FOTOCHIMICA E FOTOFISICA DEI COMPOSTI DI COORDINAZIONE ED APPLICAZIONI
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2018/2019
- Docente
- MIRCO NATALI
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- CHIM/03
Obiettivi formativi
- Il corso si propone di fornire allo studente conoscenze approfondite sulle proprietà fotofisiche e fotochimiche dei composti di coordinazione e sulle applicazioni che tali composti possono avere in diversi settori quali la conversione dell’energia solare, lo sviluppo di dispositivi luminescenti (LED), la sensoristica, lo sviluppo di dispositivi e macchine molecolari, la creazione di memorie ottiche e magnetiche, la diagnosi e la terapia, etc. Al termine del corso lo studente sarà in grado di prevedere, data una opportuna combinazione di metalli di transizione e rispettivi leganti, il possibile comportamento fotochimico e quindi formulare delle ipotesi sulle sue potenziali applicazioni pratiche. Lo studente sarà altresì in grado di interpretare dati sperimentali di tipo spettroscopico inerenti la caratterizzazione fotochimica di composti di coordinazione.
Prerequisiti
- Fondamenti di chimica inorganica e fotochimica.
Contenuti del corso
- Il corso consiste in 36 ore di lezione frontale riguardanti gli argomenti di seguito riportati.
Teoria dei gruppi, simmetria molecolare e gruppi di simmetria puntuale. Teoria del campo dei leganti e teoria degli orbitali molecolari per la descrizione dei complessi di coordinazione nelle principali geometrie. Transizioni d-d. Diagrammi di correlazione, diagrammi di Orgel e di Tanabe-Sugano. Transizioni elettroniche a trasferimento di carica. Principali transizioni elettroniche nei complessi di coordinazione e relative caratteristiche spettrali in assorbimento. Stati eccitati a più bassa energia nei complessi di coordinazione. Caratteristiche spettrali in emissione.
Analisi sistematica di complessi di coordinazione di rilevanza a livello fotochimico.
Complessi polipiridinici di rutenio(II) e relative proprietà. Chemiluminescenza ed elettrochemiluminescenza. Complessi di rutenio(II) con leganti policiclici aromatici estesi, proprietà fotofisiche e fotoreattività con il DNA. Complessi polipiridinici di osmio(II) e relative proprietà. Complessi di iridio(III), complessi ciclometallati, applicazioni nel campo dei dispositivi luminescenti. Complessi di renio(I) e relative proprietà. Fenomeno dell’aumento dell’emissione indotta dall’aggregazione.
Complessi di platino(II) e relative proprietà fotofisiche. Interazioni platino-platino.
Complessi di coordinazione che coinvolgono metalli della prima serie di transizione. Complessi polipiridinici di ferro(II) e loro proprietà, spin-crossover, fotosensibilizzatori di ferro. Complessi polipiridinici di cromo(III) e loro proprietà. Complessi polipiridinici di rame(I) e loro proprietà. Applicazione nei dispositivi luminescenti.
Complessi di coordinazione di lantanidi, proprietà di luminescenza e loro applicazione.
Composti macrociclici come leganti, metallo porfirine, porfirine regolari e irregolari, proprietà fotochimiche e loro applicazione. Metodi didattici
- Il corso consiste in 36 ore di lezione frontale sui contenuti sopra riportati durante le quali vengono impiegate diapositive esplicative.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- Lo scopo dell’esame riguarda la verifica da parte del docente delle conoscenze e abilità acquisite dallo studente come sopra riportato. L’esame consiste in una prova orale caratterizzata da 3 domande. Lo studente potrà iniziare la discussione da un argomento di sua scelta. L’esame si considera superato se lo studente ha risposto in maniera esaustiva ad almeno 2 delle 3 domande.
Testi di riferimento
- Le presentazioni utilizzate dal docente in aula sono a completa disposizione dello studente. Approfondimenti sugli argomenti trattati possono essere trovati nei seguenti testi:
“La teoria dei gruppi in chimica”, F. A. Cotton, Tamburini editore.
“Chimica Inorganica: Principi, Strutture e Reattività”, J. E. Huheey, E. A. Keiter, R. L. Keiter, Piccin editore.
“Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds”, Top. Curr. Chem., vol. 280-281, Springer 2007.
"Photochemistry and Photophysics, Concepts, Research, Applications", V. Balzani, P. Ceroni, A. Juris, Wiley-VCH, Verlag 2014.
"Photochemistry of Polypyridine and Porphyrin Complexes", K. Kalyanasundaram, Academic Press 1992.
