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Dipartimento di Fisica

Sei in »» Didattica » Laurea Magistrale in Scienza e Ingegneria dei Materiali Innovativi e Funzionali » Insegnamenti

Materiali Inorganici (Lezioni e Laboratorio)

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

_INSEGNAMENTI_SSD1 Sett. Scien./disciplinare: CHIM/03

Tipologia Attività Formativa: Tipologia Attività Formativa: Caratterizzante

Ambito Disciplinare: Ambito Disciplinare: Discipline Fisiche e Chimiche

Docente:Docente: Ghedini Mauro

Tipologia di Copertura: Tipologia di Copertura: Compito Didattico

CFU CFU: 9

Periodo didattico: Periodo didattico: Secondo Semestre

Anno Corso: 1

Ore di lezione: Ore di lezione: 48

Ore di laboratorio: Ore di laboratorio: 36

Ore di studio individuale: Ore di studio individuale: 141

Informazioni sull'insegnamento: Informazioni sull'insegnamento:


Programma

ITALIANO
LEZIONI FRONTALI
Elementi di dei blocchi d ed f proprietà periodiche e reattività.
Elementi di chimica di coordinazione: classificazione dei leganti, poliedri di coordinazione. Sintesi, struttura, reattività e proprietà fisiche di complessi rappresentativi dei metalli dei blocchi d ed f.
Ossidi, perossidi, superossidi ed ozonuri dei metalli alcalini.
Ossidi dei metalli di transizione, struttura e proprietà di composti con stechiometria: MO; M2O3; M3O4 (spinelli); MO2; MO3 (perovskiti).
Solfuri dei metalli di transizione, struttura e proprietà dei composti con stechiometria: MS; MS2 isolati; MS2 stratificati.
Fasi di Chevrel, intercalazione ed inserzione.
Carbonio: preparazione, struttura e proprietà di diamante, grafite, carbonio amorfo, fullereni; nano tubi, grafene.
Silicio: sintesi e proprietà di silicio per elettronica, drogaggio p ed n.
Silicati: il legame Si-O-Si, struttura, classificazione e proprietà dei silicati in base al numero di vertici di tetraedri condivisi ed al numero di atomi di ossigeno terminali.
Alluminosilicati: zeoliti, sintesi, proprietà ed applicazioni
Catalisi omogenea ed eterogenea: aspetti generali. Catalizzatori eterogenei: area superficiale e porosità.
Polimeri metallorganici: classificazione, sintesi delle unità ripetitive, self-assembly.
Materiali nano, micro, meso e macroporosi: sintesi template di materiali a base di silice o titania sotto forma di polveri o di film, funzionalizzazione. Caratterizzazione e determinazione delle proprietà fisiche.
Esempi di applicazioni di materiali me soporosi: dispositivi elettroluminescenti, celle fotovoltaiche, drug delivery, stoccaggio di idrogeno
ESERCITAZIONI DI LABORATORIO
Sintesi, caratterizzazione e funzionalizzazione di un materiale mesoposoro di SiO2. Caratterizzazione con tecniche calorimetriche (DSC e TGA) e spettroscopiche (IR, UV/VIS). Determinazione dell’area superficiale e della porosità (BET).

ENGLISH
FRONT LECTURES
d-Block and f-block elements, occurrence, physical properties and reactivity. Coordiantion and organometallic compounds: ligands and coordination polyhedra. Synthesis, structure, reactivity and physical properties of selected d or f metal complexes.Oxides, superoxides, peroxides and ozonides of the alkali metals. Transition metal oxides with formula: MO, M2O3, M3O4 (spinels), MO2, MO3 (perovskites).Transition metal sulfides, structure and properties of compounds with formula MS, MS2 (isolated), MS2 (layered).Chevrel phases, intercalation and insertion.Carbon: preparation, structure and properties of diamond, graphite, amorphous carbon, fullerenes, nanotubes and graphene. Silicon: synthesis and properties of semiconductor-grade silicon, p or n doping.Silicates: the Si-O-Si link, structure, classification and properties of silicates according to the number of shared tetahedral corners and number of terminal oxygen atoms.Aluminosilicates: zeolites, synthesis, properties and applications.Homogeneous and heterogeneous catalysis: general principles.Heterogeneous catalysts: surface area and porosity.Metal Organic Frameworks: synthesis and classification of the building blocks, self-assembly. Nano, micro, meso or macroporous materials: template synthesis of silica or titania porous materials as powder or film, functionalizations. Characterization and determination of physical properties. Some examples of practical uses of mesoporous materials: electroluminescent devices, photovoltaic cells, drug delivery systems, hydrogen storage.

LABORATORY
Synthesis, characterization and functionalization of mesoporous silica. Characterization with calorimetric (DSC, TGA) and spectroscopic techniques (IR, UV/VIS). Measurements of surface-area and porosity (BET).Synthesis, characterization and functionalization of mesoporous titania. Characterization with calorimetric (DSC, TGA) and spectroscopic techniques (IR, UV/VIS). Measurements of surface-area and porosity (BET).

Propedeuticità

ITALIANO
Conoscenza dei concetti di base della Chimica Generale

ENGLISH
Knowledge of the basic concepts of the General Chemistry

Testi di riferimento

P. Atkins, T. Overton, J. Rourke, M. Weller, F. Armstrong, Chimica Inorganica, Ed. Zanichelli.
Articoli di rassegna, tratti da riviste specializzate, disponibili al momento dell’erogazione del corso.

Modalità di verifica dell'apprendimento

ITALIANO - Prove durante il corso. Esame orale finale.

ENGLISH - Intermediate tests. Final oral exam.

Obiettivi formativi

ITALIANO
Acquisire conoscenze relative alle proprietà, dei composti degli elementi, dei blocchi d ed f ed al loro impiego come materiali funzionali e strutturati.
Fornire esempi di materiali avanzati e delle loro possibili applicazioni nei settori delle energie rinnovabili e dei dispositivi a basso consumo energetico.
Acquisire esperienze pratiche di chimica dei materiali tramite alcuni esempi di sintesi di materiali inorganici strutturali e delle principali tecniche di caratterizzazione.

ENGLISH
Acquiring knowledge of the properties of the elements of the blocks d and f of the periodic table and their applications in structural or functional materials.Examples of advanced materials and of their possible applications in the field of the renewable energies and in devices for low energy consumption.Improving skills on the chemical synthesis of inorganic materials and their characterization through the usual characterization techniques.

Note

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

Commissione d'esame
Presidente Mauro Ghedini
Commissari Iolinda Aiello, Donatella Armentano, Alessandra Crispini, Nicolas Godbert, Massimo La Deda

Anno Accademico