ID:
508720
Durata (ore):
48
CFU:
6
SSD:
MINERALOGIA
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (23/09/2024 - 17/01/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Obiettivi.
Acquisizione dei concetti e degli strumenti necessari per la descrizione delle sostanze cristalline e quindi per la comprensione della complessità strutturale dei solidi estesi e molecolari. Capacità di analizzare ed interpretare la struttura tridimensionale di un cristallo, in termini di geometria, simmetria ed energia.
Risultati di apprendimento.
• Conoscenza e capacità di comprensione
Comprensione della simmetria dei solidi cristallini e conoscenza di tutti gli elementi di simmetria necessari per classificare e descrivere le strutture cristalline. Conoscenza dei tipi di gruppi spaziali e capacità di lettura delle International Tables for Crystallography. Comprensione dell’influenza della simmetria cristallina sulle proprietà dei materiali. Comprensione e conoscenza dei principi fondamentali della diffrazione X.
• Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Essere in grado di applicare le conoscenze acquisite sulla simmetria seguendo le convenzioni e le notazioni internazionali per descrivere, rappresentare e interpretare le strutture cristalline.
Essere in grado di progettare un esperimento di diffrazione per caratterizzare un materiale cristallino.
Essere in grado di padroneggiare gli strumenti essenziali dell’analisi dei dati di diffrazione.
Essere in grado di interpretare dati cristallografici nelle pubblicazioni scientifiche. Capacità di utilizzare i databases cristallografici. Capacità di utilizzare software per la rappresentazione tridimensionale di strutture cristalline.
• Autonomia di giudizio
Valutare criticamente la qualità di una caratterizzazione strutturale.
• Abilità comunicative
Capacità di esporre i contenuti del corso con linguaggio scientifico appropriato.
• Capacità di apprendere
Capacità di trasferire le conoscenze e approfondire autonomamente i concetti e le applicazioni della cristallografia per lo studio dei materiali cristallini e delle loro proprietà, utilizzando la letteratura scientifica.
Acquisizione dei concetti e degli strumenti necessari per la descrizione delle sostanze cristalline e quindi per la comprensione della complessità strutturale dei solidi estesi e molecolari. Capacità di analizzare ed interpretare la struttura tridimensionale di un cristallo, in termini di geometria, simmetria ed energia.
Risultati di apprendimento.
• Conoscenza e capacità di comprensione
Comprensione della simmetria dei solidi cristallini e conoscenza di tutti gli elementi di simmetria necessari per classificare e descrivere le strutture cristalline. Conoscenza dei tipi di gruppi spaziali e capacità di lettura delle International Tables for Crystallography. Comprensione dell’influenza della simmetria cristallina sulle proprietà dei materiali. Comprensione e conoscenza dei principi fondamentali della diffrazione X.
• Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Essere in grado di applicare le conoscenze acquisite sulla simmetria seguendo le convenzioni e le notazioni internazionali per descrivere, rappresentare e interpretare le strutture cristalline.
Essere in grado di progettare un esperimento di diffrazione per caratterizzare un materiale cristallino.
Essere in grado di padroneggiare gli strumenti essenziali dell’analisi dei dati di diffrazione.
Essere in grado di interpretare dati cristallografici nelle pubblicazioni scientifiche. Capacità di utilizzare i databases cristallografici. Capacità di utilizzare software per la rappresentazione tridimensionale di strutture cristalline.
• Autonomia di giudizio
Valutare criticamente la qualità di una caratterizzazione strutturale.
• Abilità comunicative
Capacità di esporre i contenuti del corso con linguaggio scientifico appropriato.
• Capacità di apprendere
Capacità di trasferire le conoscenze e approfondire autonomamente i concetti e le applicazioni della cristallografia per lo studio dei materiali cristallini e delle loro proprietà, utilizzando la letteratura scientifica.
Prerequisiti
Sono previste conoscenze di base di matematica, fisica e chimica come trattati nei corsi di Chimica del primo anno.
Metodi didattici
Il corso si compone di lezioni frontali, di esercitazioni pratiche guidate mirate all’applicazione dei concetti teorici presentati nonché di lezioni interattive che prevedono l'utilizzo di software e database cristallografici.
Verifica Apprendimento
L’esame consiste di un esame orale. La prova verterà su almeno tre argomenti distinti. Lo studente dovrà dimostrare di aver integrato le conoscenze acquisite nelle sezioni in cui si articola il corso, di essere in grado di discuterne criticamente e di aver così raggiunto gli obiettivi formativi proposti. La valutazione si baserà sul grado di approfondimento e comprensione degli argomenti proposti e terrà conto dell’uso del linguaggio scientifico appropriato.
Testi
Le slide proiettate durante il corso in formato PDF e tutto il materiale impiegato durante le lezioni sono resi disponibili e condivisi tramite KIRO.
In aggiunta al materiale condiviso, lǝ studentǝ può approfondire personalmente gli argomenti trattati facendo riferimento ai seguenti testi.
