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 novanta minuti 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.

scritto e orale

Il/la docente ha il dovere di vigilare affinché siano rispettate le regole di autenticità e originalità delle prove d'esame. Di conseguenza, nei casi in cui vi sia il sospetto di un comportamento irregolare, l'esame può prevedere un ulteriore approfondimento, contestuale alla prova d'esame, che potrà essere realizzato anche in modalità differente rispetto alle modalità sopra riportate.

Il metodo di verifica dell’apprendimento prevede una prova scritta e una prova orale.

La prova scritta consiste nell’identificazione di due composti organici incogniti a partire dai loro spettri e da alcuni dati spettroscopici. Per accedere alla prova orale, è necessario identificarne almeno uno. Per ottenere un voto finale superiore a 25/30, entrambi i composti devono essere individuati.

La prova orale consiste in una serie di quesiti sui contenuti del corso, con una o due domande per ciascuna delle tecniche spettroscopiche trattate a lezione. A ciascuna tecnica sono assegnati al massimo 10 punti.

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.

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.