isomerizzazione di idrogenazione, di idroformilazione, di polimerizzazione. Testo di consultazione COLLMAN, HEGEDUS, NORTON, FINKE, Principles and applications of organotransition metal chemistry, University Science Books, 1987. CHIMICA ORGANICA SUPERIORE – 6CFU Prof. Renzo Ruzziconi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855543 e-mail: ruzzchor@unipg.it 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 α; 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. Testo consigliato: Dispense del docente. CINETICA CHIMICA E DINAMICA MOLECOLARE – 6CFU Prof. Piergiorgio Casavecchia Dip. di Chimica - Tel. 075-5855514 e-mail: piero@dyn.unipg.it Programma La cinetica macroscopica Reazioni elementari. La costante di velocità e l'equazione di Arrhenius. Cinetica e termodinamica. La cinetica microscopica Le sezioni d'urto totali e differenziali. La relazione fra la costante di velocità e la sezione d'urto di

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reazione. Reversibilità microscopica e bilancio dettagliato. Dinamica molecolare: superfici di energia potenziale Potenziali intermolecolari. Calcoli ab initio delle superfici di potenziale. Potenziali empirici. Proprietà generali delle superfici di potenziale per sistemi reattivi. Determinazioni sperimentali delle proprietà della superficie di potenziale per la reazione. Dettagli del cammino di reazione. Dinamica delle collisioni molecolari Modelli semplici di collisione. Problema atomo-atomo, atomo-molecola e molecola-molecola. Trattazione classica. Trattazione quantistica. Il metodo delle traiettorie classiche. Calcolo di costanti di velocità e di sezioni d'urto. Confronto fra risultati classici e quantistici. Determinazioni sperimentali di nuovi parametri cinetici La tecnica dei fasci molecolari. Le tecniche spettroscopiche (chemiluminescenza infrarossa, fluorescenza indotta da laser, ionizzazione multifotonica risonante, tecniche di Raman, etc.). Esempi di cinetica stato-a-stato. Cinetica stato-a-stato e superfici di energia potenziale. Ripartizione dell'energia in reazioni chimiche: principi generali ed esempi. Effetto delle varie forme di energia sulla reattività chimica: selezione in stato quantico dei reagenti e dei prodotti. Laser chimici. Femtochimica. Approccio statistico alla dinamica di reazione: la teoria dello stato di transizione Postulati fondamentali e derivazioni standard della teoria dello stato di transizione (TST). Derivazione dinamica della TST. Effetti quantomeccanici nella TST. Formulazione termodinamica. Applicazioni. Teoria microcanonica dello stato di transizione. Teoria variazionale dello stato di transizione. Critica alla teoria dello stato di transizione. Approccio statistico alla dinamica di reazione: le reazioni unimolecolari Categorie di reazioni e tipi di potenziale. La costante di velocità per i processi unimolecolari. Dipendenza della costante di velocità osservata dalla pressione totale. La teoria RRK. La teoria RRKM. La teoria dello Spazio delle Fasi. Trattazione di alcuni sistemi cinetici del mondo reale Cinetica e dinamica chimica dell'atmosfera: esempi (chimica dell'ozono nell'atmosfera: il ruolo del cloro, bromo e iodio; il ruolo dei composti dell'azoto e dell'ossigeno) Cinetica e dinamica chimica della combustione: esempi. Testi consigliati: J.I. STEINFELD, J.S. FRANCISCO e W.L. HASE, Chemical Kinetics and Dinamics, Prentice Hall, New Jersey 1989; R. D. LEVINE e R.B. BERNSTEIN, Molecular reaction dynamics, Oxford University Press, New York, 1987; Altri testi I. W. M. SMITH, Kinetics and Dynamics of Elementary Gas Reaction, Butterworths, Londra 1980; M.J. PILLING e I.W.M. SMITH (edito da), Modern Gas Kinetics: Theory, Experiment and Application, Balckwell, Oxford 1987; R. B. BERNSTEIN, Chemical Dynamics via molecular beams and laser techniques, Oxford Press, New York. CRISTALLOCHIMICA – 6CFU Prof. Maria Cristina Burla Dip. di Scienze della Terra - Tel. 075-5852655 e-mail: metodi@unipg.it Programmma Cristallografia morfologica: Leggi della cristallografia morfologica. Operazioni di simmetria. e loro combinazioni permesse. Classi cristalline. Sistemi cristallini.

