STRUTTURISTICA CHIMICA

STRUTTURISTICA CHIMICA

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iten
Codice
80281
ANNO ACCADEMICO
2016/2017
CFU
6 cfu al 1° anno di 9018 SCIENZE CHIMICHE (LM-54)
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
CHIM/02
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (SCIENZE CHIMICHE )
periodo
2° Semestre

PRESENTAZIONE

Il corso è dedicato alle tecniche di diffrazione utili allo studio di materiali solidi cristallini.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Alla fine del corso lo studente dovrebbe aver acquisito le conoscenze di base sui principi teorici della diffrazione; conoscere le principali tecniche sperimentali ed il loro possibile utilizzo; essere in grado di capire ed interpretare dati di diffrazione, risolvere semplici problemi cristallografici.

Modalità didattiche

Il corso viene erogato in maniera tradizionale, con lezioni frontali ed esercitazioni in aula. Le lezioni teoriche sono intervallate da esercizi giudati ed esempi che vengono svolti con il contributo di tutta a classe.

Di norma le esperienze pratiche di laboratorio sono esercitazioni al computer che si svolgono in aula per gruppi di studenti. 

PROGRAMMA/CONTENUTO

- Richiami di cristallografia elementareElementi di simmetria, reticoli cristallini, gruppi puntuali, gruppi spaziali. Piani e direzioni cristallografiche. Descrizione e uso delle Tabelle Internazionali di cristallografia.

- Teoria della diffrazione:. Natura e produzione dei RX. Sicurezza e considerazioni pratiche. Diffrazione dei raggi X. Diffrazione di elettroni e neutroni (cenni). Diffrazione X da parte di un atomo: fattore di scattering. Diffrazione da parte di un reticolo: fattore di struttura. Geometria della diffrazione dei cristallli: legge di Bragg, reticolo reciproco, sfera di Ewald.

- Tecniche sperimentali:   Diffrazione da campioni policristallini: Debye-Scherrer, Guinier, diffrattometro per polveri. Diffrazione da cristallo singolo: Laue, precessione, rotante, diffrattometro automatico. Preparazione del campione. Strategie di acquisizione dati. Utilizzo delle banche dati cristallografiche.

Risoluzione e affinamento strutturale: L’intensità dei picchi di diffrazione. La densità elettronica. Problema della fase. Metodi di risoluzione strutturale: sintesi di Patterson, metodi diretti.

Interpretazione di dati di diffrazione da cristallo singolo (con particolare riferimento alle misure ottenute da diffrattometro automatico): indicizzazione, verifica della simmetria e delle regole di estinzione sistematica delle riflessioni. Affinamento strutturale a partire da un modello noto. Risoluzione strutturale “ab initio”. Interpretazione di uno spettro di polveri: metodi di indicizzazione, identificazione delle fasi presenti. Cenni di analisi quantitativa. Metodo di Rietveld e affinamento strutturale a partire da un modello noto. Metodi di risoluzione “ab initio” da polveri.

Esercitazioni pratiche: Identificazione delle fasi presenti in un campione policristallino; affinamento strutturale col metodo di Rietveld; risoluzione strutturale “ab initio” utilizzando dati di intensita’ da monocristallo e/o da polveri.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Oltre al materiale delle lezioni, messo a disposizione su Aulaweb, sono consigliati i seguenti testi:

A. Immirzi, C. Tedesco, “La diffrazione dei cristalli” 2a Edizione. Cooperativa Universitaria Athena

C. Giacovazzo, H.L. Monaco, G. Artioli, D. Viterbo, G. Ferraris, G. Gilli, G. Zanotti, M. Catti “Fundamentals of Crystallography” Ed. C. Giacovazzo

M.F.C. Ladd, “Symmetry in molecules and crystals”

G.H.Stout, L.H.Jensen, “X-ray structure determination”, Macmillan Publishing Co, N.Y (1968)

V. K. Pecharsky, P. Y. Zavalij, “Fundamentals of powder diffraction and structural characterization of materials”

Kluwer Academic Press

Tabelle Internazionali di Cristallografia Vol.1-4

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Non ci sono orari di ricevimento fissi, ma gli studenti sono autorizzati a contattare il docente e prendere appuntamento per qualunque problema/informazione riguardante il corso

Commissione d'esame

PIETRO MANFRINETTI

MARCELLA PANI (Presidente)

LEZIONI

Modalità didattiche

Il corso viene erogato in maniera tradizionale, con lezioni frontali ed esercitazioni in aula. Le lezioni teoriche sono intervallate da esercizi giudati ed esempi che vengono svolti con il contributo di tutta a classe.

Di norma le esperienze pratiche di laboratorio sono esercitazioni al computer che si svolgono in aula per gruppi di studenti. 

INIZIO LEZIONI

Il corso si svolge al secondo semestre, con l'inizio secondo quanto riportato sul manifesto

ESAMI

Modalità d'esame

Gli studenti possono scegliere tra due modalità di esame: 1) esame orale tradizionale sui vari argomenti trattati durante il corso. Di solito tre domande, di cui una sulla parte teorica, una sulle tecniche sperimentali, una sugli aspetti che riguardano l'interpretazione e analisi dei dati strutturali. 2) Una tesina di approfondimento su un argomento di cristallografia, concordato. Gli studenti che scelgono questa modalità di esame dovranno presentare una relazione scritta sull'argomento scelto, più fare una presentazione orale. Durante la presentazione orale, dovranno essere pronti a rispondere a domande inerenti la presentazione. L'esame orale è sempre condotto da due docenti di ruolo e mediamente ha una durata di almeno 40-60 minuti. Con queste modalità, dato che almeno uno dei due docenti ha esperienza pluriennale di esami nella disciplina, la commissione è in grado di verificare con elevata accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. Quando questi non sono raggiunti, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente titola

Modalità di accertamento

Viene valutata sia la capacità di ragionamento dello studente sia la sua abilità nella risoluzione di piccoli problemi teorici.  L'esame deve poter valutare se lo studente ha acquisito i concetti della teoia della diffrazione, e se è in grado di poterli applicare a semplici situazioni reali.