Chimica dello stato solido
A.A. 2018/2019
Obiettivi formativi
Acquisizione di competenze riguardanti la caratterizzazione e le proprietà di composti molecolari e polimerici allo stato solido. In particolare, in questo corso, verrà trattata la caratterizzazione delle fasi solide tramite tecniche avanzate di diffrazione di polveri (raggi-X, neutroni). Inoltre, verranno descritte le proprietà di stato solido di materiali di interesse energetico e ambientale (materiali porosi, composti di intercalazione, solidi conduttori) e di interesse industriale (pigmenti e Active Pharmaceutical Ingredients). Per queste classi di materiali verrà data particolare attenzione alle transizioni di fase solido-solido, al problema del polimorfismo, allo studio e caratterizzazione delle proprietà termiche e delle interazioni host-guest.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente con questo corso acquisirà competenze nell'utilizzo di tecniche avanzate di caratterizzazione di stato solido, in particolare della diffrazione di polveri, e nella descrizione delle proprietà di materiali molecolari e polimerici allo stato solido. Inoltre, lo studente avrà modo di mettere in relazione la struttura cristallina di tali materiali con le relative proprietà chimico-fisiche.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
Parte 1. Teoria (3 crediti)
1. Ripasso di fondamenti di diffrazione di polveri
2. Tecniche sperimentali
3. Interpretazione dei dati da polveri
4. Simulazione di pattern di polveri: il metodo Rietveld
5. Determinazione della cella unitaria e affinamenti Le Bail/Pawley
6. Risoluzione strutturale da polveri (metodi nello spazio reale)
7. Software per analisi di diffrazione di polveri
8. Proprietà microstrutturali
9. Tecniche di diffrazione in condizioni non ambientali
- Temperatura variabile
- Pressione di gas variabile
- Alta pressione (Diamond Anvil Cell, DAC)
10. Fluorescenza di raggi-X
11. Diffrazione di neutroni
12. Struttura locale tramite Total Scattering e PDF
Parte 2. Applicazioni (3 crediti)
13. Il polimorfismo e le transizioni di fase in stato solido
- caratterizzazione termodinamica: analisi termiche
- caratterizzazione strutturale: termodiffrattometria
14. Materiali molecolari e polimerici:
- Active Pharmaceutical Ingredients (APIs)
- Pigmenti
- Materiali porosi: zeoliti e metal-organic frameworks
- Materiali magnetici, conduttori ionici e intercalati.
1. Ripasso di fondamenti di diffrazione di polveri
2. Tecniche sperimentali
3. Interpretazione dei dati da polveri
4. Simulazione di pattern di polveri: il metodo Rietveld
5. Determinazione della cella unitaria e affinamenti Le Bail/Pawley
6. Risoluzione strutturale da polveri (metodi nello spazio reale)
7. Software per analisi di diffrazione di polveri
8. Proprietà microstrutturali
9. Tecniche di diffrazione in condizioni non ambientali
- Temperatura variabile
- Pressione di gas variabile
- Alta pressione (Diamond Anvil Cell, DAC)
10. Fluorescenza di raggi-X
11. Diffrazione di neutroni
12. Struttura locale tramite Total Scattering e PDF
Parte 2. Applicazioni (3 crediti)
13. Il polimorfismo e le transizioni di fase in stato solido
- caratterizzazione termodinamica: analisi termiche
- caratterizzazione strutturale: termodiffrattometria
14. Materiali molecolari e polimerici:
- Active Pharmaceutical Ingredients (APIs)
- Pigmenti
- Materiali porosi: zeoliti e metal-organic frameworks
- Materiali magnetici, conduttori ionici e intercalati.
Informazioni sul programma
Modalità di frequenza: Fortemente consigliata
Modalità di erogazione: Tradizionale
Modalità di erogazione: Tradizionale
Propedeuticità
Applicazioni Di Chimica Analitica Strumentale
Chimica Inorganica
Chimica Inorganica
Prerequisiti
Modalità di esame
Esame Orale: l'insegnamento prevede un colloquio finale con attribuzione di un voto. L'esito del colloquio è in trentesimi: il colloquio si ritiene esauriente se il candidato ottiene una votazione pari ad almeno 18/30.
Il colloquio orale relativo agli argomenti del corso prevede almeno un quesito sulla parte teorica e almeno due quesiti sulla parte relativa alle applicazioni. È facoltà dello studente chiedere di esporre, in maniera autonoma e completa, un argomento a propria scelta, tra quelli presentati nelle lezioni a carattere frontale, che non sarà comunque esaustivo dell'intero colloquio. Il voto assegnato dal docente tiene conto sia di correttezza e qualità delle risposte (80%), sia della capacità comunicativa dimostrata dal candidato durante il colloquio (20%).
Esame Orale: l'insegnamento prevede un colloquio finale con attribuzione di un voto. L'esito del colloquio è in trentesimi: il colloquio si ritiene esauriente se il candidato ottiene una votazione pari ad almeno 18/30.
Il colloquio orale relativo agli argomenti del corso prevede almeno un quesito sulla parte teorica e almeno due quesiti sulla parte relativa alle applicazioni. È facoltà dello studente chiedere di esporre, in maniera autonoma e completa, un argomento a propria scelta, tra quelli presentati nelle lezioni a carattere frontale, che non sarà comunque esaustivo dell'intero colloquio. Il voto assegnato dal docente tiene conto sia di correttezza e qualità delle risposte (80%), sia della capacità comunicativa dimostrata dal candidato durante il colloquio (20%).
Materiale di riferimento
Libro 1: Fundamentals of Powder Diffraction and Structural Characterization of Materials, Second Edition. Pecharsky, Vitalij, Zavalij, Peter
Libro 2. Powder Diffraction: Theory and Practice. Dinnebier and Billige
Libro 3. Polymorphism in molecular crystals. Bernstain
Libro 4. Polymorphism in the pharmaceutical Industry. R. Hilfiker.
Libro 5. Solid State Chemistry: an Introduction. Moore and Smart.
Libro 6. Solid State Chemistry and Its Applications. A.R. West
Il materiale didattico prevede anche la consegna allo studente delle slide proiettate al corso e delle dispense prodotte dal docente sugli argomenti trattati in classe.
Libro 2. Powder Diffraction: Theory and Practice. Dinnebier and Billige
Libro 3. Polymorphism in molecular crystals. Bernstain
Libro 4. Polymorphism in the pharmaceutical Industry. R. Hilfiker.
Libro 5. Solid State Chemistry: an Introduction. Moore and Smart.
Libro 6. Solid State Chemistry and Its Applications. A.R. West
Il materiale didattico prevede anche la consegna allo studente delle slide proiettate al corso e delle dispense prodotte dal docente sugli argomenti trattati in classe.
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
Ufficio personale