Obiettivi Formativi
Lo scopo del corso è quello di introdurre gli studenti ai metodi fisici usati per la determinazione della struttura delle sostanze chimiche organiche. Vengono illustrati i principi e le applicazioni della spettroscopia ottica, della risonanza magnetica, della difrattometria a raggi X e della chimica computazionale.
Programma
Fondamenti delle tecniche spettroscopiche: radiazione elettromagnetica, frequenza, lunghezza d'onda, energia, livelli energetici atomici e molecolari.
Spettroscopia nell'infrarosso: spettri di rotazione e di vibro-rotazione di molecole piccole, spettri di molecole organiche, correlazione struttura-spettro.
Spettroscopia elettronica nell'ultravioletto e visibile: spettri di assorbimento di molecole organiche, legge di Lambert-Beer, cromofori.
Spettroscopia NMR: spin dell'elettrone e del nucleo, esperimento di risonanza magnetica, spostamento chimico, interazione scalare spin-spin, rilassamento nucleare, doppia risonanza, disaccoppiamento di spin, effetto Overhauser nucleare.
Spettroscopia 13C NMR, esperimento INEPT e DEPT.
Spettroscopia NMR bidimensionale: esperimenti di correlazione omonucleare (COSY, TOCSY, NOESY) ed eteronucleare (HMQC e HMBC) e applicazione a biomolecole.
Spettroscopia ESR: il valore g, la struttura iperfine, tecnica spin-label e applicazione a sistemi biologici.
Spettrometria di massa: la misura delle massa molecolare relativa, analisi degli spettri di massa di molecole organiche, lo ione molecolare, meccanismi di frammentazione.
Diffrattometria a raggi X: diffrattometria di polveri e del cristallo, legge di Bragg, cristallografia, applicazione alle macromolecole biologiche.
Cenni di chimica computazionale: metodi quanto meccanici, meccanica molecolare, dinamica molecolare, modellistica di macromolecole biologiche.