Per le basi di simmetria:
C. Hammond, The Basics of Crystallography and Diffraction, 4th edition, Oxford University Press, 2015
M. Glazer & G. Burns, Space Groups for Solid State Scientists, Academic Press; 3rd edition
Per i metodi di analisi strutturale di solidi cristallini:
J.P. Glusker & K.N. Trueblood, Crystal Structure Analysis - A Primer, 3rd edition, Oxford Univ. Press, 2010
W. Clegg, editor, Crystal structure analysis: principles and practice, second edition, 2009
Per un approfondimento:
U. Shmueli, Theories and techniques of crystal structure determination, 2nd edition, Oxford University Press, 2009
In aggiunta al materiale condiviso, lǝ studentǝ può approfondire personalmente gli argomenti trattati facendo riferimento ai seguenti testi.
Per le basi di simmetria:
C. Hammond, The Basics of Crystallography and Diffraction, 4th edition, Oxford University Press, 2015
M. Glazer & G. Burns, Space Groups for Solid State Scientists, Academic Press; 3rd edition
Per i metodi di analisi strutturale di solidi cristallini:
J.P. Glusker & K.N. Trueblood, Crystal Structure Analysis - A Primer, 3rd edition, Oxford Univ. Press, 2010
W. Clegg, editor, Crystal structure analysis: principles and practice, second edition, 2009
Per un approfondimento:
U. Shmueli, Theories and techniques of crystal structure determination, 2nd edition, Oxford University Press, 2009
Contenuti
Lo stato cristallino. Operazioni di simmetria cristallografiche. Elementi di simmetria: elementi geometrici e set di elementi. Reticolo cristallino vs. motivo cristallino e struttura cristallina. Direzioni di simmetria in un reticolo. Celle elementari: celle primitive, celle multiple, celle convenzionali in 2D e 3D. Famiglie cristalline. Gruppi di simmetria e tipi di simmetria nello spazio diretto: simmetria dei reticoli; simmetria del contenuto della cella unitaria; simmetria dei pattern cristallografici, simboli di Hermann-Mauguin dei gruppi puntuali. Tipi di gruppi di simmetria puntuali cristallografici attraverso la proiezione stereografica.
Gruppi spaziali e loro descrizione nelle International Tables for Crystallography, Vol. A (ITA). Classificazione dei gruppi spaziali: sistemi reticolari e sistemi cristallini. Simboli di Hermann-Mauguin per i gruppi spaziali. Gruppi spaziali e loro descrizione in ITA. Tabelle sinottiche di piani e gruppi spaziali.
Introduzione alla teoria della diffrazione. Fenomeni di scattering e interferenza di onde. Equazioni di Laue e relazione tra vettori di diffrazione e vettori del reticolo reciproco. Pattern di diffrazione: aspetto geometrico e intensità relative. Fattori di scattering atomici. Il fattore di struttura. Densità scatterers. Legge di Friedel. Il “problema della fase”.
Metodi per la risoluzione di strutture cristalline. Diffrazione come trasformata di Fourier di una funzione densità. Modello strutturale e suo raffinamento. Dispersione anomala e determinazione della configurazione assoluta. Derivazione e presentazione dei risultati. Il Crystallographic Information Framework.
Utilizzo dei database cristallografici. Introduzione ai metodi di cristallizzazione e crescita cristallina.
Gruppi spaziali e loro descrizione nelle International Tables for Crystallography, Vol. A (ITA). Classificazione dei gruppi spaziali: sistemi reticolari e sistemi cristallini. Simboli di Hermann-Mauguin per i gruppi spaziali. Gruppi spaziali e loro descrizione in ITA. Tabelle sinottiche di piani e gruppi spaziali.
Introduzione alla teoria della diffrazione. Fenomeni di scattering e interferenza di onde. Equazioni di Laue e relazione tra vettori di diffrazione e vettori del reticolo reciproco. Pattern di diffrazione: aspetto geometrico e intensità relative. Fattori di scattering atomici. Il fattore di struttura. Densità scatterers. Legge di Friedel. Il “problema della fase”.
Metodi per la risoluzione di strutture cristalline. Diffrazione come trasformata di Fourier di una funzione densità. Modello strutturale e suo raffinamento. Dispersione anomala e determinazione della configurazione assoluta. Derivazione e presentazione dei risultati. Il Crystallographic Information Framework.
Utilizzo dei database cristallografici. Introduzione ai metodi di cristallizzazione e crescita cristallina.
Lingua Insegnamento
Italiano
Altre informazioni
In riferimento alle linee di indirizzo per le modalità didattiche (a.a. 2024/2025), per studenә iscrittә al corso che certificano di trovarsi in una delle condizioni indicate nell’allegato A, verranno concordate fino a 2 ore di ricevimento settimanali, anche online. Il ricevimento dovrà essere concordato via posta elettronica con almeno una settimana di anticipo. Le modalità di esame resteranno invariate.
Corsi
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CHIMICA
Laurea
3 anni
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