Scienza Dei Materiali

Al termine dell’insegnamento lo studente/la studentessa sarà in grado di:

• Possedere solide conoscenze matematiche e informatiche per la modellizzazione e l’analisi quantitativa di sistemi e materiali
• Applicare strumenti matematici e informatici alla risoluzione di problemi quantitativi in ambito chimico-fisico e dei materiali
• Analizzare criticamente dati teorici e sperimentali, valutandone coerenza e affidabilità
• Presentare dati e risultati mediante strumenti informatici e linguaggi tecnico-scientifici appropriati
• Approfondire in autonomia tematiche matematiche avanzate;
• Reperire, comprendere e utilizzare fonti scientifiche e tecniche qualificate

Aritmetica finita.
metodi iterativi Per
equazioni non lineari.
Sistemi lineari
Approssimazione di dati e funzioni.
Introduzione al linguaggio Matlab

La verifica dell’apprendimento consiste in una prova orale e in una prova pratica. La prova orale è finalizzata ad accertare la comprensione della precisione finita e dei metodi numerici presentati nel corso e l’uso di un linguaggio tecnico-scientifico appropriato.
La prova pratica consiste nella risoluzione numerica in ambiente matlab di uno dei problemi matematici affrontati nel corso, ed è finalizza ad accertare la conoscenza del linguaggio MATLAB e la capacità analizzare criticamente i risultati ottenuti. La valutazione finale è espressa in trentesimi
e tiene conto di correttezza, completezza, capacità di collegamento, autonomia di giudizio e chiarezza espositiva.

M.G.Gasparo, R. Morandi:
Elementi di Calcolo Numerico:metodi e algoritmi
McGraw-Hill editore, 2008
G. Naldi, L. Pareschi, G. Russo, "Introduzione al calcolo Scientifico, metodi e applicazioni con Matlab", McGraw-Hill, 2001.

È un corso di base che vuole fornire conoscenze approfondite sugli equilibri acido-base, redox, complessazione e di precipitazione, utili per le analisi chimiche. Lo studente acquisisce competenze sui fondamenti delle tematiche analitiche e sull'impiego delle titolazioni volumetriche nelle analisi. Lo studente acquisisce capacità di inquadrare correttamente le problematiche di analisi e di utilizzare le tecniche di titolazione con cognizione di causa.
cc3-Conoscenza e comprensione delle tecniche di base per l'analisi qualitativa e quantitativa in chimica organica e inorganica
ca2-Saper risolvere problemi di interesse chimico
ca3-Saper utilizzare correttamente metodi di indagine sperimentale di base
ca5-capacità di formulare un problema analitico e di proporre idee e soluzioni
ag1 - Essere in grado di giudicare l’attendibilita’ dei dati scientifici derivati dall'osservazione e dalla misurazione in laboratorio
ag2-Giudicare in autonomia la programmazione e le modalità di conduzione di un esperimento e valutarne criticamente i risultati
ac1-capacità di comunicare oralmente e per iscritto informazioni idee problemi e soluzioni di tipo scientifico
ac3-capacità di interagire con altre persone e di condurre attività in collaborazione
ap1-capacità di intraprendere studi futuri con un sufficiente grado di autonomia e di continuare la propria formazione professionale.

Il corso ha come primo intento quello di fornire agli studenti le conoscenze di base dei principi metodologici applicati in chimica analitica non strumentale, con particolare riferimenti agli equilibri in soluzione e alle titolazioni volumetriche per via colorimetrica.
cc3-Conoscenza e comprensione delle tecniche di base per l'analisi qualitativa e quantitativa in chimica organica e inorganica
ca2-Saper risolvere problemi di interesse chimico
ca3-Saper utilizzare correttamente metodi di indagine sperimentale di base
ca5-capacità di formulare un problema analitico e di proporre idee e soluzioni
ag1 - Essere in grado di giudicare l’attendibilita’ dei dati scientifici derivati dall'osservazione e dalla misurazione in laboratorio
ag2-Giudicare in autonomia la programmazione e le modalità di conduzione di un esperimento e valutarne criticamente i risultati
ac1-capacità di comunicare oralmente e per iscritto informazioni idee problemi e soluzioni di tipo scientifico
ac3-capacità di interagire con altre persone e di condurre attività in collaborazione
ap1-capacità di intraprendere studi futuri con un sufficiente grado di autonomia e di continuare la propria formazione professionale.

