1) Basi teoriche di spettroscopia molecolare: aspetti generali, simmetria delle molecole, spettroscopia di assorbimento elettronico ed emissione, dicroismo circolare, IR e FTIR, Raman e Raman risonante. Principi della diffrazione e strutturistica a raggi X.
Applicazioni in biologia atte ad ottenere informazioni strutturali e spettroscopiche di macromolecole.
2) concetti di termodinamica statistica, termodinamica chimica, equilibri di fase e cinetica chimica.
Esercitazioni numeriche.
P. Atkins, J. De Paula "Chimica Fisica" Zanichelli, settima edizione
P. Atkins, J. De Paula, Physical Chemistry
Oxford, eight edition
Donald A. McQuarrie, John D. Simon "Chimica Fisica, un approccio molecolare" Ed. Zanichelli
Per approfondimenti:
Walter J. Moore "Chimica Fisica" Piccin
Cantor and Schimmel "Biophysical Chemistry. Part II: Techniques for the study of biological structure and function" W.H. Freeman and Co, San Francisco.
Jeanne L. McHale "Molecular Spectroscopy" Prentice Hall, New Jersey
Gordon M. Barrow "Physical Chemistry" Sixth Edition, WCB, McGraw-Hill
Obiettivi Formativi
La prima parte del corso ha lo scopo di fornire allo studente le basi della moderna spettroscopia per poter ottenere informazioni strutturali di molecole di interesse biologico.
La seconda parte intende estendere i fondamenti della termodinamica introducendo i concetti fondamentali di entalpia, entropia ed energia libera di Gibbs per lo studio degli equilibri e delle reazioni chimiche.
Infine con la termodinamica statistica si intende fornire il collegamento tra proprietà microscopiche e quelle macroscopiche termodinamiche.
Prerequisiti
Per poter dare l'esame è necessario il superamento dei seguenti esami: Fisica, Chimica generale ed inorganica, Chimica computazionale.
Metodi Didattici
Il corso è costituito di lezioni frontali ed esercitazioni numeriche.
Materiale didattico:
Dispense in formato pdf
Strumenti a supporto della didattica:
videoproiettore, PC, lavagna luminosa
Sono previste tre prove scritte in itinere su: 1) Principi di spettroscopia e di simmetria; spettroscopie Elettroniche: UV-Vis-Fluorescenza, fosforescenza, CD; 2) IR, FTIR, Raman, Raman risonante, microRaman, principi di strutturistica; 3) termodinamica chimica,equilibri di fase, cinetica, termodinamica statistica.
Le prove in itinere hanno validità fino all’appello di Febbraio dell’anno AA in corso. Per gli studenti che hanno superato le prove in itinere, la prova finale consiste in un esame orale su un argomento scelto dal docente. Può essere sostenuta solo dagli studenti che hanno superato gli esami propedeutici al corso (Fisica, Chimica Gen. Inorg, Chim. Computazionale).
Per gli studenti che non hanno superato il colloquio in itinere, o fuori corso che non seguono le lezioni, l’esame finale verte su tutto il programma del corso.
Programma del corso
Gli aspetti generali della spettroscopia
La simmetria delle molecole.
Spettroscopia di assorbimento UV-Vis
Decadimento radiativo: fluorescenza e fosforescenza;
Dicroismo circolare (la polarizzazione della luce, attività ottica);
Spettroscopia IR, FTIR, Raman e Raman risonante, MicroRaman.
La diffrazione a raggi X.
Applicazioni in biologia: informazioni strutturali e spettroscopiche delle macromolecole.
Esercitazioni numeriche
Interpretazione statistica della termodinamica: Energie molecolari. Distribuzione di Boltzmann.
Variazioni di entalpia e di entropia nelle reazioni chimiche.
Equilibrio fisico e chimico. Equazione di van't Hoff.
Transizioni di fase. Diagrammi di fase.
Cinetica chimica. Equazioni di velocita'.
Teorie delle collisioni e dello stato di transizione.
Esercitazioni numeriche