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Dipartimento di Fisica

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Legame Chimico e Strutture (Lezioni ed Esercitazioni)

Corso di Studio:Corso di Studio: , Anno Accademico 2014/2015

_INSEGNAMENTI_SSD1 Sett. Scien./disciplinare: CHIM/03

Tipologia Attività Formativa: Tipologia Attività Formativa: Affine o integrativa

Docente:Docente: Zanchini Claudia

Tipologia di Copertura: Tipologia di Copertura: Compito Didattico

CFU CFU: 6

Periodo didattico: Periodo didattico: Secondo Semestre

Anno Corso: 1

Ore di lezione: Ore di lezione: 32

Ore di esercitazione: Ore di esercitazione: 24

Ore di studio individuale: Ore di studio individuale: 94

Informazioni sull'insegnamento: Informazioni sull'insegnamento:


Programma

ITALIANO
Introduzione: Richiamo a concetti noti: modelli atomici, algebra degli operatori, postulati e teoremi MQ. Momenti angolari dell’elettrone,
operatori associati e numeri quantici.
Approfondimento: Autofunzioni dell’operatore hamiltoniano e loro rappresentazione. Autovalori. Atomi polielettronici: il principio di Pauli e l’aufbau. La Tavola periodica alla luce della configurazione elettronica fondamentale degli elementi.
Sistemi polielettronici: Somma di momenti angolari e numeri quantici per sistemi polielettronici: configurazioni e termini spettroscopici. Regole di
Hund. Momento angolare totale ed interazione spin-orbita. Proprietà periodiche.
Geometria e Simmetria Molecolare: Modello VSEPR. Richiami alla Teoria dei gruppi ed applicazioni. Gruppi puntuali. Operatori di proiezione. Modello Covalente del Legame chimico: Modello VB – localizzato: orbitali ibridi HO. Legami s, p (e d). Modello delocalizzato MO-LCAO per molecole biatomiche. Esempi di MO per molecole poliatomiche. Ordine ed energia dei legami. Polarità dei legami: momenti dipolari nelle molecole e rilevanza della simmetria. Legame chimico e isomeria. Legame chimico e stati di aggregazione della materia. Il modello ionico del legame chimico. Forze di Van der Waals: per orientazione e di dispersione (London). Il legame a ponte di idrogeno. Stato solido e simmetria: sistemi cristallini e reticoli bravaisiani. Cenni introduttivi alla
descrizione del legame nei metalli: il punto di vista chimico. Legame chimico nei composti di coordinazione: Teoria del campo dei leganti ed analisi della sua efficacia nel predire le proprietà spettrali e magnetiche dei composti di coordinazione. Confronto con modelli alternativi (MO).

ENGLISH
Detailed Contents: Introduction: Reference to known concepts: atomic models, operators algebra, QM postulates and theorems. Electron angular momenta, angular momenta operators and quantum numbers. In-depth analysis: Hamiltonian eigenfunctions: orbitals and their description. Hamiltonian eigenvalues. Many electron atoms: the Pauli Principle and aufbau. The Perodic Table and the electronic configuration of the elements.
Many electron systems: Addition of angular momenta and quantum numbers for polyelectronic systems. Configurations and Russell-Saunders term symbols. Hund rules. Total angular momentum and spin-orbit interactions. Periodic properties. Molecular geometry and symmetry: Gillespie VSEPR Model. Reference to Group Theory. Point Groups. Projection operators. Covalent Models for the chemical bond: VB – localized Model. Hybrid orbitals (HO). s, p (e d) bonds. MO-LCAO delocalized model for biatomic molecules. MO for polyatomic species. Bond order and bond energy. Bond polarization. Dipole moment in molecules: the relevance of symmetry. Chemical bond and isomerism. Chemical bond and states of matter: Ionic model dof the chemical bond. Van der Waals force: Keesom and London forces. Hydrogen bond. Solid state and symmetry: crystal systems and Bravais lattices. Introductive remarques to bond in metals: a chemical point of view. Chemical bond in coordination compounds: Ligand field theory and spectral and magnetic properties of coordination compounds. Comparison beetween different models (MO).

