ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| CHIMICA INORGANICA II | CHIM/03 | LEZIONI | 48 |
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Dopo aver seguito il corso, e studiato il programma relativo, lo studente avrà acquisito consapevolezza dei pregi e dei limiti dei vari modelli, criteri e teorie ampiamente utilizzati per interpretare e razionalizzare le caratteristiche, i comportamenti e la reattività degli elementi e dei composti, in particolare in campo inorganico. Lo studente valuterà l’uso di solventi inorganici insoliti adatti allo studio di particolari sistemi. Conoscerà inoltre alcuni aspetti della reattività di composti di coordinazione che mettono in gioco sia semplici sostituzioni che reazioni redox che reazioni che coinvolgono modifiche dei leganti coordinati. Inoltre sarà affrontato un argomento monografico per stimolare la discussione su di un tema complesso.
After having attended the course and studied the relative program, the student will have awareness of the merits as well as of the limits of the various models, theories and criteria developed to explain and rationalize the features, the behaviours and the reactivity of the chemical inorganic species. The student will be able to assess the use of unusual solvents suitable for particular systems. He/she will know some aspects of the coordination compound reactivity involving substitution reactions, redox reactions and coordinated ligand reactions. Moreover, a subject will be treated concerning a theme related to the bioinorganic field to stimulate the discussion about a complex matter.
Nel corso delle lezioni in aula si effettueranno discussioni su quanto presentato dal docente nella lezione precedente e/o del giorno.
In the course of the lessons the teacher will stimulate discussions on the topics treated in the previous lectures.
Al termine del corso lo studente saprà affrontare un tema di chimica inorganica con capacità critiche e propositive sfruttando i criteri, i modelli e le teorie presentate e discusse nel corso.
At the end of the course the student will be able to face a theme of inorganic chemistry with ability to think critically exploiting the criteria, the models and the theories discussed in the course.
Lo studente dovrà essere in grado di discutere correttamente e con la terminologia appropriata il programma del corso ed essere in grado di proporre soluzioni alle domande e ai problemi che vengono proposti dal docente avvalendosi anche dei suggerimenti e della guida del docente.
The student must be able to discuss correctly and with the appropriate terminology the program of the course. Moreover, he must show a good comprehension of the questions or problems and must be able to follow suggestions and/or guidance by the teacher.
Lo studente acquisirà consapevolezza dell’uso di vari modelli/teorie che lo aiutano a razionalizzare i dati sperimentali raccolti in un settore così ampio come la chimica inorganica.
The student will learn the use of models/theories that help to rationalize the so numerous experimental data available in the field of inorganic chemistry.
Durante le lezioni saranno richiesti agli studenti brevi interventi critici o propositivi concernenti gli argomenti trattati.
In the course of the lectures students will be stimulated to actively participate to the discussion.
Lo studente deve aver concluso un corso di laurea triennale di area chimica.
The student must have earned a batchelor’s degree in the chemistry area.
E’ consigliabile per lo studente seguire in parallelo o nell’immediato futuro un corso di laboratorio di chimica inorganica.
Better if the student in parallel or in the immediate future attends a course of inorganic chemistry laboratory.
Consigliato per corsi di metallorganica, di catalisi, di bio-inorganica.
The course is recommended for courses of organometallics, catalysis and bio-inorganic.
Lezioni frontali, con ausilio di lucidi/slides, uso del sito di elearning del corso, interazione diretta tra studente e docente tramite ricevimento e uso della posta elettronica.
Classroom-taught lessons with the use of transparencies and slides and student-teacher contacts via e.mail messages or through tutorial activity.
Introduzione. L’ambiente in cui viviamo: temperatura, pressione, energia (termica, luminosa, chimica, nucleare).
Gli elementi: identità, abbondanza, stabilità. La tabella periodica.
Le forze che fanno aggregare gli atomi. Modelli e teorie: un confronto critico: il legame covalente, il legame ionico, il legame metallico.
Interazioni deboli e forze repulsive.
Le dimensioni delle particelle: i raggi atomici, i raggi covalenti, i raggi ionici, i raggi metallici, i raggi di van der Waals.
Acidi e basi (Brønsted e Lowry, Lux-Flood, definizione basata sul solvente, Lewis, Usanovich). Forza degli acidi e delle basi. Confronto tra ammine, affinità protonica e basicità in acqua. Acidità degli alogenuri di idrogeno in acqua. Acidi e basi hard and soft.
Solventi inorganici non acquosi. Ammoniaca liquida. Acido solforico. Fluoruro di idrogeno, acido triflico e acidi magici. Un cenno ai liquidi ionici.
Reattività in campo inorganico.
Le reazioni dei composti di coordinazione. Labilità e inerzia dei complessi.
Reazioni di sostituzione. Possibili meccanismi. Substrati a NC=4 in geometria quadrata planare (isomerizzazione ed effetto trans nel caso della geometria quadrata-planare. Substrati a NC=6 e geometria ottaedrica: effetto cis, reazioni catalizzate da basi.
Reazioni di trasferimento elettronico: reazioni a sfera interna e a sfera esterna.
Reazioni a stampo. Effetto chelato e effetto macrociclo. Alcuni esempi di reazioni a stampo.
Reazioni di attacco al legante coordinato: esempi di attacco a ossido di carbonio, a olefine e a nitrili coordinati
Reazioni di inserzione. Alcuni esempi
Reazioni di addizione ossidativa e di eliminazione riduttiva. Alcuni esempi.
