Guglielmo MONACO | MECCANICA QUANTISTICA MOLECOLARE

cod. 0522300037

MECCANICA QUANTISTICA MOLECOLARE

	0522300037
	DIPARTIMENTO DI CHIMICA E BIOLOGIA "ADOLFO ZAMBELLI"
	CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
	CHIMICA
	2019/2020

CURRICULUM CHIMICA BIOMOLECOLARE

	OBBLIGATORIO
	ANNO CORSO 1
	ANNO ORDINAMENTO 2016
	PRIMO SEMESTRE

MODULI

SSD	CFU	ORE	ATTIVITÀ	TIPO DI ATTIVITÁ FORMATIVA
CHIM/02	7	56	LEZIONE	CARATTERIZZANTE
CHIM/02	2	24	ESERCITAZIONE	CARATTERIZZANTE
CHIM/02	3	36	LABORATORIO	CARATTERIZZANTE

DOCENTI

	RICCARDO ZANASI T Curriculum
	GUGLIELMO MONACO Curriculum

	Obiettivi
	CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE. IL CORSO HA L’OBIETTIVO DI FORNIRE I PRINCIPI CHIMICO-FISICI CHE REGOLANO LE PROPRIETÀ E LA REATTIVITÀ DELLE MOLECOLE ORGANICHE E DI SVILUPPARE CONSAPEVOLEZZA DEI FONDAMENTI DELLA CHIMICA COMPUTAZIONALE. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE. LE ESERCITAZIONI NUMERICHE PERMETTERANNO DI ACQUISIRE FAMILIARITÀ CON PROGRAMMI GIÀ DISPONIBILI E DI AFFRONTARE IN AUTONOMIA LO STUDIO COMPUTAZIONALE DELLA STRUTTURA MOLECOLARE E DI REAZIONI CHIMICHE DI MEDIA COMPLESSITÀ. AUTONOMIA DI GIUDIZIO. LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI DISCUTERE CRITICAMENTE LA VALIDITÀ DEI RISULTATI OTTENUTI GRAZIE A DISCUSSIONI PROMOSSE DAL DOCENTE NEL GRUPPO DI LABORATORIO. ABILITÀ COMUNICATIVE. IL CORSO PERMETTERÀ ALLO STUDENTE DI ACQUISIRE LA TERMINOLOGIA APPROPRIATA PER DESCRIVERE L'ANALISI COMPUTAZIONALE DELLA STRUTTURA MOLECOLARE E DEGLI INTERMEDI DI REAZIONE GRAZIE ALLA LETTURA DI ARTICOLI PUBBLICATI SU RIVISTE SCIENTIFICHE INTERNAZIONALI.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE. IL CORSO HA L’OBIETTIVO DI FORNIRE I PRINCIPI CHIMICO-FISICI CHE REGOLANO LE PROPRIETÀ E LA REATTIVITÀ DELLE MOLECOLE ORGANICHE E DI SVILUPPARE CONSAPEVOLEZZA DEI FONDAMENTI DELLA CHIMICA COMPUTAZIONALE.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE. LE ESERCITAZIONI NUMERICHE PERMETTERANNO DI ACQUISIRE FAMILIARITÀ CON PROGRAMMI GIÀ DISPONIBILI E DI AFFRONTARE IN AUTONOMIA LO STUDIO COMPUTAZIONALE DELLA STRUTTURA MOLECOLARE E DI REAZIONI CHIMICHE DI MEDIA COMPLESSITÀ.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO. LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI DISCUTERE CRITICAMENTE LA VALIDITÀ DEI RISULTATI OTTENUTI GRAZIE A DISCUSSIONI PROMOSSE DAL DOCENTE NEL GRUPPO DI LABORATORIO.
ABILITÀ COMUNICATIVE. IL CORSO PERMETTERÀ ALLO STUDENTE DI ACQUISIRE LA TERMINOLOGIA APPROPRIATA PER DESCRIVERE L'ANALISI COMPUTAZIONALE DELLA STRUTTURA MOLECOLARE E DEGLI INTERMEDI DI REAZIONE GRAZIE ALLA LETTURA DI ARTICOLI PUBBLICATI SU RIVISTE SCIENTIFICHE INTERNAZIONALI.

	Prerequisiti
	CONOSCENZE DI BASE DELLA FISICA CLASSICA, DEL CALCOLO DIFFERENZIALE E DEL CALCOLO MATRICIALE.

