Chimica fisica ii
A.A. 2020/2021
Obiettivi formativi
L'insegnamento introduce alla struttura della materia ed in particolare alla meccanica quantistica con la discussione della struttura atomica e molecolare e le proprietà derivanti da esse. Fornisce i primi fondamenti di elettrochimica: aspetti termodinamici e cinetici delle reazioni d'elettrodo. Tratta i sistemi generatori e elettrolizzatori.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente dovra' acquisire le conoscenze fondamentali della chimica-fisica per quanto riguarda la struttura della materia a livello atomico e molecolare, utilizzando i concetti di base della meccanica quantistica. Nel contempo, acquisira' le competenze necessarie per comprendere i fenomeni alla base dell'elettrochimica e dei relativi dispositivi e processi industriali.
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
PRIMA PARTE. Meccanica quantistica.
Le lezioni si svolgeranno in MODALITÀ ASINCRONA e i video delle lezioni verranno caricate sul sito ARIEL del corso (https://aminguzziee.ariel.ctu.unimi.it/v5/home/Default.aspx) con regolarità (un video ogni 2 h di lezione). Il docente sarà disponibile per spiegazioni supplementari e risposta alle domande durante gli orari delle lezioni (o su appuntamento nel caso di giustificata impossibilità) sul forum di ARIEL e su MS Teams. Maggiori dettagli verranno forniti durante la lezione introduttiva che, verrà erogata in modalità SINCRONA su MS Teams.
Seconda PARTE. Elettrochimica.
Le lezioni si svolgeranno in MODALITÀ SINCRONA su MS Teams secondo l'orario del corso. I video delle lezioni saranno registrate e rese disponibili anche in modalità asincrona su MS Teams. Il docente sarà disponibile per spiegazioni supplementari e risposta alle domande su appuntamento, da concordare via email.
Le lezioni si svolgeranno in MODALITÀ ASINCRONA e i video delle lezioni verranno caricate sul sito ARIEL del corso (https://aminguzziee.ariel.ctu.unimi.it/v5/home/Default.aspx) con regolarità (un video ogni 2 h di lezione). Il docente sarà disponibile per spiegazioni supplementari e risposta alle domande durante gli orari delle lezioni (o su appuntamento nel caso di giustificata impossibilità) sul forum di ARIEL e su MS Teams. Maggiori dettagli verranno forniti durante la lezione introduttiva che, verrà erogata in modalità SINCRONA su MS Teams.
Seconda PARTE. Elettrochimica.
Le lezioni si svolgeranno in MODALITÀ SINCRONA su MS Teams secondo l'orario del corso. I video delle lezioni saranno registrate e rese disponibili anche in modalità asincrona su MS Teams. Il docente sarà disponibile per spiegazioni supplementari e risposta alle domande su appuntamento, da concordare via email.
Programma
Elettrochimica:
Termodinamica dei sistemi elettrochimici: Energia delle reazioni di pila e di elettrolisi. Pile primarie e secondarie. Potenziali d'elettrodo. Proprietà delle soluzioni elettrolitiche. Diagrammi di Pourbaix.
Cinetica delle reazioni elettrochimiche: fenomeni di interfase. trasferimento elettronico e di carica. Trasporto di massa e di carica.
Struttura atomica e molecolare. Teoria quantistica: la dualità onda-particella; l'equazione di Schroedinger; autovalori e autofunzioni; il principio di indeterminazione. Moti traslazionali, vibrazionali e rotazionali: la particella nella scatola, il tunnelling quanto-meccanico; livelli energetici, funzioni d'onda. La struttura atomica: atomi idrogenoidi; atomi a più elettroni. Struttura molecolare: le teorie del legame di valenza e dell'orbitale molecolare: lo ione H2+; molecole diatomiche omonucleari e dinucleari; orbitali molecolari per sistemi poliatomici. Spettroscopia molecolare: Interazione radiazione-materia. Spettroscopia rotazionale, vibrazionale, elettronica
Esercitazioni: l'insegnamento prevede un'attività in aula dedicata all'approfondimento e all'esemplificazione degli argomenti trattati
Termodinamica dei sistemi elettrochimici: Energia delle reazioni di pila e di elettrolisi. Pile primarie e secondarie. Potenziali d'elettrodo. Proprietà delle soluzioni elettrolitiche. Diagrammi di Pourbaix.
Cinetica delle reazioni elettrochimiche: fenomeni di interfase. trasferimento elettronico e di carica. Trasporto di massa e di carica.
Struttura atomica e molecolare. Teoria quantistica: la dualità onda-particella; l'equazione di Schroedinger; autovalori e autofunzioni; il principio di indeterminazione. Moti traslazionali, vibrazionali e rotazionali: la particella nella scatola, il tunnelling quanto-meccanico; livelli energetici, funzioni d'onda. La struttura atomica: atomi idrogenoidi; atomi a più elettroni. Struttura molecolare: le teorie del legame di valenza e dell'orbitale molecolare: lo ione H2+; molecole diatomiche omonucleari e dinucleari; orbitali molecolari per sistemi poliatomici. Spettroscopia molecolare: Interazione radiazione-materia. Spettroscopia rotazionale, vibrazionale, elettronica
Esercitazioni: l'insegnamento prevede un'attività in aula dedicata all'approfondimento e all'esemplificazione degli argomenti trattati
Prerequisiti
Si danno per assodate competenze e conoscenze nella chimica fisica (termodinamica e cinetica) nell'analisi matematica e nella fisica di base (meccanica, ottica ed elettromagnetismo)
Metodi didattici
Lezione frontale, esercitazioni e simulazioni in aula
Materiale di riferimento
- Donald A. McQuarrie, "Quantum Chemistry", University Science Books, 2008
- Peter Atkins, Julio De Paula, Atkin's Physical Chemistry, Oxford University Press
- Christopher M. A. Brett, Ana Maria Oliveira Brett, "Electrochemistry: Principles, Methods, and Applications", Oxford University Press, 1994
- Allen J. Bard, Larry R. Faulkner, "Electrochemical Methods. Fundamentals and Applications", 2001, John Wiley & Sons, 2nd Edition
- Materiale distribuito dai docenti (sito Ariel http://srondininicf2.ariel.ctu.unimi.it/v3/home/Default.aspx)
- Peter Atkins, Julio De Paula, Atkin's Physical Chemistry, Oxford University Press
- Christopher M. A. Brett, Ana Maria Oliveira Brett, "Electrochemistry: Principles, Methods, and Applications", Oxford University Press, 1994
- Allen J. Bard, Larry R. Faulkner, "Electrochemical Methods. Fundamentals and Applications", 2001, John Wiley & Sons, 2nd Edition
- Materiale distribuito dai docenti (sito Ariel http://srondininicf2.ariel.ctu.unimi.it/v3/home/Default.aspx)
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Orale: colloquio con possibilità di brevi esercizi e interpretazione di diagrammi
Scritto: può essere attivato l'esame scritto su richiesta motivata dello studente (es. specifici motivi di salute)
Scritto: può essere attivato l'esame scritto su richiesta motivata dello studente (es. specifici motivi di salute)
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 6
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 40 ore
Lezioni: 40 ore
Docenti:
Minguzzi Alessandro, Rondinini Sandra
Docente/i