Introduzione e regole di frequentazione del corso. Sicurezza e norme di comportamento in laboratorio. Attrezzature di laboratorio e loro utilizzo. Analisi chimica quantitativa: errori, precisione, accuratezza, propagazione. Equilibri chimici. Principi di cromatografia su colonna e TLC. Metodi gravimetrici di analisi: gravimetria e titolazione per precipitazione. Titolazioni volumetriche (acido-base, complessometriche, per precipitazione, redox). Analisi chimica strumentale utilizzando le principali tecniche (AA, Emissione atomica, ICP, Spettrofotometria molecolare).

Introduzione e regole di frequentazione del corso. Sicurezza e norme di comportamento in laboratorio. Attrezzature di laboratorio e loro utilizzo. Analisi chimica quantitativa: errori, precisione, accuratezza, propagazione. Principi di cromatografia su colonna e TLC. Metodi gravimetrici di analisi: gravimetria e titolazione per precipitazione. Titolazioni volumetriche (acido-base, complessometriche, per precipitazione, redox).

La verifica dell’apprendimento consiste in una prova orale o scritta, a discrezione del docente, finalizzata ad accertare la comprensione dei principi teorici e l’acquisizione delle competenze operative di base di Chimica Analitica e laboratorio. La valutazione tiene conto anche della partecipazione attiva, della correttezza e completezza delle relazioni sperimentali, della capacità di interpretazione dei dati e dell’autonomia operativa dimostrata durante le esperienze.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

ISBN: 978-88-3623-068-6
Il Laboratorio di Chimica Analitica
Autori: M. Grotti, F. Ardini
Editore: EdiSeS
ISBN: 978-88-7959-865-1
Fondamenti di Chimica Analitica di Skoog e West
Autori: F. J. Holler, S. R. Crouch - Editore: EdiSeS

1. ISBN: 978-88-3623-068-6
Title: Il Laboratorio di Chimica Analitica
Authors: M. Grotti, F. Ardini
Editor: EdiSeS
2. ISBN: 978-88-7959-865-1
Title: Fondamenti di Chimica Analitica di Skoog e West
Authors: F. J. Holler, S. R. Crouch - Editor: EdiSeS

Il corso introduce i concetti e i metodi fondamentali della termodinamica classica e della cinetica chimica, evidenziandone il ruolo nella comprensione del comportamento e delle trasformazioni dei materiali. Attraverso esempi di interesse chimico, fisico e tecnologico, gli studenti impareranno a interpretare fenomeni quali stabilità delle fasi, transizioni di fase, solubilità, miscelazione, separazione di fase, equilibri chimici e velocità di reazione.
Saranno trattati i principi della termodinamica, i diagrammi di fase delle sostanze pure, le proprietà dei sistemi a più componenti, le soluzioni diluite e polimeriche, le proprietà colligative, la costante di equilibrio e la descrizione macroscopica della cinetica chimica e dei meccanismi di reazione. Particolare attenzione sarà rivolta al legame tra concetti teorici e applicazioni nella Scienza dei Materiali, ad esempio nella sintesi, trasformazione, stabilità, degradazione e progettazione di materiali.
Al termine del corso, lo studente/la studentessa sarà in grado di applicare i concetti di termodinamica e cinetica a problemi di interesse chimico-fisico, con particolare riferimento ai materiali e alle loro proprietà. Più in dettaglio, al termine dell’insegnamento lo studente/la studentessa sarà in grado di:

• comprendere i fondamenti chimico-fisici relativi a struttura, composizione, reattività e trasformazioni dei materiali;
• applicare strumenti matematici e informatici alla risoluzione di problemi quantitativi in ambito chimico-fisico e dei materiali;
• utilizzare conoscenze chimiche e fisiche per interpretare proprietà e comportamenti dei materiali in relazione alla loro struttura;
• analizzare criticamente dati teorici e sperimentali, valutandone coerenza e affidabilità;
• valutare le relazioni tra struttura, proprietà e processi di produzione dei materiali.
• presentare dati e risultati mediante strumenti informatici e linguaggi tecnico-scientifici appropriati;
• approfondire in autonomia tematiche matematiche, chimiche e fisiche avanzate;
• reperire, comprendere e utilizzare fonti scientifiche e tecniche qualificate

1) Introduzione alla termodinamica.
2) Transizioni di fase e loro ordine.
3) Diagrammi di fase delle sostanze pure.
4) Proprietà termodinamiche dei sistemi a più componenti.
5) Soluzioni diluite (liquido/liquido, liquido/solido) e proprietà colligative.
6) Soluzioni polimeriche.
7) Costante di equilibrio
8) Descrizione macroscopica della cinetica chimica; meccanismo di reazione.

