PRESENTAZIONE

Questo insegnamento completa la preparazione di base della Chimica Fisica, fornendo una descrizione della struttura atomica e molecolare, sulla base della meccanica quantistica, e delle correlate proprietà elettroniche.

"Einstein disse che se la meccanica quantistica è corretta, l'universo è folle. Ebbene, Einstein aveva ragione. L'universo è folle." — Daniel Greenberger
 

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento, in relazione all'acquisizione delle conoscenze relative alle discipline chimico-fisiche, intende fornire gli strumenti base della meccanica quantistica e delle sue applicazioni in ambito chimico (per esempio nella spettroscopia molecolare).
 

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Saranno forniti gli strumenti metodologici e il linguaggio di base della chimica quantistica, che metteranno lo studente in grado di comprendere e reinterpretare, in modo formale, le conoscenze chimiche di base (legame chimico, funzione d'onda, interazione radiazione/materia, ecc...).

Inoltre l'insegnamento si prefigge di sviluppare le abilità e competenze dello studente, mettendolo in grado di elaborare collegamenti tra i concetti acquisiti con le conoscenze chimiche di base, e la capacità di affrontare problemi usando gli strumenti formali della meccanica quantistica.

PREREQUISITI

Per una proficua frequenza è consigliato aver acquisito le nozioni relative agli insegnamenti di: Istituzioni di Matematiche, Fisica Generale con Laboratorio e Chimica Generale.

MODALITA' DIDATTICHE

All'insegnamento corrispondono 48 ore di lezioni frontali, tenute in lingua italiana (si ricorda che è altresì previsto un impegno di studio -effettivo ed efficace- individuale pari a 102 ore).

Le dispense delle lezioni, di norma, sono disponibili sulla pagina di AulaWeb dedicata all’insegnamento contestualmente allo svolgimento in aula dei relativi contenuti.

In questo contesto, a discrezione del docente, test di autoverifica (domande a risposta aperta, multipla o esercizi numerici) e/o materiale ausiliario iterativo o non-iterativo sono caricati sulla pagina di AulaWeb dedicata all’insegnamento, al fine di agevolare lo studio individuale degli studenti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Introduzione alla meccanica quantistica.
• L’equazione di Schrödinger ed i postulati della meccanica quantistica.
• La meccanica quantistica applicata a sistemi semplici.
• I metodi approssimati per la risoluzione dell’equazione di Schrödinger.
• La struttura atomica.
• La struttura molecolare.
• Applicazioni della meccanica quantistica nella spettroscopia molecolare.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

P. W. Atkins, J. De Paula, Chimica Fisica, Zanichelli, Bologna, 2004.

P. W. Atkins, R. Friedman, Molecular Quantum Mechanics, Oxford University Press, 2007.

Opzionali:

James R. Barrante, Applied Mathematics for Physical Chemistry

Donald A. McQuarrie, Mathematics for Physical Chemistry

Ralph E. Christoffersen, Basic principles and techniques of molecular quantum mechanics

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MASSIMO OTTONELLI (Presidente)

MARINA ALLOISIO

MAURIZIO FERRETTI (Presidente Supplente)

CRISTINA ARTINI (Supplente)

MARCELLA PANI (Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Dal 28 settembre 2020 (secondo l'orario riportato su http://www.chimica.unige.it/didattica/orari_CTC  e/o https://corsi.unige.it/8757)

Orari delle lezioni

CHIMICA FISICA 3

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame è orale, ha una durata di almeno 45 minuti ed è condotto da due docenti di ruolo.

Attenzione! In variazione alla prassi normale adottata nel CCS, per questo insegnamento (al fine di una miglior gestione organizzativa dell'esame) l'iscrizione deve essere effettuata 5 giorni lavorativi prima della data di esame.

La prova orale prevede, di norma, quattro domande a verifica dell'acquizione dei concetti inerenti gli argomenti trattati nell'insegnamento, sinotticamente:

a) Aspetti generali della meccanica quantistica e passaggio dalla fisica classica a quella quantistica (corrispondenti ai primi quattro punti del programma).

b) Atomo idrogenoide e/o atomo polielettronico (corrispondente al quinto punto del programma).

c) Molecole (corrispondente al sesto punto del programma).

d) Spettroscopia (corrispondente al settimo punto del programma).

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame orale è volto alla verifica del raggiungimento di un adeguato livello di conoscenza degli argomenti sviluppati/discussi durante lo svolgimento delle lezioni e la capacità di utilizzare la corretta terminologia unita alla coerenza di esposizione dei concetti.

In particolare saranno valutate, attraverso la discussione di argomenti sviluppati nel programma e/o la risoluzione di esercizi: la profondità e coerenza delle conoscenze acquisite sulle metodologie quantochimiche; la capacità di utilizzare tali conoscenze nella descrizione di sistemi atomici e/o molecolari; le abilità nell'utilizzare le conoscenze e competenze acquisite nel descrivere criticamente casi specifici di sistemi chimico-fisici.

La domanda iniziale della prova è relativa alla scelta di un postulato della meccanica quantistica da discutere criticamente (eventualmente in connessione con il passaggio dalla fisica classica a quella quantistica).

Calendario appelli