Obiettivi formativi
Conoscenze: il corso vuole introdurre lo studente alla conoscenza del processo di formazione e della reattività dei solidi, della loro struttura periodica, del fenomeno della diffrazione che ne consegue e che è alla base della loro caratterizzazione
Capacità di comprensione: viene curata l'acquisizione di un linguaggio formalmente corretto, viene stimolata la capacità di esprimere i contenuti in modo chiaro e lineare, vengono sottolineati i collegamenti tra le diverse parti del corso
Risultati dell'apprendimento: Apprendimento dei concetti di base della chimica dello stato solido nelle sue varie forme. Acquisizione di un linguaggio formalmente corretto, capacità di esprimere i contenuti in modo chiaro e lineare, elaborazione di collegamenti tra le diverse parti del corso
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Lo stato cristallino. Origine della periodicità tridimensionale. Processo di cristallizzazione. Nucleazione e crescita: Materiali amorfi e vetri.
Reticolo di Bravais e reticolo cristallino. Classificazione dei reticoli sulla base della simmetria. Simmetria puntuale. Gruppi puntuali dei reticoli di Bravais: i sistemi cristallografici. Gruppi puntuali dei reticoli cristallini: le 32 classi cristallografiche. Operazioni di simmetria con traslazione. Gruppi spaziali dei reticoli di Bravais e dei reticoli cristallini.
Raggi X. Processo di scattering: Thomson e Compton. Fattore di scattering atomico. Scattering e diffrazione. Legge di Bragg ed equazioni di Laue. Reticolo reciproco. Costruzione di Ewald. Fattore di struttura. Equazione della densità elettronica. Simmetria della figura di diffrazione. Il problema della fase in cristallografia e la sua possibile soluzione.
Aspetti pratici della diffrazione X. Diffrazione di cristallo singolo. Diffrazione di polveri. Banche dati cristallografiche.
Classificazione delle strutture cristalline. Impacchettamento compatto e modello eutattico. Principali tipi di strutture cristalline di composti binari e ternari.
Polimorfismo e transizioni di fase. Classificazione cinetica delle transizioni. Classificazione termodinamica. Transizioni continue e discontinue. Trends cristallografici nelle transizioni di fase in funzione di T e P.
Il concetto di soluzioni solide. Soluzioni solide interstiziali e sostituzionali. Sostituzioni eterovalenti e meccanismi di compensazione di carica.
Reattività dei solidi. Reazioni di stato solido. Principi e meccanismi. Aspetti sperimentali. Sinterizzazione. Materiali ceramici e loro applicazioni
Programma esteso
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Bibliografia
A.R.West
Solid state chemistry and its applications
John Wiley & Sons Ltd., Chichester
Slides delle lezioni scaricabili da rete
Metodi didattici
lezioni
Modalità verifica apprendimento
Le conoscenze acquisite e la capacità di comprensione dei concetti trattati sono verificati attraverso un esame orale
Altre informazioni
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