Università degli Studi di Perugia

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Insegnamento SPETTROSCOPIA NMR

Nome del corso Scienze chimiche
Codice insegnamento 55996106
Curriculum Comune a tutti i curricula
Docente responsabile Cristiano Zuccaccia
Docenti
  • Cristiano Zuccaccia - Didattica Ufficiale
Ore
  • 42 Ore - Didattica Ufficiale - Cristiano Zuccaccia
CFU 6
Regolamento Coorte 2017
Erogato Erogato nel 2018/19
Erogato altro regolamento
Attività Affine/integrativa
Ambito Attività formative affini o integrative
Settore CHIM/03
Tipo insegnamento Opzionale (Optional)
Tipo attività Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento Italiano
Contenuti Principi di base di spettroscopia NMR, spostamento chimico ed accoppiamento scalare, livelli energetici, modello vettoriale, trasformata di Fourier, lo spettrometro FT-NMR, tecniche 1D, spin echo ed esperimenti a più impulsi, operatori prodotto, tecniche 2D, rilassamento, NOE, sequenze COSY, HMQC, HMBC, NOESY, ROESY.
Testi di riferimento Materiale didattico fornito dal docente
Obiettivi formativi La spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) è probabilmente una delle più potenti e versatili tecniche analitiche per la caratterizzazione strutturale e chimico-fisica di u’ ampia gamma di materiali, da piccole molecole organiche, organometalliche, fino a macromolecole e materiali polimerici. L'obiettivo principale dell'insegnamento è quello di fornire allo studente le nozioni base della spettroscopia NMR ed introdurlo, successivamente, all'approfondimento di tecniche più avanzate basate su esperimenti sia mono- che bidimensionali. Le conoscenze acquisite permetteranno allo studente l'analisi critica dei risultati di esperimenti NMR sia semplici che più complessi e la possibilità quindi di progettare, sulla base delle conoscenze acquisite, ulteriori analisi o esperimenti NMR per la risoluzione di problemi riguardanti la struttura molecolare e supramolecolare.
Prerequisiti Conoscenze di base dei fenomeni di interazione tra radiazione elettromagnetica e materia.
Metodi didattici Il corso prevede principalmente lezioni teoriche in classe. Tuttavia, ove possibile, le lezioni teoriche saranno affiancate da esercitazioni sia virtuali sia direttamente allo spettrometro NMR.
Modalità di verifica dell'apprendimento La valutazione finale viene effettuata attraverso un colloquio orale, con lo scopo di verificare le conoscenze acquisite e la capacità dello studente di rielaborare in forma corretta i contenuti proposti durante il corso.

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso - Principi di base di Risonanza Magnetica Nucleare: momento angolare e momento magnetico, livelli energetici, condizione di risonanza, teoria dello spostamento chimico, equivalenza chimica ed equivalenza magnetica.
- Spettri in trasformata di Fourier: il modello vettoriale, la magnetizzazione macroscopica, l'effetto degli impulsi RF, il decadimento di induzione libero, l'intensità del segnale NMR, la trasformata di Fourier e il processamento dei dati.
- Componenti di uno spettrometro NMR in trasformata di Fourier: il magnete, le sonde, i trasmettitori, gli amplificatori, il convertitore analogico/digitale, il sistema di aggancio della frequenza, il sistema di omogeneizzazione del campo.
- Tecniche monodimesionali: la sequenza base 90°-FID, rilassamento longitudinale (T1) e l'inversion recovery, rilassamento trasversale (T2) e spin-echo, ottimizzazione della sensibilità.
- Teoria dell'accoppiamento scalare, disaccoppiamento, sequenze in doppia risonanza, sequenze con impulsi multipli ( SPT, SPI, INEPT, DEPT...)
- La trattazione quantomeccanica per uno spin, il metodo degli operatori prodotto per un spin e per due spin scalarmente accoppiati. Sequenza INEPT con gli operatori prodotto.
- Introduzione alle tecniche bidimensionali: Schema generale di un esperimento 2D: i periodi di preparazione, evoluzione, mescolamento e acquisizione.
- Connessione attraverso i legami: correlazione attraverso singolo legame (spettri COSY, spettri HSQC e HMQC), correlazione attraverso più legami (spettri HMBC).
- Approfondimenti sulla teoria del rilassamento: meccanismi di rilassamento, funzione di correlazione, il rilassamento e le popolazioni dei livelli energetici.
- Connessione attraverso lo spazio: principi dell'accoppiamento dipolare e dell'effetto nucleare Overhauser, esperimenti monodimensionali in stato stazionario, cinetica di crescita del NOE, stima delle distanze internucleari, esperimenti bidimensionali (NOESY e ROESY).
- Esempi e applicazioni.
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