Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprensione: Descrizione delle principali interazioni intermolecolari responsabili dell’organizzazione strutturale nei cristalli. Modello dei sintoni supramolecolari. Classificazione ed esemplificazione di motivi strutturali comuni allo stato solido per composti ibridi organici/inorganici. Requisiti stereochimici per la progettazione di composti di coordinazione supramolecolari in forma di aggregati poliedrici, motivi polimerici monodimensionali, bidimensionali, tridimensionali. Utilizzo della Cambridge Structural Database per l’analisi di motivi strutturali in composti cristallini.
Applicazione di conoscenze e capacità di comprensione: Capacità di analizzare ed interpretare la struttura tridimensionale di un cristallo, in termini di geometria, simmetria ed energia. Capacità di utilizzare i databases cristallografici. Capacità di prevedere e progettare le più comuni modalità di assemblaggio tridimensionale.
Utilizzo della diffrazione di raggi X su cristallo singolo.
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica strutturale.
Contenuti dell'insegnamento
Natura delle interazioni tra molecole. Principio dell’impacchettamento compatto nei cristalli molecolari. Simmetria. Principio dell’aufbau di Kitaigorodskii per la razionalizzazione dei motivi strutturali.
• Principali interazioni intermolecolari responsabili dell’organizzazione strutturale nei cristalli: interazioni di natura elettrostatica, legame di idrogeno convenzionale, legame di idrogeno debole, interazioni tra sistemi con carattere p, interazioni metallo-metallo, interazioni tra alogeni, interdigitazione tra anelli aromatici.
• Sintoni supramolecolari.
• Classificazione ed esemplificazione di motivi strutturali comuni allo stato solido per composti ibridi organici/inorganici: reti di composti di coordinazione assemblati tramite legame di idrogeno, reti diamondoidi, eliche inorganiche infinite, polimeri di coordinazione, solidi porosi. Problema dell’interpenetrazione.
• Requisiti stereochimici per la progettazione di composti di coordinazione supramolecolari in forma di aggregati poliedrici, motivi polimerici monodimensionali, bidimensionali, tridimensionali.
. Database cristallografici nel crystal engineering
• Esercitazioni: utilizzo della Cambridge Structural Database per l’analisi di motivi strutturali in composti cristallini. Diffrazione di raggi X su cristallo singolo
Programma esteso
Natura delle interazioni tra molecole. Principio dell’impacchettamento compatto nei cristalli molecolari. Simmetria. Principio dell’aufbau di Kitaigorodskii per la razionalizzazione dei motivi strutturali.
• Principali interazioni intermolecolari responsabili dell’organizzazione strutturale nei cristalli: interazioni di natura elettrostatica, legame di idrogeno convenzionale, legame di idrogeno debole, interazioni tra sistemi con carattere p, interazioni metallo-metallo, interazioni tra alogeni, interdigitazione tra anelli aromatici.
• Sintoni supramolecolari.
• Classificazione ed esemplificazione di motivi strutturali comuni allo stato solido per composti ibridi organici/inorganici: reti di composti di coordinazione assemblati tramite legame di idrogeno, reti diamondoidi, eliche inorganiche infinite, polimeri di coordinazione, solidi porosi. Problema dell’interpenetrazione.
• Requisiti stereochimici per la progettazione di composti di coordinazione supramolecolari in forma di aggregati poliedrici, motivi polimerici monodimensionali, bidimensionali, tridimensionali.
. Database cristallografici nel crystal engineering
• Esercitazioni: utilizzo della Cambridge Structural Database per l’analisi di motivi strutturali in composti cristallini.
Materiali porosi.
Bibliografia
Crystal Engineering: A Textbook, Gautam R. Desiraju, Jagadese J. Vittal, Arunachalam Ramanan, World Scientific Publishing Co Pte Ltd ( 2011)
Metodi didattici
Lezioni frontali per 48 ore, esercitazioni su banche dati.
Modalità verifica apprendimento
Esame orale per la verifica di conoscenze e capacità di comprensione.
Altre informazioni
Materiale didattico scaricabile da web (software per molecular graphics, esempi, applicazioni). Slides del corso a disposizione su web.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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