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Cristallografia strutturale: Reticolo di traslazione. Tipi di reticolo bravaisiani. Elementi di simmetria con traslazione. Gruppi spaziali: convenzioni per la nomenclatura e uso delle Tabelle Internazionali. 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. Metodo delle polveri. Analisi qualitativa da difftrattogrammi da polveri. Diffrattometri a cristallo singolo e a polveri. Uso banche dati. Determinazione della struttura cristallina: Fattore di struttura. Funzione densita' elettronica. Il problema della fase. Metodi di risoluzione strutturale. La funzione di Patterson: metodo dell'atomo pesante. Metodi diretti. Raffinamento di strutture cristalline da cristallo singolo: il metodo dei minimi quadrati. Metodi ab-initio per la soluzione strutturale da polveri. Metodo Rietveld per raffinamento di strutture da dati da polveri. Analisi quantitativa di miscele polifasiche. Uso packages per risoluzione strutturale e analisi quantitativa. 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. Isomorfismo e polimorfismo Classificazione dei silicati Testi consigliati: F. Mazzi e G.P. Bernardini, Fondamenti di cristallografia e ottica cristallografica, USES G.H. Stout e L.H. Jensen, X-ray structure determination. A practical guide, MacMillan, N.Y. F.Donald Bloss, Crystallography and Crystal chemistry, Ed. Holt, Rinehart e Winston C.Giacovazzo, Fundamentals of Crystallography, Oxford University Press FISICA ATOMICA – 6CFU Prof. Fernando Pirani Dip. di Chimica - Tel. 078-5855529 e-mail: pirani@dyn.unipg.it Il corso è in comune con la Laurea triennale in Fisica 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.

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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. Testi consigliati: Appunti delle lezioni FOTOCHIMICA – 6CFU Prof. Gian Gaetano Aloisi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855574 e-mail: aloisi@unipg.it Programma Nozioni generali sulle radiazioni elettromagnetiche (natura, sorgenti, manocromatori, rivelatori e attinometri chimici) e sulle apparecchiature di uso comune nei laboratori fotochimici. Interazione luce-materia: nozioni di spettroscopia elettronica, assorbimento ed emissione di radiazioni, relazione tra le quantità teoriche e quelle sperimentali. Tipi di transizioni in molecole organiche. Analisi vibrazionale di spettri elettronici: sequenze e progressi. Spettri continui e diffusi (fenomeno della predissociazione). Natura degli stati elettronici eccitati e processi fotofisici di disattivazione. Parametri cinetici e rese quantiche. Processi monomolecolari (radiativi e non radiativi) e bimolecolari (trasferimento di carica, di protone e di energia). Processi fotochimici primari: dissociazione riarrangiamento intramolecolare.

