Strutturistica chimica
A.A. 2023/2024
Obiettivi formativi
Il corso fornisce gli strumenti per riconoscere e descrivere le simmetrie presenti in un cristallo e in un reticolo cristallino; i criteri classificativi nei diversi sistemi cristallini e nei gruppi di simmetria nel piano e nello spazio, le nozioni fondamentali per l'interpretazione e l'uso delle Tabelle cristallografiche. Fornisce inoltre i concetti di base della teoria della diffrazione di raggi X e di altre tecniche avanzate da radiazione di sincrotrone e neutroni, per la caratterizzazione strutturale dei solidi cristallini ponendo particolare attenzione agli aspetti
sperimentali e all'interpretazione dei dati.
sperimentali e all'interpretazione dei dati.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente acquisirà una adeguata conoscenza delle nozioni fondamentali della simmetria cristallina e la sua descrizione attraverso i simboli delle classi cristalline e dei gruppi spaziali e sarà in grado di comprendere e utilizzare le Tabelle Internazionali di Cristallografia. Avrà inoltre acquisito le conoscenze di base sui principi della diffrazione di raggi X e di altre spettroscopie neutroniche e da radiazione di sincrotrone per la caratterizzazione di materiali cristallini. Lo studente risulterà dotato degli strumenti e delle competenze necessarie per affrontare altri corsi più avanzati di ambito cristallografico.
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
Cristallografia morfologica: La morfologia dei cristalli: classi cristalline, indici di Weiss e di Miller, forme cristalline. Introduzione alle proiezioni stereografiche. Teorie per la predizione dell'abito cristallino.
Cristallografia descrittiva: Simmetria traslazionale. Concetto di reticolo e celle cristallografiche. Restrizione cristallografica. Gruppi piani e gruppi spaziali. Piani e direzioni cristallografiche. Reticoli di Bravais. Descrizione e uso delle Tabelle Internazionali di cristallografia.
Teoria della Diffrazione: Scattering dei raggi X. Fattori atomici di scattering e dispersione anomala. Diffrazione e Legge di Bragg. Diffrazione da cristallo singolo: Equazioni di Laue, reticolo Reciproco e Sfera di Ewald. Fattore di struttura. Il problema della fase. Estinzioni sistematiche. Metodi sperimentali di risoluzione strutturale da dati ottenuti mediante diffrazione da cristallo singolo.
Analisi della Geometria Molecolare: Coordinate per la rappresentazione della geometria molecolare e descrittori molecolari. Cambridge Structural Database e metodi di correlazione strutturale.
Tecniche avanzate in cristallografia strutturale: Sorgenti di radiazione (raggi X e neutroni). Luce di sincrotrone: principi generali e applicazioni. Diffrazione di raggi X e scattering di neutroni. Spettroscopia di assorbimento di raggi X (EXAFS). Riflettività e Scattering di neutroni a piccolo angolo (SANS). Esempi e applicazioni in ambito chimico.
Cristallografia descrittiva: Simmetria traslazionale. Concetto di reticolo e celle cristallografiche. Restrizione cristallografica. Gruppi piani e gruppi spaziali. Piani e direzioni cristallografiche. Reticoli di Bravais. Descrizione e uso delle Tabelle Internazionali di cristallografia.
Teoria della Diffrazione: Scattering dei raggi X. Fattori atomici di scattering e dispersione anomala. Diffrazione e Legge di Bragg. Diffrazione da cristallo singolo: Equazioni di Laue, reticolo Reciproco e Sfera di Ewald. Fattore di struttura. Il problema della fase. Estinzioni sistematiche. Metodi sperimentali di risoluzione strutturale da dati ottenuti mediante diffrazione da cristallo singolo.
Analisi della Geometria Molecolare: Coordinate per la rappresentazione della geometria molecolare e descrittori molecolari. Cambridge Structural Database e metodi di correlazione strutturale.
Tecniche avanzate in cristallografia strutturale: Sorgenti di radiazione (raggi X e neutroni). Luce di sincrotrone: principi generali e applicazioni. Diffrazione di raggi X e scattering di neutroni. Spettroscopia di assorbimento di raggi X (EXAFS). Riflettività e Scattering di neutroni a piccolo angolo (SANS). Esempi e applicazioni in ambito chimico.
Prerequisiti
Insegnamento propedeutico ai corsi di stato solido.
Metodi didattici
Lezioni frontali svolte dal docente con l'ausilio di presentazioni rese disponibili tramite il portale Ariel. Esercitazioni pratiche svolte dagli studenti con l'ausilio di strumenti didattici di vario tipo (modelli di forme cristalline e programmi dedicati). La frequenza alle lezioni non è obbligatoria, ma fortemente consigliata.
Materiale di riferimento
TESTI:
Werner Massa
"Crystal Structure Determination"
Springer-Verlag
William Clegg
(Oxford Chemistry Primers)
"Crystal Structure Determination"
Ed. Oxford Science Publication
G. Bunker,
"Introduction to XAFS",
Cambridge University Press, 2010
G.L. Squires
"Introduction to the Theory of Thermal Neutron Scattering",
Dover Pubns, 1997
Werner Massa
"Crystal Structure Determination"
Springer-Verlag
William Clegg
(Oxford Chemistry Primers)
"Crystal Structure Determination"
Ed. Oxford Science Publication
G. Bunker,
"Introduction to XAFS",
Cambridge University Press, 2010
G.L. Squires
"Introduction to the Theory of Thermal Neutron Scattering",
Dover Pubns, 1997
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova scritta e orale per verificare sia la quantità di informazioni acquisite, sia la capacità di analisi critica degli argomenti discussi nel corso.
CHIM/03 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docenti:
Castellano Carlo, Rizzato Silvia
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
Dipartimento di Chimica, Corpo A, piano rialzato, stanza R38
Ricevimento:
mercoledì e venerdì su appuntamento dalle 16.00 - 17.00
Dipartimento di Chimica, Corpo A, stanza 1402