Alcuni aspetti della chimica del biossido di carbonio.
La molecola CO2, proprietà e comportamento in acqua.
Fotosintesi e ciclo del carbonio. La luce del sole: alcuni bilanci di energia relativi alla fotosintesi.
I complessi metallici del biossido di carbonio.
Le anidrasi carboniche.
Introduction. Our ambient: temperature, pressure, energy (thermic, electromagnetic, chemical, nuclear).
The elements: identity, abundance, stability. The periodic system.
Attractive forces among atoms. Models and theories: comparative consideration about covalent, ionic and metallic bond models.
Weak interactions and repulsive forces.
The particle dimensions: atomic, covalent, ionic, metallic and van der Waals radii. A comparison.
Acids and bases: Brønsted and Lowry, Lux-Flood, Lewis, Usanovich and solvent-based definitions. Strength of acids and bases. Comparison among amines: different trend of the proton affinity versus basic constants in water. Strength of the hydrogen halides in water. Hard and soft acids and bases.
Non-aqueous inorganic solvents. Liquid ammonia. Sulfuric acid. Fluorosulfuric acid. Hydrogen fluoride, triflic acid and magic acids. Notes about room temperature ionic liquids. Examples of studies carried out in some of these solvents.
Reactivity of the coordination compounds. Lability and inertness.
Substitution reactions. Mechanisms. Tetracoordinated square planar complexes. Hexacoordinated octahedral complexes.
Redox reactions. Electron transfer between two metal centers: inter-molecular and intra-molecular electon transfers.
Template reactions Chelate and macrocyclic effect. Examples of template reactions.
Coordinated ligand reactivity. Nucleophilic attack to coordinated carbon monoxide, alkenes, nitriles.
Insertion reactions. Examples of migratory insertion reactions.
Oxidative addition and reductive elimination reactions. Some examples.
Some aspects of the carbon dioxide chemistry.
The CO2, molecule, properties and behaviour in water.
Chlorophyllian oxogenic photosynthesis and the carbon cycle. Sun light and energy balances about natural photosynthesis.
Carbon dioxide metal complexes.
Carbonic anhydrases.
Chemistry of the Elements N. N. Greenwood, A. Earnshaw, second Edition, 1997, reprinted with corrections 1998, reprinted 2008, Elsevier, Amsterdam.
Advanced Inorganic Chemistry F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, sixth edition, 1999, J. Wiley and Sons, New York.
Inorganic Chemistry, Principles of structure and reactivity J. E. Huheey, E. A. Keiter, R. L. Keiter, fourth edition, 1993, Harper Collins College Publishers, New York.
Structural Inorganic Chemistry A.F. Wells, fifth edition, 1984, reprinted with corrections 1986, Clarendon press, Oxford
Inorganic Reaction Mechanisms H. Tobe, J. Burgess, Addison Wesley Longman Limited, Edinburgh Gate, Harlow, 1999.
Zinc in Biology L. M. Berreau in Comprehensive Inorganic Chemistry II, 2nd Ed., J. Reedijk, K.Poppelmeier Eds., 2013 Elsevier, vol. 3, 179-205.
Recommended textbooks:
Chemistry of the Elements N. N. Greenwood, A. Earnshaw, second Edition, 1997, reprinted with corrections 1998, reprinted 2008, Elsevier, Amsterdam.
Advanced Inorganic Chemistry F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, sixth edition, 1999, J. Wiley and Sons, New York.
Inorganic Chemistry, Principles of structure and reactivity J. E. Huheey, E. A. Keiter, R. L. Keiter, fourth edition, 1993, Harper Collins College Publishers, New York.
Structural Inorganic Chemistry A.F. Wells, fifth edition, 1984, reprinted with corrections 1986, Clarendon press, Oxford
Inorganic Reaction Mechanisms H. Tobe, J. Burgess, Addison Wesley Longman Limited, Edinburgh Gate, Harlow, 1999.
Zinc in Biology L. M. Berreau in Comprehensive Inorganic Chemistry II, 2nd Ed., J. Reedijk, K.Poppelmeier Eds., 2013 Elsevier, vol. 3, 179-205.
Non sussistono variazioni per studenti non frequentanti in merito a: programma, modalità d'esame, bibliografia.
No variations.
L’esame si svolge in aula tramite una prova orale, nel corso della quale lo studente discute insieme al docente alcuni problemi relativi ad argomenti del corso, proponendo varie soluzioni in modo critico, con l’ausilio dei modelli e delle teorie sviluppate. La prova orale è superata se lo studente dimostra di aver acquisito una buona conoscenza del programma e la capacità di collegare, anche superando eventuali errori, varie parti del programma tra loro strettamente connesse. La prova non avrà esito positivo se il candidato mostrerà ripetutamente l'incapacità di mettere in relazione parti del programma e nozioni di base che deve aver acquisito per rispondere in modo corretto ad una domanda.
The student will be assessed on the basis of the results of an oral examination concerning the discussion of problems and themes dealing with inorganic chemistry topics treated in the course. The student will pass the examination if he/she shows a good knowledge of the exam schedule and is able to discuss correctly and with the appropriate terminology the proposed problems. Moreover, the assessment will allow for the good comprehension of the proposed questions or problems and will consider also the student ability to follow suggestions or guidance by the teacher.
Non sono previsti.