La verifica dell'apprendimento consiste in accertamenti intermedi scritti e in un esame finale (scritto e orale), con lo scopo di verificare la comprensione dei fondamenti chimico-fisici e la capacità di applicare strumenti matematici e informatici alla risoluzione di problemi quantitativi in ambito chimico-fisico e dei materiali.
Verranno valutati il rigore e la chiarezza dell'esposizione, la capacità di inquadrare i vari argomenti nei rispettivi contesti e di collegarli tra loro.
Saranno pertanto verificate le conoscenze e competenze acquisite.
Lo studente deve saper discutere gli argomenti trattati durante l'insegnamento.
Per le date degli esami consultare la pagina: https://studenti.unifi.it/ListaAppelliOfferta.do
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

• P. W. Atkins, J. dePaula, J. Keeler, Atkins' Physical Chemistry, 12th Edition. Oxford: OUP, 2022. (V Ed, Zanichelli, 2012)
• D. A. McQuarrie, J. D. Simon, Physical Chemistry: A Molecular Approach. (University Science Books, 1997)
  Dispense del docente sugli argomenti del corso su piattaforma MOODLE.

L'obiettivo principale è acquisire le conoscenze sulla struttura della materia (dalla struttura dell’ atomo al legame chimico, dalle interazioni intermolecolari agli stati di aggregazione) e della sua trasformazione, attraverso reazioni chimiche.
Lo studente acquisirà conoscenze di base di chimica, del metodo scientifico e dei relativi modelli interpretativi tramite esempi significativi ed applicazioni quantitative delle leggi naturali.
Competenze acquisite:
Sviluppare le abilita’ di base per arrivare alla comprensione della struttura della materia e della leggi chimiche che ne regolano la sua trasformazione.
Capacità acquisite al termine del corso:
Capacita’ di apprendere i concetti basilari della chimica tramite una scelta ampia ed appropriata di esempi e calcoli stechiometrici.

Acquisire le conoscenze e apprendere le metodologie necessarie in un laboratorio di chimica

Il corso fornisce le conoscenze di base della chimica generale ed inorganica. Esso è dedicato alla conoscenza delle proprietà, composizione e struttura della materia, degli equilibri chimici, equilibri eterogenei, termodinamica e cinetica chimica ed elettrochimica. Inoltre tale corso affronta lo studio delle proprietà degli elementi e dei composti. Vengono introdotte le principali proprietà dei composti inorganici e affrontate alcune applicazioni alla scienza dei materiali della chimica.

Norme di sicurezza nel laboratorio chimico; Complementi di chimica degli elementi; Manipolazione di sostanze chimiche e tecniche di laboratorio; Esercitazioni pratiche in laboratorio

Esame scritto e orale solo dopo il conseguimento della sufficienza all'esame scritto (minimo sette appelli annuali)
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Esame integrato con Chimica Generale e Inorganica. Esame scritto e orale solo dopo il conseguimento della sufficienza all'esame scritto (minimo sette appelli annuali)
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Si suggerisce uno dei seguenti libri di testo:
a) Bertini, Mani, Luchinat, Ravera: Chimica Generale (editrice Ambrosiana) qualunque edizione.
b) Petrucci, Herring, Madura: Chimica generale. Principi ed applicazioni moderne (Piccin)
c) A. Credi, A. Del Zotto, A. Gasparotto, F. Marchetti, D. Zuccaccia Viaggio nella Chimica
(Edises)
d) N. J. Tro: Chimica: un approccio Molecolare (Edises)
e) Burdge & Overby: Chimica generale (Edra – Masson)
Ed uno dei seguenti testi per la preparazione alla stechiometria:
f) Bertini, Mani (Luchinat, Ravera): Stechiometria (editrice Ambrosiana) qualunque edizione,
g) Breschi e Massagli: Stechiometria (ETS)

https://chem.libretexts.org/Ancillary_Materials/Demos_Techniques_and_Experiments

1) Conoscenza e capacità di comprensione delle leggi della fisica di base; 2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione ai diversi modelli fisici presentati a lezione; 3) Autonomia di giudizio nell´analizzare un sistema fisico, le grandezze fisiche in gioco; 4) Abilità comunicative nello sintetizzare e comunicare i risultati di degli esercizi svolti 5) Capacità di apprendimento nello connettere le conoscenze e competenze acquisite nello studio teorico con quello pratico e di laboratorio
SSD: FIS/01; PHYS-01/A
1 - Conoscenza e Comprensione
Area di apprendimento: Fisica di base

