CHIMICA FISICA ORGANICA

CHIMICA FISICA ORGANICA

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iten
Codice
90654
ANNO ACCADEMICO
2020/2021
CFU
6 cfu al 1° anno di 9018 SCIENZE CHIMICHE (LM-54) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
CHIM/02
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (SCIENZE CHIMICHE )
periodo
2° Semestre
materiale didattico

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si propone di illustrare semplici applicazioni della moderna Chimica Quantistica alla Chimica Organica ed in particolare di sviluppare concetti e l’applicazione di metodi qualitativi e semi-quantitativi per la descrizione della reattività delle molecole organiche.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

In particolare saranno forniti gli elementi per razionalizzare la reattività organica attraverso proprietà di simmetria (regole di Woodward-Hoffmann) dei reagenti e/o prodotti oppure dall’analisi del profilo di reazione (teoria degli orbitali di frontiera).

Inoltre (in funzione del tempo disponibile) saranno forniti gli elementi base della meccanica quantistica finalizzati alla descrizione dei metodi ab-initio e semiempirici più utilizzati per il calcolo delle proprietà molecolari.

PREREQUISITI

Può essere utile un ripasso degli argomenti relativi all'insegnamento di Chimica Fisica 3 della triennale, con particolare riferimento al metodo: variazionale, pertubativo e alla teoria LCAO. Oltre che ai contenuti dell'insegnamento di Istituzioni Matematiche e Fisica.

Modalità didattiche

All'insegnamento corrispondono 48 ore di lezioni frontali, tenute in lingua italiana (si ricorda che è altresì previsto un impegno di studio -effettivo ed efficace- individuale pari a 102 ore).

In questo contesto, a discrezione del docente, test di autoverifica (domande a risposta aperta, multipla o esercizi numerici) e/o materiale ausiliario iterativo o non-iterativo sono caricati sulla pagina di aulaweb, al fine di agevolare lo studio individuale degli studenti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

  • Introduzione: definizione di stato di transizione, complesso attivato, profilo di reazione, metodi per predire la reattività di una molecola.
  • Simmetria (cenni), regola del non-incrocio.
  • Conservazione simmetria orbitali molecolari: costruzione dei diagrammi di correlazione per alcune tipologie tipiche di reazioni (cicloaddizioni, reazioni elettrocicliche).
  • Teoria degli orbitali di frontiera: derivazione dell’equazione di Klopman-Salem.
  • Applicazioni dell’equazione di Klopman-Salem (ad esempio derivazione delle regole di Woodward-Hoffmann, teoria HSAB).
  • Richiami dei concetti base della meccanica quantistica.
  • Metodi ab-initio e semiempirici (cenni).
  • Modellizzazione delle proprietà chimico-fisiche di sistemi molecolari (in funzione del tempo disponibile).
  • Interpretazione dell’output di Gaussian (in funzione del tempo disponibile).

TESTI/BIBLIOGRAFIA

  1. R.B. Woodward e R. Hoffmann: The Conservation of Orbital Symmetry.
  2. I. Fleming: Frontier Orbitals and Organic Chemical Reactions.
  3. T. A. Albright, J.K. Burdett e M. Whangbo: Orbital Interactions in Chemistry.
  4. A. Szabo e N.S. Ostlund: Modern Quantum Chemistry.

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Tutti i giorni lavorativi, su appuntamento.

LEZIONI

Modalità didattiche

All'insegnamento corrispondono 48 ore di lezioni frontali, tenute in lingua italiana (si ricorda che è altresì previsto un impegno di studio -effettivo ed efficace- individuale pari a 102 ore).

In questo contesto, a discrezione del docente, test di autoverifica (domande a risposta aperta, multipla o esercizi numerici) e/o materiale ausiliario iterativo o non-iterativo sono caricati sulla pagina di aulaweb, al fine di agevolare lo studio individuale degli studenti.

INIZIO LEZIONI

Dal 01 marzo 2021 (secondo l'orario riportato sul sito http://www.chimica.unige.it/didattica/Home_SC  e/o  https://corsi.unige.it/9018)

ORARI

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

Vedi anche:

CHIMICA FISICA ORGANICA

ESAMI

Modalità d'esame

L'esame è orale ed è condotto da due docenti di ruolo, ha una durata di almeno 45 minuti.

