00911 - SPETTROSCOPIA APPLICATA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente acquisirà competenze approfondite sulle tecniche spettroscopiche per la caratterizzazione di molecole e materiali. Saranno trattati in dettaglio soprattutto gli aspetti applicativi delle spettroscopie ottiche, con particolare attenzione alle tecniche di assorbimento IR, scattering Raman ed assorbimento ed emissione UV-Vis. Lo studente sarà introdotto all'uso della strumentazione più diffusa nei laboratori scientifici e industriali moderni e ne comprenderà il funzionamento pratico. Verranno inoltre presentati esempi di applicazione della spettroscopia vibrazionale in ambiti interdisciplinari, tra cui scienze forensi, conservazione dei beni culturali, studi atmosferici e astronomia.

Contenuti

Prerequisiti:

E' consigliabile aver frequentato/superato l'esame di Chimica Fisica 2

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.  

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

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

Metodi didattici

Le lezioni sono tenute in presenza con il supporto di slide PowerPoint

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale, su due argomenti del programma

 

Studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it): sarà sua cura proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del/della docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni sono accompagnate da slide PowerPoint, spiegazioni alla lavagna, video o visualizzazioni selezionate e appunti delle lezioni scaricabili. Tutti i materiali sono condivisi tramite Virtuale.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elisabetta Venuti