Insegnamento SPETTROSCOPIA NMR
| Nome del corso di laurea | Scienze chimiche |
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| Codice insegnamento | 55996106 |
| Curriculum | Chimica inorganica |
| Docente responsabile | Cristiano Zuccaccia |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2016 |
| Erogato | Erogato nel 2017/18 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | CHIM/03 |
| Anno | 2 |
| Periodo | Primo Semestre |
| 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 un 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. |