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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
CHIMICA INDUSTRIALE
Insegnamento
CHIMICA INORGANICA DEI MATERIALI
SC02119331, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
CHIMICA INDUSTRIALE
SC1170, ordinamento 2015/16, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese INORGANIC CHEMISTRY OF MATERIALS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Scienze Chimiche
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile GAETANO GRANOZZI CHIM/03

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Discipline chimiche CHIM/03 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 6.0 48 102.0

Calendario
Inizio attività didattiche 02/03/2020
Fine attività didattiche 12/06/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2015

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
1 a.a. 2018/19 20/01/2014 30/11/2019 GRANOZZI GAETANO (Presidente)
AGNOLI STEFANO (Membro Effettivo)
RIZZI GIAN-ANDREA (Membro Effettivo)

Syllabus
Prerequisiti: Concetti di base di termodinamica e cinetica chimica
Conoscenze e abilita' da acquisire: Concetti base sui solidi
Cristallochimica descrittiva
Termodinamica delle interfasi
Colloidi
Diffusione nei solidi
Difettualità nei solidi
Trasformazioni nei solidi
Panoramica sui metodi di preparazione dei materiali
Modalita' di esame: Orale (3 domande per un totale di circa mezzora)
Criteri di valutazione: Sarà valutata l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità più sopra descritte.
Contenuti: - Introduzione sugli scopi della scienza dei materiali
- Descrizione dei solidi ideali
La struttura dei cristalli. Il reticolo di traslazione. La cella elementare. Elementi di simmetria. I reticoli di Bravais. I gruppi puntuali. I
gruppi spaziali. Piani e direzioni nei cristalli. Indici di Miller. Reticolo reciproco. Relazioni tra reticolo reciproco e reticolo diretto. Cenni ai
metodi diffrattometrici per la risoluzione strutturale. Equazione di Bragg. Visione di Laue. Sfera di Ewald. Metodi di studio delle polveri
cristalline. Solidi amorfi.
- Cristallochimica descrittiva
Sviluppo delle relazioni tra la struttura elettronica degli elementi, caratteristiche dei legami e struttura cristallina. Strutture riconducibili ad
aggregati compatti di sfere. Visione dei poliedri interconnessi. Classificazione dei solidi sulla base del tipo di legame chimico.
Edifici ionici: energia reticolare, raggi ionici e rapporto interradiale, relazioni con il raggio ionico (suoi limiti). Ciclo di Born-Haber.
Polarizzabilità degli ioni e regole di Fajans. Relazioni qualitative tra le proprietà meccaniche e la struttura. Edifici metallici: metalli e leghe.
Elettroni liberi nei metalli. Legame nei solidi. Tight Binding. Conduttori, semiconduttori e isolanti. Drogaggio. Diodi e giunzioni p-n. Celle fotovoltaiche, LED.
- Descrizione dei solidi reali
Difetti puntuali. Difetti di Schottky e Frenkel. Centri di colore. Difetti estesi lineari e planari. Dislocazioni. Stacking-faults. Solidi non
stechiometrici. Conduzione ionica. Celle a combustibile. Importanza delle superfici. Breve cronologia della Surface Science. Film sottili e
loro importanza. Cenni sulla struttura delle superfici ideali. Ricostruzioni e rilassamenti. Difettualità di superficie e siti di chemisorbimento.
- Trasformazioni e reattività nei solidi
Cenni di termodinamica delle interfasi. Energia superficiale. Colloidi. Interfacce piane e sferiche. Equazione di Thomson Gibbs.
Bagnabilità. Classificazione delle trasformazioni allo stato solido. Trasporto di massa nei processi allo stato solido. Definizione di forza
termodinamica. Leggi di Fick. Esempi di applicazione della II legge di Fick. Diffusione intracristallina e di superficie. Transizioni di fase.
Nucleazione omogenea. Nucleazione eterogenea. Cinetica di crescita. Diagrammi TTT. Sinterizzazione. Preparazione di solidi amorfi.
Reazioni allo stato solido. Controllo topochimico. Classificazione delle reazioni a seconda dell'interfaccia. Reazioni di decomposizione.
Equazione di Avrami-Erofeev. Reazioni all'interfaccia solido-solido: meccanismo di Wagner. Formazione dello spinello. Caso di più
prodotti. Reazioni redox. Metodi di preparazione di cristalli da fuso (Czochralski, Bridgman, zone melting). Metodi di preparazione di
materiali policristallini e polveri. Metodo ceramico. Metodi di preparazione da fase vapore. Metodi di preparazione da fase liquida.
Metodo sol-gel. Precipitazione. Metodi di preparazione di film sottili: metodi fisici e chimici. CVD, VPE, MBE, MO-CVD, sputtering.
Epitassia. Composti di intercalazione e lamellari: grafite, calcogenuri, silicati lamellari ed argille.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni di aula con presentazioni Powerpoint
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Dispense e file delle presentazioni
Testi di riferimento:
  • Shriver and Atkins, Inorganic Chemistry. --: Oxford University Press, 1999. Cerca nel catalogo
  • G. Granozzi, Chimica dello Stato Solido e delle Superfici. --: Cleup, 1999.
  • L. Smart, E. Moore, Solid State Chemistry. An Introduction. --: Chapman& Hall, 1995. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Case study

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Energia pulita e accessibile Industria, innovazione e infrastrutture Consumo e produzione responsabili