Propedeuticità

Nessuna

Testi di riferimento

Bibliografia:
IUPAC Tavola Periodica 2012 http://www.iupac.org/fileadmin/user_upload/news/IUPAC_Periodic_Table-1Jun12.pdf
•Keith F. Purcell, John C. Kotz Inorganic chemistry Philadelphia: Saunders Ed., 1977, ISBN: 0721674070 o il più recente Keith F. Purcell, John C. Kotz An Introduction to Inorganic Chemistry Philadelphia: Saunders Ed., 1980; ISBN-13: 9780030567681; ISBN – 10: 0030567688
•Ira N. Levine Quantum Chemistry VI-Ed. Pearson Int. Ed. 2008; ISBN: 0132358506, ISBN 13: 9780132358507
•Frank Albert Cotton Chemical Applications of Group Theory 3° Edizione, Wiley-Interscience Ed. 1990 ISBN-10: 0471510947 ISBN-13: 9780471510949
di cui è disponibile la versione Italiana (1 Ed) nella traduzione di Ivano Bertini e Nicoletta Nardi: Frank Albert Cotton La Teoria dei Gruppi in Chimica Edizioni Scientifiche Universitarie, Tamburini editore, 1975
•T.A. Albright, J.K. Burdett, M.-H.Whangbo Orbital Interaction in Chemistry Wiley Interscience Edition, 1985
•T Attila Szabo, Neil S. Ostlund Modern quantum chemistry: Introduction to Advanced Electronic Structure Theory Dover Publications, Inc., 1996 ISBN 10: 0486691861 // ISBN 13: 9780486691862
•D.F. Shriver, P. W. Atkins, C. H. Langford Inorganic Chemistry Oxford University Press, 1990
•Ivano Bertini, Claudio Luchinat, Fabrizio Mani Chimica CEA (Casa editrice Ambrosiana), 2004; ISBN: 8840812857 ISBN-13: 9788840812854
•Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (IUPAC Green Book) II ed Blackwell Science Ltd. 25 John Street, London, WCIN 2BL 1993 disponibile sul sito http:// www.iupac.org/publications/books/gbook/green_book_2ed.pdf, (la traduzione in italiano, ad opera di Silvio Gori, disponibile sul sito www.minerva. unito.it/Chimica&Industria/IUPACHTML/ManualeIUPAC0.htm) riporta alcuni refusi. Sul sito http://media.iupac.org/publications/books/gbook/IUPAC-GB3-2ndPrinting-Online-22apr2011.pdf è disponibile la versione preparatoria della III Edizione.
•B. Peter Block, Warren H Powell, W. Conard Fernelius Inorganic chemical nomenclature: principles and practice Washington : ACS Professional Reference Book, 1990 ISBN: 0841216983 Classificazione LC: QD149.B59
È disponibile il file LCS_Appunti.pdf contenente il testo schematico “Legame Chimico e Strutture: Appunti” preparato appositamente dalla docente per gli studenti del Corso. Questi appunti, distribuiti gratuitamente, costituiscono un semplice sussidio didattico per seguire più agevolmente le lezioni, ma non possono né devono sostituire i testi di riferimento.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Per l’ammissione alla prova finale è richiesto l’attestato di frequenza al corso. Non sono previsti test in itinere. La prova di accertamento prevede la sola prova orale. Obbligatoria la prenotazione alla prova tramite il servizio Uniwex dell’Università della Calabria.

Obiettivi formativi

ITALIANO
Comprensione delle problematiche relative alla modellizzazione del legame chimico e dell’importanza della simmetria nello studio di sistemi chimici molecolari ed estesi. Capacità di padroneggiare le proprietà periodiche nella descrizione del comportamento chimico degli elementi e l’uso di modelli diversi nell’analisi di sistemi chimici discreti ed estesi.

ENGLISH
No test in itinere. Certificate of attendance is required for admission to final proof . The final proof is an oral exam. Registration for the participation to the test is required. Registration has to be made through the Uniwex service – Università della Calabria.

Note

Lingua d'insegnamento: Italiano
Modalità di erogazione: Frontale
Modalità di frequenza: Obbligatoria

Commissione d'esame
Presidente Claudia Zanchini
Commissari Donatella Armentano, Giovanni De Munno, Francesco Neve

Anno Accademico