Introduzione alle tecniche spettroscopiche. Spettroscopie di Risonanza Elettronica (ESR); interazione Zeeman, iperfine e fine; larghezza e forma di riga; meccanismi e tempi di rilassamento di spin elettronico; tecniche pulsate. Spettroscopie vibrazionali; simmetria e modi di vibrazione; regole di selezione IR e Raman. Spettroscopie elettroniche; orbitali molecolari adattati alla simmetria. Regole di selezione UV-Vis. Fluorescenza e fosforescenza.
Esercitazioni ed interpretazione di spettri.
‘CHIMICA FISICA’, P. Atkins, J. De Paula
Ed. Zanichelli
‘CHIMICA FISICA’, D.A. McQuarrie, J. D. Simon; Ed. Zanichelli
Obiettivi Formativi
Imparare ad interpretare spettri UV-Vis, IR, EPR, fluorescenza e fosforescenza.
Prerequisiti
Corsi vincolanti: nessuno
Corsi raccomandati: Matematica I, Fisica sperimentale, Chimica generale ed inorganica e Laboratorio di Chimica generale ed inorganica.
Metodi Didattici
Numero di ore relative alle attività in aula: 32
Numero di ore relative ad attività di esercitazioni (in laboratorio e in campo): 24
Modalità di verifica apprendimento
Tre prove scritte in itinere; prova finale orale.
Programma del corso
Richiami di Meccanica Quantistica
1. Momenti angolari orbitale e di spin; momenti magnetici associati
2. Spettroscopia di Risonanza di Spin Elettronico
Introduzione. Interazione Zeeman elettronica e nucleare. Interazione con la radiazione elettromagnetica: condizione di risonanza.
Larghezza di riga e forma di riga.Interazione spin-orbita: anisotropia Zeeman e tensore g..
Interazione iperfine di contatto. Spettri ESR in soluzione: interazione con piu' nuclei. Interazione iperfine dipolare.
Interazione fine: separazione a campo zero.
Il modello di Bloch per il rilassamento
Rilassamento in soluzione. Tempi di rilassamento T1 e T2. Metodi pulsati: FID ed echi di spin.
3. Spettroscopia vibrazionale
Generalita': spettroscopia IR e Raman.
Livelli energetici per l'oscillatore armonico.
Momento della transizione. Modi normali di vibrazione. Assegnazione di molecole ai gruppi puntuali. Determinazione dei caratteri della rappresentazione riducibile e sua scomposizione. Determinazione della simmetria dei modi vibrazionali. Assegnazione dei modi di stiramento e piegamento. Regole di selezione IR e Raman
4. Spettroscopie elettroniche
Generalita'. Costruzione di orbitali molecolari adattati alla simmetria. Momento della transizione e Principio di Franck-Condon. Regole di selezione per le transizioni elettroniche. Transizioni vibroniche.. Fluorescenza e fosforescenza.