	Contenuti
	LA TEORIA DEI GRUPPI: OPERAZIONI ED ELEMENTI DI SIMMETRIA, CLASSIFICAZIONE DELLE MOLECOLE; DEFINIZIONE DI GRUPPO, TAVOLE DI MOLTIPLICAZIONE, RAPPRESENTAZIONI MATRICIALI; CARATTERE DELLE RAPPRESENTAZIONI, CARATTERI E CLASSI; RAPPRESENTAZIONI IRRIDUCIBILI; PICCOLO E GRANDE TEOREMA DI ORTOGONALITÀ; RIDUZIONE DELLE RAPPRESENTAZIONI; BASI ADATTATE PER SIMMETRIA; INTEGRALI NULLI/NON NULLI PER SIMMETRIA; DEGENERAZIONE. STRUTTURA MOLECOLARE: APPROSSIMAZIONE DI BORN-OPPENHEIMER; TEORIA DEGLI ORBITALI MOLECOLARI, MOLECOLE BIATOMICHE; MOLECOLE POLIATOMICHE. CALCOLO DELLA STRUTTURA ELETTRONICA: METODO HARTREE-FOCK, EQUAZIONI DI ROOTHAAN; CALCOLI RISTRETTI E NON RISTRETTI, SET DI BASE E ACCURATEZZA DEL CALCOLO. LA CORRELAZIONE ELETTRONICA, FUNZIONI DI STATO DELLE CONFIGURAZIONI; CALCOLO DI INTERAZIONE DI CONFIGURAZIONI. TEORIA DELLE PERTURBAZIONI DI MØLLER-PLESSET. TEORIA DEL FUNZIONALE DELLA DENSITÀ, METODI DEL GRADIENTE, FUNZIONALI MISTI. OTTIMIZZAZIONE DI GEOMETRIE MOLECOLARI, TEOREMA DI HELLMANN-FEYNMAN. CALCOLO DELLE FREQUENZE ARMONICHE VIBRAZIONALI, PREVISIONE DELLE GRANDEZZE TERMOCHIMICHE. TRANSIZIONI ELETTRONICHE MOLECOLARI; TRANSIZIONI VIBRONICHE, PRINCIPIO DI FRANCK-CONDON. CROMOFORI. PROPRIETÀ ELETTRICHE DELLE MOLECOLE: RISPOSTA AL CAMPO ELETTRICO, POLARIZZABILITÀ ELETTRICA STATICA, FORZE DELL'OSCILLATORE, POLARIZZABILITÀ E SPETTROSCOPIA MOLECOLARE; POLARIZZABILITÀ E FORZE DI DISPERSIONE; PROPRIETÀ ELETTRICHE MACROSCOPICHE, SUSCETTIVITÀ ELETTRICA, COSTANTE DIELETTRICA, INDICE DI RIFRAZIONE. ATTIVITÀ OTTICA, BIRIFRANGENZA CIRCOLARE E ROTAZIONE OTTICA, FORZE DEL ROTATORE. PROPRIETÀ MAGNETICHE MOLECOLARI: MAGNETIZZABILITÀ E DENSITÀ DI CORRENTE. PARAMETRI DELLA RISONANZA MAGNETICA MOLECOLARE: COSTANTI DI SCHERMO MAGNETICO NUCLEARE, IL TENSORE G, ACCOPPIAMENTO SPIN-SPIN NUCLEARE. INTERAZIONI INTERMOLECOLARI, MECCANICA MOLECOLARE ED ANALISI CONFORMAZIONALE. DINAMICA MOLECOLARE: TEORIA DELLE COLLISIONI E TEORIA DELLO STATO DI TRANSIZIONE. SISTEMI CINETICI COMPLESSI. METODOLOGIE COMPUTAZIONALI PER LO STUDIO DEI MECCANISMI DI REAZIONE E DELLE PROPRIETÀ DI AGGREGATI SUPRAMOLECOLARI. REGOLE DI WOODWARD-HOFFMAN. LABORATORIO: 1 - APPLICAZIONE DEI PRINCIPALI METODI COMPUTAZIONALI A PROBLEMATICHE DI CHIMICA ORGANICA 2 - SPETTRI INFRAROSSI DI ASSORBIMENTO/DICROSIMO E LORO ASSEGNAZIONE 3 - DETERMINAZIONE TEORICA DI UN MECCANISMO DI REAZIONE

Contenuti

LA TEORIA DEI GRUPPI: OPERAZIONI ED ELEMENTI DI SIMMETRIA, CLASSIFICAZIONE DELLE MOLECOLE; DEFINIZIONE DI GRUPPO, TAVOLE DI MOLTIPLICAZIONE, RAPPRESENTAZIONI MATRICIALI; CARATTERE DELLE RAPPRESENTAZIONI, CARATTERI E CLASSI; RAPPRESENTAZIONI IRRIDUCIBILI; PICCOLO E GRANDE TEOREMA DI ORTOGONALITÀ; RIDUZIONE DELLE RAPPRESENTAZIONI; BASI ADATTATE PER SIMMETRIA; INTEGRALI NULLI/NON NULLI PER SIMMETRIA; DEGENERAZIONE.

