66286 - CHIMICA METALLORGANICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente conosce i principi e le principali proprietà dei composti metallorganici. È in grado di comprendere il ruolo dei composti organometallici nei processi catalitici industriali moderni. Sa progettare la sintesi di questi composti e utilizzare le tecniche spettroscopiche più adatte alla loro caratterizzazione.

Contenuti

Prerequisiti:

Lo studente deve possedere una buona conoscenza della chimica di coordinazione e della teoria degli orbitali molecolari.

Programma:

Modulo 1 (Prof.ssa Grepioni): 4 CFU, corrispondenti a 32 ore frontali.

Modulo 2 (Prof. Parisini): 2 CFU, divisi in 1 CFU di esercitazioni (12 ore) e 1 CFU di laboratorio (12 ore), comprensivi di lezione introduttiva alle esercitazioni e al laboratorio strumentale.

I due moduli non saranno divisi in due blocchi temporali distinti: le lezioni, le esercitazioni e i laboratori in parte si alterneranno, per consentire una migliore comprensione degli argomenti del corso.

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MODULO 1

• Introduzione al corso e ai moduli 1 e 2.
• Ripresa concetti di chimica di coordinazione. Tipologie di legami e di leganti.
  
• Chimica organometallica. La regola dei 18 elettroni e suoi limiti. Concetto di stato di ossidazione e suoi limiti. Metodi per prevedere la stabilita' di un complesso organometallico.
• Complessi con leganti sigma-donatori. Metallo-alchili e metallo-arili, idruri. Complessi sigma. Forza del legame.
  
• Sostituzione di leganti. Metallo-carbonili, fosfine, sostituzioni associative e dissociative, sostituzioni redox, di interscambio e fotochimiche, effetto di controioni e solventi.
  
• Complessi pi-greco: alcheni, alchini, allili, ciclopentadienili, metallacicli, areni.
• Addizione ossidativa ed eliminazione riduttiva. Meccanismi ed esempi.
• Inserzione ed eliminazione: tipologie ed esempi.
• Addizione e astrazione nucleofile ed elettrofile.
• Catalisi omogenea. Cicli catalitici. Idroformilazione degli alcheni. Catalisi fotoredox.
• Applicazioni: Attivazione del legame C-H.
• Metodi fisici di caratterizzazione: cenni. [La caratterizzazione  strutturale tramite diffrazione di raggi X è trattata nel Modulo 2.]
• Case studies: applicazioni della chimica organometallica in ambito dei materiali, industriale e/o ambientale.
  

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MODULO 2

• Metodi fisici di caratterizzazione: introduzione teorica alla caratterizzazione strutturale tramite diffrazione di raggi X su cristalli singoli.
• Esercitazione al diffrattometro: attività pratica sull’uso del diffrattometro a cristallo singolo per la determinazione di strutture molecolari.
• Banca dati strutturali: introduzione all’uso della banca dati cristallografici (Cambridge Structural Database, CSD).
• Esercitazioni al computer: utilizzo della banca dati cristallografici per l’analisi della struttura molecolare e supramolecolare di composti organometallici, anche in riferimento a case studies discussi nel Modulo 1.
  

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Testi/Bibliografia

Testo da utilizzare per lo studio:

• R. H. Crabtree, The Organometallic Chemistry of the Transition Metals, Wiley-Blackwell, 7a edizione, 2019 (o edizione precedente, 2014)

N.B.: L'edizione del 2014 è disponibile gratuitamente in forma di e-book al sito https://ebookcentral.proquest.com/auth/lib/unibo/ [Ebook Central UniBO]

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Le slide di lezione (da usare come guida allo studio) saranno caricate su VLE subito prima di ogni lezione. Le slide di lezione conterranno indicazione esplicita dei capitoli del libro di testo a cui fare riferimento per lo studio.

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Testi di consultazione:

C. Elschenbroich, Organometallics, Wiley-VCH, 2006.

G.O. Spessard, G. L. Miessler, Organometallic Chemistry, Oxford University Press, terza edizione, 2015

 

Metodi didattici

Il corso è organizzato in lezioni frontali, in esercitazioni  di laboratorio informatico e in esperienze di laboratorio strumentale, nel corso delle quali è previsto l'utilizzo di tecniche di diffrazione di raggi X su cristallo singolo e l'utilizzo di programmi di rappresentazione grafica delle molecole.

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In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento, da parte di tutti gli studenti, dei Moduli 1 e 2 in modalità e-learning [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio] e, per il laboratorio di diffrazione di raggi-X, la partecipazione al Modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del Modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame è orale e ha la durata di 40-45 minuti:

• La prima domanda consisterà nella discussione di un breve articolo scientifico, indicato a lezione, e i cui riferimenti saranno caricati su VLE al termine del corso.
• Seguiranno due domande sul programma svolto a lezione nei moduli 1 e 2.
• Potrà inoltre essere proposto un esercizio tra quelli riportati a fine capitolo del testo indicato per lo studio (Crabtree) e trattati in aula a lezione.

Sarà valutata la capacità di:

• esporre i concetti in modo chiaro, accurato dal punto di vista dei contenuti e della terminologia scientifica.
• collegare tra loro le nozioni acquisite, così che si possa evincere una preparazione non puramente mnemonica della materia studiata.

Il voto sarà una media pesata (sui CFU) delle valutazioni del modulo 1 e del modulo 2. Contribuirà alla valutazione la partecipazione attiva alle esercitazioni e al laboratorio del modulo 2.

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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 cura di tale ufficio proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di almeno 15 giorni, all’approvazione del/della docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

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Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, pc, lavagna. Saranno utilizzati programmi grafici per la rappresentazione delle molecole illustrate a lezione.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Fabrizia Grepioni

Consulta il sito web di Emilio Parisini