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CHIMICA INORGANICA AVANZATA

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ADVANCED INORGANIC CHEMISTRY

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Anno accademico 2015/2016

Codice dell'attività didattica
MFN1363
Docenti
Prof. Lorenza Operti (Titolare del corso)
Dott. Paola Benzi (Titolare del corso)
Prof. Roberto Rabezzana (Titolare del corso)
Dott. Paola Antoniotti (Titolare del corso)
Corso di studi
Laurea Magistrale in Chimica Industriale
Laurea Magistrale in Chimica Industriale
Anno
1° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
9
SSD dell'attività didattica
CHIM/03 - chimica generale e inorganica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Lezioni frontali facoltative; laboratorio obbligatorio
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
Buone basi di fisica, chimica inorganica e chimica fisica (struttura atomica, legame chimico, termodinamica e termochimica, elementi basilari di cristallografia, conoscenza di tecniche spettroscopiche di indagine.)
Solid knowledge of physics, inorganic chemistry and physical chemistry (atomic structure, chemical bond, thermodynamics and thermochemistry, basic knowledge of crystallography and of spectroscopical methods)
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento si propone di fornire agli studenti una panoramica sui principali composti inorganici non metallici, sulla loro preparazione, caratterizzazione, proprietà e utilizzi in campo tecnologico, con particolare riferimento alla chimica del silicio e alle sue applicazioni in campo fotovoltaico. Parallelamente, l'insegnamento si propone di fornire, attraverso le esercitazioni, una introduzione ai metodi sperimentali e teorici utilizzati per lo studio dei meccanismi di reazione che stanno alla base dei processi di deposizione di materiali e a metodi innovativi di sintesi di materiali semiconduttori.
The course aims to provide the students with an overview about the main non-metallic inorganic compounds, their preparation, characterization, properties and uses in technological fields, with particular focus on the chemistry of silicon and on its applications in the photovoltaic field. Moreover, the course aims to provide, through the practice lessons, an introduction to experimental and theoretical methods employed for the study of reaction mechanisms which are the basis of deposition processes of materials and of innovative synthesis techniques.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine dell'insegnamento lo studente dovra conoscere le principali tecniche di sintesi allo stato solido di materiali ceramici. Dovrà dimostrare una buona conoscenza della tecnica CVD e delle sue varianti, e dimostrare una buona familiarità con i metodi di base di modellizzazione di meccanismi di reazione mediante calcoli ab initio.
At the end of the course the student will have to know the main techniques for solid state synthesis of ceramic materials. He will have to show a solid knowledge of CVD techniques and of its variants. Morevoer, the student will be familiar with the basic ab initio methods for reaction mechanism modeling.

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento è costituito da a) 7 crediti di lezioni frontali (56 ore), frequenza facoltativa; b) 2 crediti di esercitazioni (24 ore) in aula informatica, frequenza obbligatoria.
The course consists of: a) class lessons, 7 credits, corresponding to 56 hours. Attendance: optional. b) working lessons, 2 credits, 24 hours. Attendance: mandatory.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame è costituito da quattro prove in itinere, una per ciascuna delle parti del corso svolte dai rispettivi docenti. Le prove relative alle lezioni frontali saranno scritte o orali; per la parte di esercitazioni è prevista la stesura di una relazione. Il voto complessivo di esame sarà una media pesata sui rispettivi crediti dei voti riportati nelle quattro prove in itinere.
The exam consists of four tests 'in itinere', one for each part of the course held by the corresponding teacher. Tests concerning class lessons will be written or oral. Regarding the working lessons, the student will have to prepare a written report. The overall grade will be the weighted average of the four different marks.

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Programma

MODULO A

Materiali ceramici speciali (allumina, zirconia, titania): preparazioni
industriali e applicazioni ingegneristiche, elettriche ed elettroniche (fibre
ottiche, sensori, applicazioni in campo biomedico). Materiali ceramici
avanzati (nitruri, carburi, siliciuri, boruri): sintesi e applicazioni. Zeoliti:
struttura, composizione, preparazione, e caratterizzazione.
Tecniche di spettrometria di massa per lo studio e la caratterizzazione dei
solidi.

MODULO B

Studio di superfici di energia potenziale con tecniche computazionali.
Equazione di Schrodinger. Funzione d'onda determinantale. Equazione di
Hartree-Fock. Metodi del gradiente per lo studio delle superfici di energia
potenziale. Esercitazione in aula informatica sull'uso del programma
GAUSSIAN09. Studio della superficie di energia potenziale: Si+ con SiH4.
Ricerca di punti di minimo relativi alla reazione Si+ con SiH4. Ricerca dei
punti di sella del primo ordine relativi alla reazione Si+ con SiH4.
Caratterizzazione dei punti critici individuati, mediante il calcolo analitico
dell'Hessiana.

MODULE A

Ceramic materials (oxides of aluminum, zirconium, titanium): industrial
preparations and engineering, electric and electronic applications (optic
fibers, sensors, applications in the biomedical field). Advanced ceramic
materials (nitrides, carbides, silicides, borides): synthesis and
applications. Zeolites: structure, composition, preparation,
characterization.
Mass spectrometric techniques for the study and characterization of
solids.

MODULE B

Study of potential Energy surfaces by computational techniques.
Schrodinger equation. Wave functions. Hartree-Fock equation. Gradient
methods for the study of potential Energy surfaces. Working classes
about the use of GAUSSIAN09. Study of the potential energy surface: Si+
with SiH4. Searching for minima points of the reaction of Si+ with SiH4.
Searching for first-order saddle points of the reaction of Si+ with SiH4.
Characterization of the determined critical points, through analytical
calculation of the Hessian matrix.

Testi consigliati e bibliografia

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Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sotto forma di dispense dei docenti scaricabili dal sito del corso o fornite direttamente dai docenti.
All the slides of the lessons may be downloaded directly from the course web site.



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Ultimo aggiornamento: 18/05/2016 11:47
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