CHIMICA INORGANICA I E LABORATORIO

CHIM/03 - 6 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

ENRICO CILIBERTO
Email: cilibert@unict.it
Edificio / Indirizzo: Dipartimento Scienze Chimiche, viale A.Doria 6, 95125 Catania
Telefono: +390957385054
Orario ricevimento: lunedì-venerdì 11-12


Obiettivi formativi

Aspetti basilari della chimica inorganica di coordinazione e dello stato solido


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali ed esperienze di laboratorio


Prerequisiti richiesti

Conoscenza delle basi della Chimica Generale ed Inorganica, della Fisica e della Quantomeccanica.



Frequenza lezioni

Frequenza obbligatoria



Contenuti del corso

Programma di Chimica Inorganica I

Corso di Laurea in Chimica

AA 2016-2017

-Atomo polielettronico: approssimazione orbitalica, indistinguibilità della particella e principio di esclusione nella determinazione della funzione stato. Carica nucleare effettiva e schermaggio, penetrazione orbitalica. Microstati e termini permessi. Accoppiamento di Russel-Saunders. Termini di una configurazione dn e classificazione dei microstati. Energie dei termini e regole di Hund.

-Il legame chimico: Teoria MO ed approssimazione LCAO, metodo extended Huckel, integrali molecolari e determinante secolare. Le proprietà di simmetria molecolare e la semplificazione dei calcoli quantomeccanici: Elementi ed operazioni di simmetria. Gruppi puntuali e gruppi spaziali. Rappresentazioni di gruppi puntuali. Il grande teorema di ortogonalità e le sue conseguenze. Tabelle dei caratteri. Riduzione e proiezione di rappresentazioni. Il teorema del prodotto diretto e le sue conseguenze nella semplificazione degli integrali molecolari. Diagonalizzazione a blocchi di un determinante secolare. Esempi su molecole semplici : acqua, ammoniaca e metano. Applicazione allo studio di transizioni elettroniche e vibrazionali.

-Strutture Cristalline ed Amorfe. I reticoli cristallini e le celle elementari. L’impaccamento di sfere e le strutture compatte: politipi hcp e fcc. Le lacune nelle strutture compatte. Le strutture non compatte bcc e pc. Il caso dei metalli: polimorfismo. Leghe metalliche di sostituzione ed interstiziali.

-I solidi ionici. La struttura caratteristica dei solidi ionici: salgemma, cloruro di cesio, sfalerite, fluorite ed antifluorite, wurzite, arseniuro di nichel, rutilo e perosvkite. La razionalizzazione delle strutture ioniche: modello coulombiano e raggio ionico, rapporto fra raggi ionici e mappe di struttura. Entalpia reticolare: modello coulombiano e costante di Madelung. Ciclo di Born-Haber.

-Proprietà dei solidi. La teoria MO applicata ai solidi: Bande di orbitali molecolari, densità degli stati e livello di Fermi. Conduttori ed isolanti. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. La superconduttività. I difetti cristallini e loro origine. Difetti puntuali intrinseci: difetti di Schottky e di Frenkel. I difetti estrinseci: centri di colore. Difetti estesi. Difetti stechiometrici.

Esperienze di laboratorio:

Determinazioni strutturali sul cloruro di sodio, indagini SEM EDX e XRD; determinazione del parametro di cella.

Sintesi di materiali vetrosi sodico calcici drogati con sistemi cromofori, riconoscimento della fase vetrosa e delle specie dovute a devetrificazione.

Sintesi di materiali ceramici silicatici: determinazione XRD delle fasi di neoformazione.



Testi di riferimento

Peter Atkins et al. ‘Chimica Inorganica’ II edizione italiana, Zanichelli,

Albert Cotton et al. 'Advanced Inorganic Chemistry' VI ed. Wiley

Albert Cotton 'La teoria dei gruppi in Chimica' Ambrosiana


Altro materiale didattico

Non vengono forniti lucidi di lezione. Durante il corso saranno indicate e rese disponibili alcune pubblicazioni riguardanti le determinazioni strutturali di sistemi cristallini monofasici, sistemi vetrosi e sistemi ceramici



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Rappresentazione grafica di funzioni orbitaliche. Peter Atkins et al. ‘Chimica Inorganica’ II edizione italiana, Zanichelli, 
2Funzioni stato ed atomo polielettronico, accoppiamento Russel Saunders e definizione del termine fondamentale per una configurazione dnPeter Atkins et al. ‘Chimica Inorganica’ II edizione italiana, Zanichelli, 
3Simmetria e Teoria dei gruppiAlbert Cotton et al. 'Advanced Inorganic Chemistry' VI ed. Wiley . Albert Cotton 'La teoria dei gruppi in Chimica' Ambrosiana 
4Stato solidio, strutture amorfe e cristallinePeter Atkins et al. ‘Chimica Inorganica’ II edizione italiana, Zanichelli, 
5Sintesi e caratterizzazione cristallografica di strutture cristalline ionicheAppunti di lezione 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Esame orale


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

Verrà sempre fatta discutere un'esperienza di laboratorio. Le domande verteranno sul programma svolto




Apri in formato Pdf English version