Insegnamento
CHIMICA FISICA 2
SC01101276, A.A. 2016/17

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
SCIENZA DEI MATERIALI
SC1163, ordinamento 2008/09, A.A. 2016/17
1116172
Crediti formativi 8.0
Denominazione inglese PHYSICAL CHEMISTRY 2
Sito della struttura didattica http://scienzadeimateriali.scienze.unipd.it/2013/laurea
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Scienze Chimiche
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA

Docenti
Responsabile MORENO MENEGHETTI CHIM/02
Altri docenti VINCENZO AMENDOLA CHIM/02

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Discipline chimiche inorganiche e chimico-fisiche CHIM/02 8.0

Modalità di erogazione
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso III Anno
Modalità di erogazione frontale

Organizzazione della didattica
Tipo ore Crediti Ore di
Corso
Ore Studio
Individuale
Turni
ESERCITAZIONE 1.0 10 15.0 Nessun turno
LEZIONE 7.0 56 119.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 01/10/2016
Fine attività didattiche 20/01/2017
Orario della didattica Visualizza calendario delle lezioni
Giorno Ora Aula Edificio
Orari_chiudi Mercoledi' 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
  05/10/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
12/10/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
19/10/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
26/10/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
02/11/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
09/11/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
16/11/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
23/11/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
30/11/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
07/12/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
14/12/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
21/12/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
11/01/2017 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
18/01/2017 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
Orari_chiudi Giovedi' 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
  06/10/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
13/10/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
20/10/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
27/10/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
03/11/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
10/11/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
17/11/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
24/11/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
01/12/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
15/12/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
22/12/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
12/01/2017 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
19/01/2017 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
Orari_chiudi Venerdi' 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
  07/10/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
14/10/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
21/10/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
28/10/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
04/11/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
11/11/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
18/11/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
25/11/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
02/12/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
16/12/2016 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
13/01/2017 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE
20/01/2017 9.30-11.30 E SCIENZE CHIMICHE

Commissioni d'esame
Nessuna commissione d'esame definita

Syllabus
Prerequisiti: E' consigliato avere superato i seguenti esami: Matematica 2, Fisica Generale 1 e 2, Fisica quantistica.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Lo studente acquisirà i principi della Meccanica Quantistica per la descrizione delle molecole e delle loro proprietà. Su questa base acquisirà i principi delle spettroscopie ottiche e magnetiche e i principi della termodinamica statistica.
Modalita' di esame: L'esame prevede un compito scritto di verifica delle conoscenze acquisite e l'esame orale.
Criteri di valutazione: Lo studente dovrà dimostrare di sapere usare i principi della Meccanica Quantistica per descrivere le proprietà delle molecole. Egli dovrà quindi mostrare di sapere applicare queste conoscenze per spiegare l'interazione tra campi elettromagnetici e sistemi molecolari o come si descrivono statisticamente le proprietà di insiemi di molecole.
Contenuti: Richiamo delle basi della Meccanica Quantistica e dei sistemi atomici a molti elettroni. Accoppiamento spin-orbita e regole di selezione. Quantomeccanica delle molecole. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Teoria Valence Bond per molecole diatomiche omonucleari ed eteronucleari e per molecole poliatomiche␣ Orbitali ibridi. Teoria dell’orbitale molecolare. Principio Variazionale. La molecola di idrogeno. e le molecole diatomiche omonucleari ed etero nucleari. Teoria dell’orbitale molecolare per molecole poliatomiche. L’approssimazione di Huckel. Calcoli quantomeccanici molecolari di campo medio. Approccio di Hartree-Fock. Calcoli semiempirici e ab-inito. Interazione di configurazione come calcoli post HF. Teoria del funzionale densità.
Simmetria molecolare. Elementi ed Operazioni di simmetria puntuale. I gruppi di simmetria puntuali e la classificazione della simmetria delle molecole. Rappresentazione matriciale delle operazioni di simmetria. Rappresentazioni riducibili e irriducibili dei gruppi di simmetria. Caratteri e tabelle dei caratteri. Riduzioni di rappresentazioni riducibili. Costruzione di combinazioni lineari di funzioni a definita simmetria.␣ Simmetria di prodotti di funzioni. Integrali che si annullano. Classificazione per simmetria dei moti vibrazionali. Spettroscopie. Teoria della perturbazione indipendente dal tempo e dipendente dal tempo. Interazione con la radiazione elettromagnetica e momenti di dipolo di transizione. Principi delle tecniche di assorbimento, emissione e scattering.␣ Tecniche in trasformata di Fourier. Intensità degli assorbimenti e loro relazione con il momento di dipolo di transizione. Legge di Lambert Beer. Coefficienti di Einstein. Regole di selezione per le transizioni.
Livelli energetici rotazionali e regole di selezione per gli spettri rotazionali.
Vibrazioni delle molecole diatomiche.␣ Regole di selezione per gli spettri di assorbimento e anarmonicità. Modi normali di vibrazione di molecole poliatomiche. Spettri vibrazionali di assorbimento e Raman di molecole poliatomiche.
Spettroscopia elettronica. Struttura vibrazionale e fattori di Frank Condon. Spettri elettronici di molecole poliatomiche␣ Transizioni non permesse e attivazione vibronica. Fluorescenza e Fosforescenza. Principi di azione dei lasers e laser impulsati. Spettroscopie magnetiche. L’effetto dei campi magnetici sugli spin elettronici e nucleari. Energie degli spin nucleari in campo magnetico. Spettrometri NMR. Il chemical shift␣ Origine delle costanti di shielding. La struttura fine dello spettro NMR. Tecniche impulsate in NMR. Accenni alle tecniche NMR bidimensionali. Electron Paramagnetic Resonance (EPR). Struttura iperfine dello spettro EPR e sua origine.
Introduzione alla statistica termodinamica. Distribuzione di Boltzman. La funzione di partizione molecolare. Energia interna ed entropia molecolari. La funzione di partizione canonica. Energia interna ed entropia di un insieme canonico. Altre funzioni termodinamiche: entalpia ed energia libera di Gibbs e di Helmholtz. Contributi traslazionali, rotazionali, vibrazionali ed elettronici alla funzione di partizione molecolare. Applicazioni della termodinamica statistica: equazioni di stato e costanti di equilibrio.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Le lezioni saranno frontali anche per le esercitazioni previste. Sarà dato ampio spazio alle domande degli studenti per uno sviluppo guidato della comprensione degli argomenti.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Il testo consgliato contiene anche un buon numero di esercizi che sono indispensabili per la comprensione della materia. Un testo complementare a quello consigliato contiene le soluzioni complete di tutti gli esercizi.
Testi di riferimento:
  • P. Atkins and J. De Paula, Physical Chemistry 10th edition. --: Oxford University Press, --.