SPETTROSCOPIA ED ESERCITAZIONI

L’insegnamento rientra tra le attività formative caratterizzanti 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, di risonanza magnetica nucleare e di massa, soprattutto per quanto riguarda l'interpretazione degli spettri. Tali conoscenze sono molto importanti per i/le laureati/e 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, gli/le 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 gli/le studenti conoscano la nomenclatura, la struttura e le proprietà delle principali classi dei composti organici.

I contenuti del corso sono suddivisi in quattro parti corrispondenti alle quattro tecniche spettroscopiche trattate: spettroscopia ultravioletta-visibile (Uv-Vis), spettroscopia infrarossa (IR), spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR), spettrometria di massa (MS). 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. Il colore. Esempi di spettri Uv-Vis. Strumentazione. Legge di Lambert-Beer. Tipi di transizioni elettroniche. Cromofori e auxocromi. Le 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. 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.

QUARTA PARTE: SPETTROMETRIA DI MASSA
Generalità sulla spettrometria di massa. Cenni sulla strumentazione. Spettro di massa. Ione molecolare, frammentazione, picchi isotopici. Tabella di Benyon. Regola dell'azoto. Spettri di massa di alcune classi di composti organici. Esercizi sull'interpretazione degli spettri di massa.

Esercizi sulla identificazione spettroscopica di composti organici.

Per lo studio e l’approfondimento della teoria:
• P. Atkins, J. De Paula. Chimica Fisica, quinta ed. it., Zanichelli, Bologna, 2012.

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, third ed., John Wiley & Sons, Inc., New York, 1974.

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

La prova scritta consiste nella individuazione di un composto organico incognito dai suoi spettri e dati spettrali. Tale prova mira a verificare l'acquisizione dei concetti presentati durante le lezioni e la loro applicazione. 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 domande riguardanti i contenuti del corso. Gli/le studenti dovranno dimostrare l’apprendimento degli argomenti trattati e la capacità di esporli in maniera formale. La prova orale ha una durata di circa 30 minuti.

Il voto finale terrà conto dei risultati conseguiti nella prova scritta e orale.

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

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