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Dimerizzazione, addizione isometizzazione, estrazione di idrogeno (intermolecolare, intramolecolare). Determinazione del meccanismo delle reazioni fotochimiche e analisi dei fattori che possono influenzare la direzione e la resa; possibilità pratica di guidare le fotoreazioni. Reazioni fotosensibilizzate. Tecniche pulsate in fotochimica: studio di intermedi a vita breve e misura di tempi di vita di stati eccitati. Rassegna, descrizione e analisi di alcune applicazioni tecnologiche e industriali della fotochimica (fotocromismo, sintesi, fotopolimerizzazione e fotoreticolazione, riproduzione dell'immagine, fotosensibilizzazione e fotodefradazione, conservazione dell'energia solare, chemiluminescenza e fotocatalisi). Descrizione di fenomeni fotochimici naturali (fotosintesi, visione). Testi consigliati: R. P. WAYNE, Photochemistry, Butterworths. K. K. ROHATGI - MUKHERJEE, Fundamentals of Photochemistry, Wiley Eastern Limited. LEGISLAZIONE E SICUREZZA NEI LABORATORI CHIMICI – 6CFU Dr. Angela Francardi e-mail: studiolegale@francardi.it Obiettivi del corso: fornire una conoscenza tecnico-giuridica che completi il quadro delle nozioni scientifiche allo scopo di permettere ai neo-laureati di conoscere le regole imposte dall’ordinamento giuridico e di operare in un’ottica di sicurezza propria, delle strutture e dell’ambiente, con capacità di svolgimento dei compiti operativi e professionali nella gestione e nell’organizzazione delle misure di sicurezza e prevenzione in attività di laboratorio, produttive e tecnologiche. Programma - Cenni di metodologia giuridica e obiettivi del corso - La norma giuridica e l’ordinamento giuridico - Le fonti del diritto. Le fonti statali, comunitarie e internazionali. - La normativa tecnica e tipologie di fonti. Gli enti di normazione cogente e non cogente. - Approccio metodologico all’utilizzo e alla ricerca di fonti normative e tecniche sia nazionali che comunitarie e/o internazionali - L’impatto della legislazione comunitaria sulla gestione dei processi aziendali - La normativa tecnica quale strumento per la qualità. La gestione integrata dei sistemi sicurezza, qualità e ambiente nel quadro descritto dalla nuova VISION 2000. - Requisiti, regole e procedimenti per la costruzione e l’apertura di un laboratorio chimico: requisiti “soggettivi”, “strutturali” e “dinamici”. - Evoluzione storica del quadro normativo che regolamenta la sicurezza nei laboratori chimici dal 1955 ad oggi. - Il D.Lgs. 626/94 e successive modifiche e integrazioni. L’organigramma della sicurezza - La valutazione del rischio in un laboratorio chimico. Efficacia ed utilità delle cd. “Linee Guida”. - La valutazione del rischio chimico. Le procedure di sicurezza. - Il sistema gestione qualità secondo la nuova “VISION 2000”. Accreditamento e certificazione di qualità nei laboratori e nell’industria chimica - La normativa sull’ambiente e sulle ecocompatibilità. - Tipologia Enti e Istituzioni di riferimento, di consulenza e di controllo - Discussione di casi pratici e giurisprudenziali Testi consigliati: Consultare il docente

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MECCANISMI DI REAZIONE IN CHIMICA ORGANICA – 6CFU Prof. Sergio Alunni Dip. di Chimica - Tel. 075-5855539 e-mail: alunnis@unipg.it Programma Cinetica chimica Determinazione della espressione di velocità. Cinetiche di ordine zero, uno e due. Reazioni competitive, reazioni parallele, reazioni reversibili. Stato stazionario. Relazione tra dati cinetici e meccanismo di reazione. Parametri di attivazione. Studio di intermedi di reazione Tecniche di isolamento, cattura e individuazione spettroscopica degli intermedi di reazione. Esame stereochimico della reazione. Correlazioni di energia libera Equazione di Hammett e sue estensioni. Equazioni di Taft. Applicazioni meccanicistiche delle correlazioni di energia libera. Uso di isotopi Uso non cinetico di isotopi. Effetti isotopici cinetici primari del deuterio. Effetti isotopici cinetici secondari del deuterio. Effetti isotopici cinetici con elementi pesanti. Effetti tunnel. Catalisi acido-base Catalisi acida o basica generale e specifica. Profili di pH. Equazione di Brnsted. Limite diffusionale. Studio del meccanismo delle principali classi di reazioni Reazioni di sostituzione nucleofila alifatica. Reazioni di eliminazione. Reazioni di addizione. Reazioni di sostituzione elettrofila aromatica. Reazioni di sostituzione nucleofila aromatica. Reazioni radicaliche. Testi consigliati: E. BACIOCCHI-G. MARINO, Chimica Organica, Reattività e Struttura, USES, 1982. P. SYKES, La ricerca dei meccanismi delle Reazioni Organiche, Zanichelli, 1978. C.D. RITCHIE, Physical Organic Chemistry, M. Dekker, 1990. Ulteriori testi di approfondimento e dispense su specifici argomenti sono inoltre disponibili contattando il docente presso il Dipartimento di Chimica. METODI MATEMATICI PER LA CHIMICA – 6CFU Prof. Roberto Cambi Dip. di Chimica - Tel. 075-5855520 e-mail: cmb@thch.unipg.it Programma 1) Risoluzione di sistemi lineari con vari metodi (Crout, Gauss-Seidel, eliminazione, diagonalizzazione) analizzando anche i casi mal-condizionati ed esponendo le tecniche per sormontarli 2) Metodi approssimati di calcolo, con particolare riferimento agli algoritmi infiniti (serie, prodotti infiniti, frazioni continue) 3) Sviluppi in serie di funzioni ortogonali (Chebitschev, Legendre, ecc.) 4) Cenni di teoria delle distribuzioni e funzioni impulsive (δ) 5) Serie e integrale (trasformata) di Fourier 6) Operatori lineari 7) Funzioni di variabile complessa (condizioni di monogeneità, sviluppo di Laurent, poli, residui,

