Scienze Chimiche

PAOLA D'ANGELO

1) Conoscenza e capacità di comprensione
L’obiettivo del corso è l’acquisizione delle conoscenze di base di chimica fisica nell’ambito della struttura atomica e molecolare che sono propedeutiche alla comprensione delle caratteristiche dei sistemi chimici complessi e delle tecniche di indagine spettroscopiche. Le conoscenze che verranno acquisite durante il corso sono la meccanica quantistica di base e la sua applicazione in chimica.
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Tramite l’insegnamento delle basi della meccanica quantistica applicata ai sistemi molecolari, il corso fornisce agli studenti gli strumenti concettuali per capire come, a partire dalla conoscenza del comportamento dei costituenti basilari della materia (nuclei ed elettroni), emerga il linguaggio della chimica moderna enunciato in termini di atomi, legami chimici, molecole, aggregati e sostanze.
3) Autonomia di Giudizio
Sono previste varie sessioni di esercizi svolti in classe per lo sviluppo delle capacità critiche degli studenti nei confronti delle implicazioni pratiche della teoria.
4) Abilità Comunicative
Il corso, a parte la prova di valutazione finale orale, prevede 2 prove intermedie di autovalutazione che permettono agli studenti di esprimere quanto appreso.
5) Capacità di Apprendimento
Le competenze acquisite verrano utilizzate per comprendere in che modo, dalle conoscenze di base enunciate sopra, si sviluppi il complesso linguaggio della chimica moderna e come esso, sia pure nelle sue varie declinazioni settoriali, derivi da rigorosi principi fisici.

L’insegnamento di CHIMICA FISICA II intende fornire le competenze necessarie alla comprensione della meccanica quantistica e delle sue applicazioni. In particolare, lo studente al termine del corso avrà acquisito le conoscenze di base sui metodi convenzionali e più avanzati di questa disciplina. Lo studente dovrà dimostrare autonomia nell’apprendimento, nonché giudizio critico sui concetti assimilati. Ci si aspetta che lo studente abbia la capacità di inquadrare il problema in esame nel giusto contesto, saper scegliere i modelli più idonei allo studio dei sistemi proposti dimostrando di saper applicare le competenze acquisite.

Conoscenza della matematica e fisica di base.

1. Introduzione alla meccanica quantistica.
2. Fondamenti di meccanica quantistica (postulati della meccanica quantistica).
3. Particella in una scatola (autovalori ed autofunzioni.
4. Il rotatore rigido e gli autostati di momento angolare (rotatore rigido in tre dimensioni)
5. Oscillatore armonico.
6. L’atomo idrogenoide.
7. I metodi approssimati (il metodo variazione, teoria delle perturbazioni non dipendente dal tempo).
8. Atomi polielettronici (metodi Hartree ed Hartree-Fock, modello vettoriale e simboli di termine).
10. Introduzione al legame chimico – molecole biatomiche (l’approssimazione di BornOppenheimer,il metodo LCAO-MO).
11. Introduzione al legame chimico – molecole poliatomiche.
12. Introduzione alla termidinamica statistica (il fattore di Boltzmann, configurazioni e pesi statistici, la configurazione dominante).
13. La funzione di ripartizione molecolare.
14. Le funzioni termodinamiche ( legame tra queste e Q ).

- Peter William Atkins, Julio de Paula "Chimica Fisica", Zanichelli.

- Donald A. Mc Quarrie e John D. Simon, “Chimica Fisica. Un approccio molecolare", Zanichelli.

- Walter J. Moore, “Chimica Fisica”, Piccin Nuova Libraria.

- Jun J. Sakurai, “Meccanica Quantistica Moderna”, Zanichelli.

La didattica sarà frontale e le spiegazioni verranno date utilizzando la lavagna.

La frequenza al corso è facoltativa

La valutazione verrà effettuato con un esame orale.

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