• cc2: comprensione delle basi teoriche e sperimentali della fisica classica e moderna
• cc3: familiarità con il metodo scientifico di indagine e con la sua applicazione
  2 - Capacità di Applicare Conoscenza e Comprensione
  Area di apprendimento: Fisica di base
• ca1: risolvere problemi applicando le principali leggi della fisica e le conoscenze matematiche per descrivere sistemi fisici reali
• ca3: analizzare i dati usando strumenti statistici appropriati
  3 - Autonomia di Giudizio
• ag1: lavorare in modo individuale ed in gruppo e partecipare attivamente alla formulazione delle ipotesi di lavoro e alla loro programmazione e realizzazione
• ag3: progettare diversi approcci alla soluzione di un problema e valutare autonomamente la procedura migliore
  4 - Capacità di Comunicazione
• ac1: redigere relazioni riguardanti i risultati di uno studio di fisica
• ac2: registrare le procedure e le operazioni eseguite al fine di permettere ad altri di ripetere o controllare i risultati prodotti
• ac4: usare correttamente il linguaggio tecnico
  5 - Capacità di Apprendimento
• ap2: formazione permanente

Il corso intende introdurre lo studente alla valutazione quantitativa delle misure di grandezze fisiche, comprensiva dell'analisi dell'errore ad esse associato. Gli studenti dovranno inoltre realizzare semplici esperimenti di meccanica e termodinamica misurando le caratteristiche specifiche di alcune osservabili, discutendo i risultati ottenuti in brevi relazioni scritte.

Introduzione
Il metodo scientifico, le grandezze fisiche e la loro misura.
Meccanica:
Cinematica del punto materiale in 1 dimensione.
Cinematica del punto materiale in 2 dimensioni.
Dinamica. Leggi del moto di Newton.
Lavoro ed energia.
Quantità di moto.
Cenni sugli urti.
Meccanica dei corpi estesi.
Momento angolare e sua conservazione.
Meccanica dei fluidi:
Le fasi della materia.
Galleggiamento e Principio di Archimede.

Misura di una grandezza fisica: errori sistematici e casuali. Funzione densità di probabilità Teorema del limite centrale e distribuzione Gaussiana. Combinazione di errori sistematici e casuali. Metodo del minimo chi-quadro.

Esame scritto ed orale con votazione inferiore a 20 o superiore a 26.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Esame orale e relazioni sulle esperienze di laboratorio svolte durante il corso.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Mazzoldi, Nigro, Voci, Fisica - Volume I - Meccanica e Termodinamica
D.C. Giancoli, Fisica, Casa editrice Ambrosiana
Volume unico, consigliato per indirizzo biomedico e farmaceutico
Gianbattista, Fisica Generale, Editore: McGraw-Hill.
Volume unico, consigliato per Scienze e Medicina. Più sintetico rispettoo a Giancoli
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fondamenti di Fisica – volume unico, Casa Editrice Ambrosiana. Volume unico per corsi universitari.
R. A. Serway, J. W. Jewett, Principi di fisica, Editore: EdiSES.
Volume unico, consigliato per indirizzo biomedico e farmaceutico.
A.Borsa e A.Lascialfari, Principi di Fisica per indirizzo biomedico e farmaceutico, edizioni EdiSES. Volume unico per indirizzo biomedico e farmaceutico

J. R. Taylor, Introduzione all'analisi degli errori, Zanichelli, Bologna 1986
G. Cowan, Statistical Data Analysis, Oxford Science Publications, 1998

Il corso fornisce gli strumenti matematici fondamentali necessari per affrontare gli insegnamenti di base e caratterizzanti del Corso di Laurea in Chimica. Al termine del corso lo studente acquisisce familiarità con il linguaggio e il metodo della matematica e sviluppa la capacità di utilizzare gli strumenti dell'algebra lineare e dell'analisi matematica per descrivere, interpretare e risolvere semplici problemi quantitativi. Particolare attenzione è dedicata alla comprensione del concetto di funzione, allo studio di funzioni di una variabile reale mediante limiti, derivate e integrali e all'utilizzo degli strumenti fondamentali dell'algebra lineare per la risoluzione di sistemi lineari e lo studio di trasformazioni lineari. Il corso fornisce inoltre le basi matematiche necessarie per la comprensione dei modelli e dei metodi quantitativi impiegati negli insegnamenti di Fisica e Chimica.

Numeri naturali, razionali, reali e complessi. Elementi di algebra lineare. Successioni numeriche. Funzioni reali di variabile reale: limiti, calcolo differenziale e calcolo integrale.

