00911 - SPETTROSCOPIA APPLICATA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze sulle tecniche spettroscopiche utilizzate per la caratterizzazione e lo studio di molecole e materiali. Lo studente acquisirà una più approfondita conoscenza degli aspetti teorici ed applicativi delle spettroscopie ottiche infrarossa e Raman usate in assorbimento. Otterrà inoltre informazioni sulla strumentazione più comunemente utilizzata nei moderni laboratori scientifici ed industriali. Verranno forniti esempi di applicazione della spettroscopia vibrazionale nel campo forense, dei beni culturali, dell’atmosfera, dell’astrofisica e dell' astronomia.

Contenuti

Contenuti

Concetti generali per la spettroscopia. La radiazione elettromagnetica. Interazione luce-materia. Concetti base su assorbimento ed emissione della radiazione elettromagnetica da parte di specie molecolari. Probabilità di transizione di Einstein. Popolazione dei livelli. Principio di indeterminazione di Heisenberg.

Spettroscopia rotazionale. Livelli energetici rotazionali. Spettri rotazionali puri. Regole di selezione. Popolazione dei livelli e struttura spettrale. Intensità transizioni rotazionali. Rotori non rigidi. Spettri rotazionali di molecole poliatomiche. Descrizione di strumentazione per spettroscopia rotazionale.

Spettroscopia vibrazionale. In questa sezione del corso si introduce la teoria alla base delle spettroscopie infrarossa (IR) e Raman vibrazionale e si mostrano esempi di analisi usando queste tecniche. Partendo dalla trattazione delle vibrazioni utilizzando il modello semplice dell'oscillatore armonico si passa poi all'analisi degli spettri molecole più complesse, introducendo il concetto di frequenze di gruppo. Si darà anche una descrizione delle strumentazioni per spettroscopia vibrazionale: FT-IR, ATR, spettrometri e microspettrometri Raman. 

Spettroscopia Elettronica (Uv-Vis). Le transizioni elettroniche. Spettri elettronici di atomi. Il principio di Franck-Condon e le transizioni vibroniche. Gli spettri elettronici delle molecole poliatomiche. I cromofori. Il destino degli stati elettronicamente eccitati: il decadimento non radiativo, il decadimento radiativo: la fluorescenza e la fosforescenza. Descrizione delle strumentazioni per spettroscopia vibrazionale. 

Applicazioni di tecniche spettroscopiche allo studio di atmosfera, astrofisica, stato solido, materiali, beni culturali.  

Testi/Bibliografia

Molecular spectroscopy / Jeanne L. McHale.
Second edition. Boca Raton : CRC Press, 2017.

 

Slides e note del docente

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale, su due argomenti del programma, di cui uno a scelta dello studente.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elisabetta Venuti