Obiettivi formativi
Al termine del corso ci si attende che lo studente sia in grado di conoscere, comprendere ed applicare i concetti essenziali della chimica dei composti di coordinazione, in particolare quanto riguarda i metalli del blocco d. Lo studente dovrà: mostrare una buona conoscenza dei numeri di coordinazione più comuni e delle geometrie a questi associate; mostrare di aver compreso le basi quantomeccaniche per descrivere i complessi; comprendere le basi termodinamiche e cinetiche della chimica dei complessi.
Lo studente dovrà sviluppare quelle abilità comunicative, quella capacità di apprendere e fare collegamenti fra i vari argomenti, che gli consentiranno di affrontare la letteratura scientifica relativa alla chimica di coordinazione, anche nei suoi diversi risvolti applicativi.
Prerequisiti
Conoscenze di base della chimica inorganica ed organica
Contenuti dell'insegnamento
Introduzione alla chimica dei composti di coordinazione (complessi). La teoria di Werner (valenza primaria e valenza secondaria in uno ione metallico). Nomenclatura dei composti di coordinazione. Leganti (denticità, modi di coordinazione, leganti ciclici). Numero di coordinazione, geometria di coordinazione. Isomeria e chiralità nei complessi. Teoria hard and soft acids and bases (HSAB).
Il legame nei composti di coordinazione: cenni di teoria del campo cristallino. Cenni di teoria degli orbitali molecolari (modello covalente). Proprietà elettroniche e magnetiche dei complessi. Effetto Jahn-Teller.
Aspetti termodinamici della chimica dei composti di coordinazione. Selettività di un legante per uno ione metallico. Ionofori. Aspetti cinetici della chimica dei composti di coordinazione, reazioni di sostituzione ed effetto trans. Reazioni di ossidoriduzione. Reazioni template.
Alcuni esempi di composti di coordinazione in: bioinorganica, medicina, chimica industriale, scienza dei materiali.
Programma esteso
Introduzione alla chimica dei composti di coordinazione (complessi). La teoria di Werner (valenza primaria e valenza secondaria in uno ione metallico). Nomenclatura dei composti di coordinazione. Leganti (denticità, modi di coordinazione, leganti ciclici). Numero di coordinazione, sfera di coordinazione, geometria di coordinazione di uno ione metallico. Isomeria e chiralità nei complessi. Teoria hard and soft acids and bases (HSAB).
Il legame nei composti di coordinazione: cenni di teoria del campo cristallino (separazione in energia degli orbitali d, campo ottaedrico, tetraedrico e planare quadrato). Energia di stabilizzazione del campo cristallino. Campo forte e campo debole, serie spettrochimica dei leganti, complessi a basso e alto spin. Cenni di teoria degli orbitali molecolari (modello covalente). Proprietà elettroniche e magnetiche dei complessi. Effetto Jahn-Teller.
Aspetti termodinamici della chimica dei composti di coordinazione (costanti di formazione, effetto chelante, effetto macrociclico, serie di Irving-Williams). Selettività di un legante per uno ione metallico. Ionofori. Aspetti cinetici della chimica dei composti di coordinazione, reazioni di sostituzione ed effetto trans.
Reazioni di ossidoriduzione (meccanismo a sfera interna, meccanismo a sfera esterna), dipendenza dei potenziali redox degli ioni metallici dalla coordinazione. Reazioni template.
Alcuni esempi di composti di coordinazione in: bioinorganica, medicina, chimica industriale, scienza dei materiali.
Bibliografia
J.R. Gispert, Coordination Chemistry, Wiley
J.E. Huheey, E.A. Keiter, R.L. Keiter, Chimica Inorganica. Principi, strutture, reattività, Piccin
D.F. Shriver, P.W. Atkins, C.H. Langford, Chimica Inorganica, Zanichelli
F. Basolo, R. Johnson, Chimica dei composti di coordinazione, Zanichelli
Metodi didattici
Lezione frontale in presenza. Qualora l’emergenza sanitaria lo rendesse necessario, le lezioni saranno a distanza in modalità asincrona.
Modalità verifica apprendimento
L’accertamento del raggiungimento della conoscenza e della comprensione dei contenuti del corso avverrà mediante colloquio libero. Qualora l’emergenza sanitaria lo rendesse necessario, l’esame di profitto sarà comunque orale, ma con modalità a distanza.
Altre informazioni
Sono disponibili le slides relative al corso
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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