73512 - MATERIALS CHEMISTRY M

Conoscenze e abilità da conseguire

This course is intended to provide (engineering students) with a good comprehension of the principles of chemistry and shows how they apply in describing the behaviour of the solid state. A relationship between electronic structure, chemical bonding, and crystal structure is developed.

Contenuti

Solidi cristallini e solidi amorfi. Simmetria; i principali elementi di simmetria. Reticoli, la cella elementare. I reticoli di Bravais. Indici di Miller per piani di atomi e direzioni reticolari. Strutture cristalline compatte. Cristalli ionici e principali strutture (salgemma, fluorite, blenda, wurtzite, rutilo, ReO3; ossidi misti: perovskite e spinelli). I silicati.

Il legame nei solidi. Solidi ionici, influneza delle dimensioni degli ioni; modello di Shannon-Prewitt. Composti di metalli di transizione e ruolo degli elettroni non leganti.Cenni alla teoria del campo cristallino. Modello a bande per metalli e semiconduttori.

Difetti nei cristalli e composti non stechiometrici. Il ruolo dei difetti di punto nella diffusione allo stato solido. Conducibilità ionica. Elettroliti solidi per batterie e celle a combustibile.

Materiali a  base di carbonio: polimeri conduttori, struttura e proprietà. Elettroliti polimerici per batterie al litio. Polimeri con conducibilità protonica (elettroliti per celle a combustibile). Fullereni e fulleruri, sintesi e proprietà elettriche. Nanotubi di carbonio e grafeni e loro impiego come nanoadditivi per polimeri.

Solidi a strati: idrossidi misti e argille: Modifica delle proprietà di argille per l'impiego in nanocompositi  a matrice polimerica. Resistenza al fuoco di nanocompositi a matrice polimerica.

Testi/Bibliografia

B. D. Fahlman "Materials Chemistry" 2nd ed, Springer (2011)
A. R. West "Basic Solid State Chemistry" 2nd ed. Wiley (1999)
L. E Smart, E. A. Moore "Solid State Chemistry. An introduction" 1st ed. CRC Press (2005)

Metodi didattici

Le slides proiettate durante le lezioni in aula potranno essere scaricate dal sito AMS Campus accessibile a tutti gli studenti di Unibo, oppure distribuite direttamente in aula dal docente.
Su alcuni argomenti più innovativi verranno proposti approfondimenti attraverso la lettura di articoli tratti da riviste scientifiche.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame scritto finale

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Maurizio Fiorini