SPETTROSCOPIA ED ESERCITAZIONI

L’insegnamento rientra tra le attività formative affini/integrative del corso di laurea triennale in Chimica e Tecnologie Sostenibili. L'obiettivo del corso è quello di fornire le basi della spettroscopia ultravioletta-visibile, infrarossa e di risonanza magnetica nucleare, soprattutto per quanto riguarda l'interpretazione degli spettri. Tali conoscenze sono molto importanti per le/i laureate/i in chimica sia da un punto di vista pratico che teorico.

I risultati di apprendimento attesi sono la conoscenza e la comprensione dei concetti di base delle tecniche spettroscopiche trattate nel corso e la capacità di interpretare le principali caratteristiche spettrali di alcune classi di composti organici; inoltre, le/gli studentesse/studenti dovranno saper comunicare le conoscenze apprese e i risultati della loro applicazione utilizzando una terminologia appropriata.

I prerequisiti del corso sono gli obiettivi formativi dell'insegnamento di Chimica Organica 1 e Laboratorio. In particolare è opportuno che le/gli studentesse/studenti conoscano la nomenclatura, la struttura e le proprietà delle principali classi dei composti organici.

I contenuti del corso sono suddivisi in tre parti corrispondenti alle tre tecniche spettroscopiche trattate: spettroscopia ultravioletta-visibile (Uv-Vis), spettroscopia infrarossa (IR), spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR). Per ogni tipo di spettroscopia saranno illustrati i principi chimico-fisici e verrà descritta brevemente la strumentazione comunemente impiegata; infine saranno esaminate le caratteristiche spettrali di alcune classi di composti organici e verranno svolti esercizi riguardanti l'interpretazione degli spettri. Nella prima lezione verrà fatta una breve presentazione del corso e una introduzione alla spettroscopia; nell'ultima lezione saranno risolti alcuni problemi simili a quelli proposti come prova scritta.

Presentazione del corso. La radiazione elettromagnetica e lo spettro elettromagnetico. Stati energetici di una molecola libera e popolazione dei livelli.

PRIMA PARTE: SPETTROSCOPIA ULTRAVIOLETTA-VISIBILE
Generalità. Esempi di spettri Uv-Vis. Strumentazione. Legge di Lambert-Beer. Tipi di transizioni elettroniche. Cromofori e auxocromi. Bande di assorbimento caratteristiche di alcune classi di composti organici. Esercizi sugli assorbimenti Uv-Vis.

SECONDA PARTE: SPETTROSCOPIA INFRAROSSA
Generalità sulla spettroscopia infrarossa. Vibrazione delle molecole biatomiche, il modello dell'oscillatore armonico e l'anarmonicità. Le vibrazioni delle molecole poliatomiche: modi normali, transizioni vibrazionali e relative bande di assorbimento. Risonanza di Fermi. Strumentazione e preparazione del campione. Caratteristiche generali di uno spettro infrarosso e delle bande di assorbimento. Interpretazione degli spettri infrarossi. Bande di assorbimento IR caratteristiche di alcune classi di composti organici. Esercizi sull'interpretazione degli spettri infrarossi.

TERZA PARTE: SPETTROSCOPIA DI RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE
Principio fisico della risonanza magnetica nucleare. Cenni sugli spettrometri NMR. Lo spostamento chimico e la scala delta. Fattori che determinano la schermatura magnetica. Calcolo approssimato dello spostamento chimico. L'accoppiamento spin-spin e le costanti di accoppiamento. Sistemi di spin AnXm. Intensità dei multipletti. La notazione di Pople. Sistema di spin AB, AA'XX', AA'BB' e AmMnXo. Protoni su atomi di ossigeno e azoto. Accoppiamento di protoni con nuclei di 13C e 19F. Esercizi relativi alla spettroscopia NMR protonica.

Esercizi sulla identificazione spettroscopica di composti organici.

Per lo studio e l’approfondimento della teoria:
• P. Atkins, J. De Paula, J. Keeler. Chimica Fisica, sesta ed. it., Zanichelli, Bologna, 2020.

In riferimento alla teoria e all'interpretazione spettrale:
• R. M. Silverstein, F. X. Webster, D. J. Kiemle, D. L. Bryce. Identificazione Spettrometrica di Composti Organici, terza ed., Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2016.
• R. M. Silverstein, C. G. Bassler, T. C. Morrill. Spectrometric Identification of Organic Compounds, fifth ed., John Wiley & Sons, Inc., New York, 1991.
• D. W. Mayo, F. A. Miller, R. W. Hannah. Course notes on the interpretation of infrared and Raman spectra, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2004.

Il metodo di verifica dell’apprendimento è costituito da una prova scritta e una orale.

La prova scritta mira a verificare l'acquisizione dei concetti presentati durante le lezioni e la loro applicazione pratica. Consiste nell'individuazione di due composti organici incogniti a partire dai loro spettri e alcuni dati spettroscopici. Per essere ammessi alla prova orale, le/gli studentesse/studenti devono identificare almeno uno dei composti. Per aspirare a un voto finale superiore a 25/30, entrambe le molecole incognite devono essere individuate. La durata della prova scritta è di un’ora ed è consentito l’uso di appunti e libri.

La prova orale consiste in una serie di quesiti riguardanti i contenuti del corso, con una o due domande per ciascuna delle tecniche spettroscopiche trattate a lezione. Le/Gli studentesse/studenti dovranno dimostrare di aver appreso gli argomenti trattati e la capacità di esporli in maniera formale. La prova orale ha una durata di circa 30 minuti.

L’insegnamento è organizzato in lezioni frontali, comprensive di esercitazioni con risoluzione di problemi.

Nella piattaforma “Moodle” di Ateneo è presente tutto il materiale didattico proiettato durante le lezioni.

Italiano

LA STRUTTURA E I CONTENUTI DELL'INSEGNAMENTO POTRANNO SUBIRE VARIAZIONI IN CONSEGUENZA DELL'EPIDEMIA DI COVID-19.

Accessibilità, Disabilità e Inclusione

Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento:
Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA disabilita@unive.it.

scritto e orale