STRUTTURA MOLECOLARE: APPROSSIMAZIONE DI BORN-OPPENHEIMER; TEORIA DEGLI ORBITALI MOLECOLARI, MOLECOLE BIATOMICHE; MOLECOLE POLIATOMICHE. CALCOLO DELLA STRUTTURA ELETTRONICA: METODO HARTREE-FOCK, EQUAZIONI DI ROOTHAAN; CALCOLI RISTRETTI E NON RISTRETTI, SET DI BASE E ACCURATEZZA DEL CALCOLO. LA CORRELAZIONE ELETTRONICA, FUNZIONI DI STATO DELLE CONFIGURAZIONI; CALCOLO DI INTERAZIONE DI CONFIGURAZIONI. TEORIA DELLE PERTURBAZIONI DI MØLLER-PLESSET. TEORIA DEL FUNZIONALE DELLA DENSITÀ, METODI DEL GRADIENTE, FUNZIONALI MISTI. OTTIMIZZAZIONE DI GEOMETRIE MOLECOLARI, TEOREMA DI HELLMANN-FEYNMAN. CALCOLO DELLE FREQUENZE ARMONICHE VIBRAZIONALI, PREVISIONE DELLE GRANDEZZE TERMOCHIMICHE. TRANSIZIONI ELETTRONICHE MOLECOLARI; TRANSIZIONI VIBRONICHE, PRINCIPIO DI FRANCK-CONDON. CROMOFORI.

PROPRIETÀ ELETTRICHE DELLE MOLECOLE: RISPOSTA AL CAMPO ELETTRICO, POLARIZZABILITÀ ELETTRICA STATICA, FORZE DELL'OSCILLATORE, POLARIZZABILITÀ E SPETTROSCOPIA MOLECOLARE; POLARIZZABILITÀ E FORZE DI DISPERSIONE; PROPRIETÀ ELETTRICHE MACROSCOPICHE, SUSCETTIVITÀ ELETTRICA, COSTANTE DIELETTRICA, INDICE DI RIFRAZIONE. ATTIVITÀ OTTICA, BIRIFRANGENZA CIRCOLARE E ROTAZIONE OTTICA, FORZE DEL ROTATORE.
PROPRIETÀ MAGNETICHE MOLECOLARI: MAGNETIZZABILITÀ E DENSITÀ DI CORRENTE. PARAMETRI DELLA RISONANZA MAGNETICA MOLECOLARE: COSTANTI DI SCHERMO MAGNETICO NUCLEARE, IL TENSORE G, ACCOPPIAMENTO SPIN-SPIN NUCLEARE.

INTERAZIONI INTERMOLECOLARI, MECCANICA MOLECOLARE ED ANALISI CONFORMAZIONALE. DINAMICA MOLECOLARE: TEORIA DELLE COLLISIONI E TEORIA DELLO STATO DI TRANSIZIONE. SISTEMI CINETICI COMPLESSI. METODOLOGIE COMPUTAZIONALI PER LO STUDIO DEI MECCANISMI DI REAZIONE E DELLE PROPRIETÀ DI AGGREGATI SUPRAMOLECOLARI. REGOLE DI WOODWARD-HOFFMAN.

LABORATORIO:
1 - APPLICAZIONE DEI PRINCIPALI METODI COMPUTAZIONALI A PROBLEMATICHE DI CHIMICA ORGANICA
2 - SPETTRI INFRAROSSI DI ASSORBIMENTO/DICROSIMO E LORO ASSEGNAZIONE
3 - DETERMINAZIONE TEORICA DI UN MECCANISMO DI REAZIONE

	Metodi Didattici
	LEZIONI FRONTALI IN AULA PER UN TOTALE DI 9 CFU; ESERCIZI DI CALCOLO QUANTOMECCANICO ED ESPERIENZE DI LABORATORIO PER UN TOTALE DI 3 CFU.

