CHIMICA INORGANICA I E LABORATORIO

Aspetti basilari della chimica inorganica di coordinazione e dello stato solido

Conoscenza delle basi della Chimica Generale ed Inorganica, della Fisica e della Quantomeccanica.

Frequenza obbligatoria

Programma di Chimica Inorganica I

Corso di Laurea in Chimica

AA 2016-2017

-Atomo polielettronico: approssimazione orbitalica, indistinguibilità della particella e principio di esclusione nella determinazione della funzione stato. Carica nucleare effettiva e schermaggio, penetrazione orbitalica. Microstati e termini permessi. Accoppiamento di Russel-Saunders. Termini di una configurazione dⁿ e classificazione dei microstati. Energie dei termini e regole di Hund.

-Il legame chimico: Teoria MO ed approssimazione LCAO, metodo extended Huckel, integrali molecolari e determinante secolare. Le proprietà di simmetria molecolare e la semplificazione dei calcoli quantomeccanici: Elementi ed operazioni di simmetria. Gruppi puntuali e gruppi spaziali. Rappresentazioni di gruppi puntuali. Il grande teorema di ortogonalità e le sue conseguenze. Tabelle dei caratteri. Riduzione e proiezione di rappresentazioni. Il teorema del prodotto diretto e le sue conseguenze nella semplificazione degli integrali molecolari. Diagonalizzazione a blocchi di un determinante secolare. Esempi su molecole semplici : acqua, ammoniaca e metano. Applicazione allo studio di transizioni elettroniche e vibrazionali.

-Strutture Cristalline ed Amorfe. I reticoli cristallini e le celle elementari. L’impaccamento di sfere e le strutture compatte: politipi hcp e fcc. Le lacune nelle strutture compatte. Le strutture non compatte bcc e pc. Il caso dei metalli: polimorfismo. Leghe metalliche di sostituzione ed interstiziali.

-I solidi ionici. La struttura caratteristica dei solidi ionici: salgemma, cloruro di cesio, sfalerite, fluorite ed antifluorite, wurzite, arseniuro di nichel, rutilo e perosvkite. La razionalizzazione delle strutture ioniche: modello coulombiano e raggio ionico, rapporto fra raggi ionici e mappe di struttura. Entalpia reticolare: modello coulombiano e costante di Madelung. Ciclo di Born-Haber.

-Proprietà dei solidi. La teoria MO applicata ai solidi: Bande di orbitali molecolari, densità degli stati e livello di Fermi. Conduttori ed isolanti. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. La superconduttività. I difetti cristallini e loro origine. Difetti puntuali intrinseci: difetti di Schottky e di Frenkel. I difetti estrinseci: centri di colore. Difetti estesi. Difetti stechiometrici.

Peter Atkins et al. ‘Chimica Inorganica’ II edizione italiana, Zanichelli,

Albert Cotton et al. 'Advanced Inorganic Chemistry' VI ed. Wiley

Albert Cotton 'La teoria dei gruppi in Chimica' Ambrosiana

Esame orale

Verrà sempre fatta discutere un'esperienza di laboratorio. Le domande verteranno sul programma svolto