Attenzione! In variazione alla prassi normale adottata nel CCS, per questo insegnamento (al fine di una miglior gestione organizzativa dell'esame) l'iscrizione deve essere effettuata 5 giorni lavorativi prima della data di esame.

La prova consiste in tre blocchi di due domande (relative rispettivamente alla parte relativa alla Conservazione di Simmetria inclusi argomenti correlati e alla Teoria degli Orbitali di Frontiera inclusi argomenti correlati) di difficoltà crescente finalizzate a verificare le conoscenze, competenze e abilità acquisite dal candidato.

Al primo blocco, verifica delle conoscenze, corrispondono 18 punti su 30.

Al secondo blocco, verifica delle competenze, corrispondono 8 punti su 30.

Al terzo blocco, verifica delle abilità, corrispondono 4 punti su 30.

Modalità di accertamento

L'esame orale è volto alla verifica del raggiungimento di un adeguato livello di conoscenza degli argomenti sviluppati/discussi durante lo svolgimento delle lezioni e la capacità di utilizzare la corretta terminologia unita alla coerenza di esposizione dei concetti e delle metodologie descritte nell'insegnamento.

In particolare saranno valutate, attraverso una serie di domande a difficoltà crescente la capacità del candidato di applicare la teoria della Conservazione della Simmetria e la teoria degli Orbitali di Frontiera nella descrizione delle proprietà di reattività di molecole in relazione a specifici casi modello e/o esercizi. Come indicato nelle modalità di esame si tratta di tre blocchi di domande; il primo finalizzato alla verifica dell'acquisizione dei contenuti nozionistici dell'insegnamento (conoscenze), il secondo alla verifica della capacità di applicare tali contenuti a esercizi modello (competenze) e infine il terzo finalizzato alla verifica della capacità da parte del candidato nel risolvere esercizi di carattere generale, relativi alla reattività molecolare, applicando le conoscenze e competenze acquisite (abilità).

Il superamento del primo blocco consente di acquisire al massimo 18 su 30 punti (quindi votazione massima 18/30). Se il punteggio conseguito in questa fase è tale da non garantire come voto finale la sufficienza, la commissione inviterà il candidato a ritirarsi e di approfondire lo studio della materia avvalendosi anche di ulteriori spiegazioni da parte del docente prima di ripetere l'esame.

Il superamento del secondo blocco consente di acquisire al massimo 8 su 30 punti (quindi, considerando anche il blocco precedente, con votazione massima di 26/30).

Il superamento del terzo blocco consente di acquisire al massimo 4 su 30 punti (quindi, considerando anche il blocco precedente, con votazione massima di 30/30).

Il candidato ha la facoltà di decidere se affrontare i due blocchi succesivi al primo oppure di fermarsi e ottenere come votazione il punteggio totale ottenuto.

Esempi di un possibile andamento dell'esame:

Caso (a) il candidato non supera pienamente il primo blocco. Il punteggio acquisito e l'andamento dell'esame è tale da far ritenere alla commissione che non sia acquisibile la votazione minima di 18/30; il candidato è invitato a ritirarsi.

Caso (b) il candidato supera pienamente il primo blocco, acquisisce il punteggio di 18/30. Decide di passare al secondo blocco che non supera pienamente acquisendo una votazione compresa tra i 18-26/30 e decide di non voler proseguire. Il punteggio ottenuto corrisponderà al voto finale.

Caso (c) il candidato supera pienamente il primo blocco, acquisisce il punteggio di 18/30. Decide di passare al secondo blocco che non supera pienamente, acquisendo un punteggio compreso tra i 18-26/30 e decide di voler passare al terzo blocco. In questo caso potra acquisire al massimo ulteriori 4 punti su 30, e il punteggio totale ottenuto corrisponderà al voto finale.

Nota: si ricorda che nel caso il candidato decida di non seguire l'invito della commissione a ritirarsi (qualora se ne ravvisi la necessità) e il voto finale conseguito sia insufficiente, come tale sarà registrato.

Calendario appelli

Data Ora Luogo Tipologia Note
11/02/2021 10:00 GENOVA Orale
17/06/2021 10:00 GENOVA Orale
01/07/2021 10:00 GENOVA Orale
22/07/2021 10:00 GENOVA Orale
09/09/2021 10:00 GENOVA Esame su appuntamento
09/09/2021 10:00 GENOVA Orale
23/09/2021 10:00 GENOVA Orale
14/10/2021 10:00 GENOVA Orale