	Verifica dell'apprendimento
	IL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DELL’INSEGNAMENTO È CERTIFICATO MEDIANTE IL SUPERAMENTO DI UN ESAME CON VALUTAZIONE IN TRENTESIMI. ALL'ESAME SI ACCEDE SOLO DOPO AVER CONSEGNATO LE RELAZIONI DELLE ESPERIENZE DI LABORATORIO. L'ESAME PREVEDE UNA PROVA PRATICA E UNA PROVA ORALE. LA PROVA PRATICA È PROPEDEUTICA ALLA PROVA ORALE E CONSISTE IN UN TEST DI UTILIZZO DI METODI DI CHIMICA QUANTISTICA RIGUARDANTI ARGOMENTI DEL PROGRAMMA DI INSEGNAMENTO. LA PROVA SI SVOLGE ANTERIORMENTE ALLA PROVA ORALE E SI CONSIDERA SUPERATA CON IL RAGGIUNGIMENTO DEL PUNTEGGIO MINIMO PRESTABILITO. LA PROVA PRATICA HA DI NORMA UNA DURATA NON INFERIORE A 60 MINUTI ED È FINALIZZATA A VERIFICARE LA CAPACITÀ DI APPLICARE CORRETTAMENTE LE CONOSCENZE TEORICHE E LA CAPACITÀ DI COMPRENSIONE DELLE PROBLEMATICHE PROPOSTE. LA PROVA ORALE CONSISTE IN UN COLLOQUIO CON DOMANDE E DISCUSSIONE SUI CONTENUTI TEORICI E METODOLOGICI, ANCHE INERENTI ALLE PROVE DI LABORATORIO E ALLE ESERCITAZIONI PRATICHE, INDICATI NEL PROGRAMMA DELL’INSEGNAMENTO ED È FINALIZZATA AD ACCERTARE IL LIVELLO DI CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE RAGGIUNTO DALLO STUDENTE, NONCHÉ A VERIFICARE LA CAPACITÀ DI ESPOSIZIONE RICORRENDO ALLA TERMINOLOGIA APPROPRIATA E LA CAPACITÀ DI ORGANIZZAZIONE AUTONOMA DELL'ESPOSIZIONE SUGLI STESSI ARGOMENTI A CONTENUTO TEORICO.

Verifica dell'apprendimento

IL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DELL’INSEGNAMENTO È CERTIFICATO MEDIANTE IL SUPERAMENTO DI UN ESAME CON VALUTAZIONE IN TRENTESIMI. ALL'ESAME SI ACCEDE SOLO DOPO AVER CONSEGNATO LE RELAZIONI DELLE ESPERIENZE DI LABORATORIO. L'ESAME PREVEDE UNA PROVA PRATICA E UNA PROVA ORALE.
LA PROVA PRATICA È PROPEDEUTICA ALLA PROVA ORALE E CONSISTE IN UN TEST DI UTILIZZO DI METODI DI CHIMICA QUANTISTICA RIGUARDANTI ARGOMENTI DEL PROGRAMMA DI INSEGNAMENTO. LA PROVA SI SVOLGE ANTERIORMENTE ALLA PROVA ORALE E SI CONSIDERA SUPERATA CON IL RAGGIUNGIMENTO DEL PUNTEGGIO MINIMO PRESTABILITO. LA PROVA PRATICA HA DI NORMA UNA DURATA NON INFERIORE A 60 MINUTI ED È FINALIZZATA A VERIFICARE LA CAPACITÀ DI APPLICARE CORRETTAMENTE LE CONOSCENZE TEORICHE E LA CAPACITÀ DI COMPRENSIONE DELLE PROBLEMATICHE PROPOSTE.
LA PROVA ORALE CONSISTE IN UN COLLOQUIO CON DOMANDE E DISCUSSIONE SUI CONTENUTI TEORICI E METODOLOGICI, ANCHE INERENTI ALLE PROVE DI LABORATORIO E ALLE ESERCITAZIONI PRATICHE, INDICATI NEL PROGRAMMA DELL’INSEGNAMENTO ED È FINALIZZATA AD ACCERTARE IL LIVELLO DI CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE RAGGIUNTO DALLO STUDENTE, NONCHÉ A VERIFICARE LA CAPACITÀ DI ESPOSIZIONE RICORRENDO ALLA TERMINOLOGIA APPROPRIATA E LA CAPACITÀ DI ORGANIZZAZIONE AUTONOMA DELL'ESPOSIZIONE SUGLI STESSI ARGOMENTI A CONTENUTO TEORICO.

	Testi
	1) P.W. ATKINS, R. S. FRIEDMAN, MECCANICA QUANTISTICA MOLECOLARE 2) MCWEENY, SYMMETRY 3) SZABO OSTLUND, MODERN QUANTUM CHEMISTRY 4) I.N. LEVINE, QUANTUM CHEMISTRY 5) BARROW, INTRODUCTION TO MOLECULAR SPECTROSCOPY

	Altre Informazioni
	DISPONIBILITÀ DELLE DISPENSE DEL CORSO.

BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2021-02-19]

Guglielmo MONACO | MECCANICA QUANTISTICA MOLECOLARE