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teorema dei residui, calcolo degli integrali in campo complesso e loro utilità per il calcolo degli integrali reali) Testi consigliati: Consultare il docente RADIOCHIMICA – 6CFU Prof. Nadia Balucani Dip. di Chimica - Tel. 075-5855513 e-mail: nadia@dyn.unipg.it Il corso è in comune con la LS in Scienze e tecnologie per la conservazione e il restauro del patrimonio storico-artistico. Programma IL NUCLEO ATOMICO: costituzione del nucleo atomico; energia dei legami tra nucleoni; particelle subnucleari; interazioni elementari; cenni sulle teorie quantistiche relative a forze e particelle. RADIOATTIVITÀ: decadimento radioattivo; legge del decadimento radioattivo; varie unità di misura della radioattività e delle grandezze ad essa connesse; banda di stabilità dei nuclidi; cenni sul decadimento β e sui neutrini; cenni sul decadimento α e sulla teoria di Gamow per l'effetto tunnel. STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO: principi delle camere di ionizzazione; moltiplicatori di particelle; rivelatori a semiconduttore; scintillatori; statistica del conteggio d'impulsi; errore di misura nei conteggi; spettrometria di massa e sua applicazione nella radiochimica. 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. 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; sintesi degli elementi e processi nucleari nel cosmo; evoluzione delle stelle. APPLICAZIONI RADIOCHIMICHE: uso di traccianti isotopici; diluizione isotopica; analisi per attivazione neutronica; variazioni delle abbondanze isotopiche naturali; radiodatazione di reperti geologici e archeologici; metodo del carbonio-14. CHIMICA DELLE RADIAZIONI: resa di una radiolisi; dosimetria; radiolisi in fase gassosa; reazioni ione-molecola; teoria di Giamousis-Stevenson; radiolisi di soluzioni acquose; radiolisi di idrocarburi; radiolisi di solidi Testi consigliati: Consultare il docente SPETTROSCOPIA MOLECOLARE – 6CFU Prof. Giulio Paliani Dip. di Chimica - Tel. 075-5855581 e-mail: paliani@unipg.it 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).

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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. 11) Discussione generale dei Laser Proprietà. Metodi per ottenere l'inversione di popolazione. Principali tipi di Laser. 12) Argomenti conclusivi Distribuzione di carica e momenti associati. Momenti di quadrupolo. Spettroscopia di risonanza di quadrupolo nucleare. Struttura iperfine degli spettri rotazionali. Testi consigliati: G.M. BARROW, Introduction to Molecular Spectroscopy, McGraw-Hill, International Student Ed. 1962; J. M. HOLLAS, Modern Spectroscopy, Second Edition, John Wiley & Sons, 1992. STEREOCHIMICA ORGANICA – 6CFU Prof. Ferdinando Pizzo Dip. di Chimica - Tel. 075-5855546 e-mail: pizzo@unipg.it

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Programma 1. Introduzione ai concetti stereochimici di base 2. Proprietà degli stereoisomeri 3. Facce e ligandi eterotopici 4. Stereochimica dei composti azotati 5. Stereochimica degli alcheni 6. Stereochimica dei composti carbociclici 7. Sintesi stereoselettive 8. Proprietà chirotopiche 9. Chiralità in molecole prive di centri chirali Testo consigliato: Ernest L. Eliel/ Samuel H. Wilen, Stereochemistry of organic compounds, Ed. Jhon Wiley & Sons, New York.