17509 - MATERIALI INORGANICI

Conoscenze e abilità da conseguire

Durante le lezioni viene inizialmente presentata la problematica della costruzione di un reticolo tridimensionale ordinato omo- ed etero-atomico. Relativamente ai materiali etero-atomici, vengono analizzati i limiti imposti dalla stechiometria del materiale. Le categorie di materiali esaminati includono: gli idruri per le peculiarità delle dimensioni dell'atomo di idrogeno, carburi e nitruri per le peculiarità introdotte dalla loro valenza elevata, i boruri per la tendenza alla catenazione del boro e le loro relazioni strutturali ed elettroniche con i borani molecolari, gli ossidi per le peculiarità derivanti dalla bassa valenza dell'ossigeno. Vengono presentati i metodi generali di sintesi di materiali in bulk, film sottili e cristalli singoli, i metodi di caratterizzazione strutturale, le relazioni struttura-proprietà. L'utilizzo come materiali funzionali e le loro applicazioni sono, infine, analizzate criticamente tramite esempi particolarmente significativii.

Contenuti

1- Introduzione alla problematica degli impaccamenti omo- ed etero-atomici e richiami ai poliedri di coordinazione- Solidi metallici, ionici, covalenti e molecolari e richiami sul legame nei solidi– Isomorfismo e Polimorfismo - Difetti cristallini, composti non-stechiometrici, soluzioni solide. 2- Metodi di preparazione, proprietà ed applicazioni di composti binari di tipo MxXy (M = metallo o metalloide, X = H, B, C, N, O) - Composti ternari e superiori - Diagrammi di fase di alcuni materiali di importanza tecnologica (cementi, vetri). 3- Classificazione degli idruri- l'idrogeno come combustibile- batterie NiMH. 4- Classificazione dei carburi e dei nitruri - Applicazioni. 5- Classificazione degli ossidi- Spinelli e Perovskiti 6- Classificazione dei boruri – Relazione strutturali e di legame tra boruri e borani molecolari. 7- Proprietà elettriche: Definizione e classificazione dei semiconduttori, conduttori, superconduttori e dei conduttori ionici - Esempi di applicazione di importanza tecnologica: conduttori e superconduttori di I e II tipo, elettroliti solidi, batterie Na/S e ione Litio, celle a combustibile.- Relazioni tra struttura e proprietà. 8– Materiali ferro-, piro- e piezo-elettrici e loro applicazioni. 9- Proprietà magnetiche: Definizione e classificazione dei materiali magnetici - Esempi di materiali magnetici, loro struttura e proprietà - Esempi di applicazione di alcuni materiali magnetici di importanza tecnologica. 10- Sintesi via sol-gel di una zeolite e sua caratterizzazione per diffrazione di raggi X su polvere.

Testi/Bibliografia

Anthony R. West, Basic Solid State Chemistry, J. Wiley & Sons, Chichester, UK, 1999 (ISBN 0-471-98756-5) CD delle lezioni in Powerpoint. Links di rete. Articoli originali.

Metodi didattici

Lezioni in aula ed esercitazioni in laboratorio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Colloquio orale

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, PC collegato in rete, Fotocopie, Laboratorio di sintesi e di diffrazione di raggi-X

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giuliano Longoni