Chimica fisica ii

A.A. 2021/2022
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
CHIM/02
Lingua
Italiano
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.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Le lezioni si svolgeranno in MODALITÀ SINCRONA su MS Teams secondo l'orario del corso. I video delle lezioni saranno registrati e resi 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
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

Elettrochimica: Termodinamica dei sistemi elettrochimici: Energia delle reazioni di pila e di elettrolisi.. 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. Semiconduttori. Accenno alle principali applicazioni: Pile primarie e secondarie, corrosione, elettrochimica industriale.
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 del docente)
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Orale: colloquio con possibilità di brevi esercizi e interpretazione di diagrammi.
Verrà valutata la possibilità di condurre delle prove in itinere, su base volontaria, durante l'insegnamento.
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docente/i
Ricevimento:
Martedì ore 12.00
Studio del Docente
Ricevimento:
Da lunedì a venerdì dalle 10 alle 12, previo appuntamento fissato via mail
Dipartimento di Chimica, locale R08, piano terra, corpo B