B2066 - SPETTROSCOPIA AD ALTA RISOLUZIONE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce le tecniche sperimentali che consentono la registrazione di spettri molecolari ad alta risoluzione. Sa interpretare gli spettri sulla base di modelli quantomeccanici che descrivono il sistema molecolare indagato. Infine, ha nozione dei campi di applicazione della spettroscopia ad alta risoluzione.

Contenuti

La frequenza alle lezioni e alle attività di laboratorio è essenziale per il raggiungimento degli obiettivi formativi dell’insegnamento.

• Elementi di Python

1. Tutorial introduttivo al linguaggio Python
2. Sviluppo di algoritmi e script Python per l’implementazione degli argomenti trattati nel corso

• Vibrazioni molecolari

1. Molecole biatomiche
2. Modi normali
   1. Caso bidimensionale
   2. Molecole poliatomiche
   3. Simmetria dei modi normali
   4. Spettro IR
   5. Esercitazione: spettro FTIR di HCN, registrazione e assegnazione
3. Anarmonicità
4. Moto di inversione nell'ammoniaca
   

• Rotazioni molecolari
  

1. Molecole biatomiche
2. Momento angolare
   1. Sistemi di riferimento dello spazio e della molecola
3. Rotatore rigido poliatomico
   1. Momenti principali di inerzia
   2. Livelli energetici del rotatore rigido
4. Spettro rotazionale
   1. Regole di selezione
   2. Line strength
   3. Molecole lineari
   4. Rotatori asimmetrici

• Rotazione e vibrazione
  

1. Molecole biatomiche
2. Spettro rotazionale di molecole top-simmetriche
3. Spettro di inversione dell'ammoniaca
4. Esercitazione: spettro FTIR di inversione dell'ammoniaca e stima della sua barriera di inversione

Testi/Bibliografia

Il materiale di riferimento principale è costituito dagli appunti di lezione forniti dal docente, che includono i riferimenti bibliografici essenziali a supporto degli argomenti trattati. Gli appunti sono resi disponibili in formato PDF sulla piattaforma Virtuale.

Metodi didattici

L’insegnamento prevede 5 CFU (40 ore) di attività frontale, svolta in aula e in aula informatica, durante la quale sono trattati i principi teorici della spettroscopia molecolare ad alta risoluzione, con particolare attenzione alle transizioni rotazionali e vibrazionali, e ai modelli quanto-meccanici che le descrivono. Le lezioni sono affiancate da attività pratiche guidate in cui gli studenti implementano, mediante script in linguaggio Python, i modelli teorici presentati.
È inoltre previsto 1 CFU (12 ore) di esercitazioni di laboratorio, finalizzate all’acquisizione diretta di dati spettroscopici e alla loro successiva elaborazione.
L’impostazione didattica mira a sviluppare competenze integrate tra teoria e pratica, nonché capacità di analisi e autonomia operativa.

Per la formazione sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio, è richiesto lo svolgimento dei Moduli 1 e 2 in modalità e-learning e la partecipazione al Modulo 3, specifico per il corso di studio.

 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso il solo esame finale, della durata di circa un’ora, volto ad accertare l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova orale. Questa consiste:

1. nella discussione della relazione sulle esercitazioni del corso;

2. nell’approfondimento di un argomento, mediante lo sviluppo di uno script Python oppure utilizzando materiale tratto dalle Appendici degli Appunti di lezione;

3. nella risposta a un quesito principale relativo ad argomenti trattati durante il corso.

La valutazione tiene conto della padronanza dei contenuti, della chiarezza espositiva, della capacità di collegamento tra teoria e pratica, e dell’autonomia nella discussione. I criteri di giudizio sono articolati come segue:

• Sufficiente (18–20): conoscenze essenziali; esposizione corretta, ma incerta e poco articolata.

• Buono (21–24): conoscenze consolidate; esposizione complessivamente adeguata, ma prevalentemente mnemonica e con limitata capacità di collegamento tra argomenti.

• Molto buono (25–27): padronanza dei contenuti; esposizione sicura, ben articolata e con capacità di analisi.

• Ottimo (28–30L): conoscenze complete e approfondite; esposizione rigorosa, autonoma e critica. La lode è attribuita nei casi di eccellenza.

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

Il materiale didattico (dispense, tutorial Python, istruzioni per le esercitazioni) è reso disponibile sulla piattaforma Virtuale. Durante le attività pratiche vengono utilizzati Colab Notebook per l’implementazione dei modelli e l’elaborazione dei dati. Le attività in presenza si avvalgono di videoproiettore, lavagna e calcolatore. Le esercitazioni di laboratorio prevedono l’utilizzo di uno spettrometro FTIR e comprendono anche la gestione e preparazione del campione gassoso per l’acquisizione dei dati.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Dore