- Docente: Sonia Melandri
- Crediti formativi: 10
- SSD: CHIM/02
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Sonia Melandri (Modulo 1) Massimo Marcaccio (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Chimica (cod. 8029)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso, lo studente conosce approfonditamente i fondamenti teorici ed i dettagli della strumentazione utilizzata nelle principali tecniche di spettroscopia lineare e non lineare, nella spettroscopia di fotoemissione e nelle tecniche di risonanza. Lo studente acquisisce inoltre i principi chimico-fisici dei processi redox e le loro applicazioni nell'ambito della elettrocatalisi e della trasduzione del segnale chimico in sensori chimici e biologici.
Contenuti
Modulo I (S. Melandri)
Natura della radiazione elettromagnetica e la sua interazione con la materia. Processi di assorbimento ed emissione. Processi che contribuiscono alla larghezza di riga e loro rimozione.
Generalità dei metodi sperimentali. Regioni dello spettro elettromagnetico: radiofrequenza, microonde, infrarosso, UV-Vis. Caratteristiche generali della strumentazione.
Teoria dei gruppi: principi e applicazioni in ambito spettroscopico. Cenni sui metodi di calcolo di parametri strutturali e proprietà molecolari.
Spettroscopia rotazionale. Classificazione dei rotatori e loro spettri. Determinazione della struttura molecolare dalle costanti rotazionali.
Spettroscopia vibrazionale. Molecole biatomiche: anarmonicità, spettro vibro-rotazionale. Molecole poliatomiche: modi normali di vibrazione, regole di selezione, anarmonicità.
Spettroscopia elettronica. Spettri di atomi e classificazione degli stati elettronici. Spettri di molecole biatomiche: classificazione degli stati elettronici, regole di selezione. Curve di potenziale e principio di Franck- Condon. Molecole poliatomiche: orbitali molecolari,regole di selezione elettroniche e vibroniche. Struttura vibrazionale e rotazionale di spettri elettronici.
Generalità dei lasers e spettroscopia laser. Spettroscopia a molti fotoni e processi dinamici.Settroscopia fotoelettronica. Spettroscopie Raman.
Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare.
Modulo II (M. Marcaccio)
Principi chimico-fisici della trasduzione del segnale in sensori e biosensori.
Sensori elettrochimici potenziometrici.
Interfaccia elettrodo/soluzione, trasferimento elettronico eterogeneo, tecniche amperometriche e voltammetriche.
Meccanismi di reazione elettrochimicamente indotte e catalisi.
Modificazione di superfici elettrodiche e ottiche e loro caratterizzazione.
Spettroscopia di impedenza elettrochimica.
Cenni di tecniche di microscopia a scansione di sonda.
Sensori e biosensori amperometrici.
Sensori ottici, luminescenti e elettrochemiluminescenti.
Testi/Bibliografia
Modern Spectroscopy, J.M. Hollas, Wiley 4th Edition.
Chimica Fisica, un approccio molecolare, D.A. McQuarrie & J.D. Simon, Zanichelli Ed. 2000.
Chimica Fisica, P.W. Atkins, J. De Paula, Zanichelli Ed., Bologna, 2004
Chemical and Biological Sensors; D. Diamond; Wiley 1998
Chemical Sensors and Biosensors; B. R. Eggins; Wiley
2002
Electrochemical Methods - Fundamentals and Applications, A. J. Bard, L. R. Faulkner, Wiley (II edition)
Metodi didattici
Lezioni in aula, esperienze in laboratorio
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Relazione sulle attività di laboratorio, esame orale
Strumenti a supporto della didattica
Videoproiettore, laboratorio
Orario di ricevimento
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