L'apprendimento è verificato mediante una prova scritta e una prova orale.

1. M. Bramanti, C.D. Pagani, S. Salsa, "Matematica. Calcolo infinitesimale e algebra lineare", Zanichelli. 2. E. Schlesinger "Algebra lineare e geometria", Zanichelli.
Appunti, dispense ed esercizi resi disponibili dal docente durante il corso.

Il corso si propone di fornire conoscenze di base dei risultati principali relativi
alle equazioni differenziali ordinarie, ai massimi e minimi di funzioni di due o più variabili, alle curve nel piano e nello spazio, al calcolo integrale in dimensione 2 e 3.
Ogni argomento trattato sarà completato con esempi ed esercizi, per permettere l’acquisizione di un corretto metodo deduttivo.
Con riferimento ai Descrittori di Dublino:
(cc1): Al termine dell'insegnamento, ci si attende che gli studenti/le studentesse siano in grado di risolvere alcune classi di equazioni differenziali ordinarie, trovare gli estremi relativi e assoluti di funzioni di più variabili reali, di calcolare la lunghezza di curve e alcuni integrali curvilinei, calcolare integrali doppi, aree e volumi.
(ca1) e (ca5): Al termine dell'insegnamento, ci si attende che gli studenti/le studentesse siano in grado di svolgere correttamente esercizi, anche teorici, relativi agli argomenti proposti e potranno trattare, ad esempio, alcuni problemi di equazioni differenziali ordinarie, di ottimizzazione per funzioni di più variabili e di calcolo integrale in dimensione 2 o 3 con appropriati strumenti analitici.
(ac2): Al termine dell'insegnamento, ci si attende che gli studenti/le studentesse siano in grado di comunicare problemi, idee e soluzioni, riguardanti l'Analisi Matematica applicata a funzioni di più variabili reali
(ap1): Al termine dell'insegnamento, ci si attende che gli studenti/le studentesse siano in grado di approfondire sviluppi ulteriori della teoria presentata durante il corso, e di proseguire in autonomia l'attività di studio dell'Analisi Matematica.

Equazioni differenziali ordinarie; curve nel piano e nello spazio; funzioni di più variabili: calcolo differenziale, ottimizzazione, integrali doppi. Integrali curvilinei. Se possibile: Formule di Gauss-Green nel piano

L'esame consiste in una prova scritta di circa 2 ore e mezzo, con la soluzione di esercizi inerenti argomenti trattati nel corso, e in una discussione orale su tali argomenti.
Verranno valutati il rigore e la chiarezza dell'esposizione, la capacità di inquadrare i vari argomenti nei rispettivi contesti e di collegarli tra loro.
Saranno pertanto verificate le conoscenze (cc) e competenze acquisite (ca).
Lo studente deve saper discutere gli argomenti trattati durante l'insegnamento (ag, ac e ap).
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

1. M. Bramanti - C. D. Pagani - S. Salsa, Matematica, Zanichelli 2024
2. S. Salsa - A. Squellati, Esercizi di Analisi matematica Volume 2, Zanichelli 2011

L’obbiettivo dell'insegnamento consiste nell’introduzione ai fondamenti della catalisi e della cinetica chimica con particolare attenzione allo sviluppo di materiali/catalizzatori per processi industriali, applicazioni ambientali ed energetiche con prestazioni adeguate ai criteri dello sviluppo sostenibile. Saranno esaminati alcuni tra gli esempi più significativi ed esplicativi di catalisi (omogenea ed eterogenea) con una particolare attenzione rivolta alle proprietà funzionali e morfologiche tanto dei “catalizzatori” quanto dei materiali risultanti dal processo di catalisi. Saranno infine esaminati gli aspetti innovativi nel campo della catalisi sostenibile con particolare riferimento alla sostituzione di elementi critici (Critical Raw Materials) nella produzione di catalizzatori altamente performanti. L’esperienza di laboratorio consisterà nella preparazione e nell’uso di un catalizzatore eterogeneo dello stato dell’arte e nella identificazione cromatografica, gas-cromatografica e/o spettroscopica del o dei prodotti finali.
Con riferimento al sistema di descrittori dei titoli di studio adottato in sede europea (descrittori di Dublino), i risultati di apprendimento attesi per gli studenti del CdS in termini di conoscenza e comprensione (cc) sono i seguenti:
cc2: Comprendere i fondamenti chimici relativi alla struttura, composizione, reattività e trasformazione dei materiali
I risultati di apprendimento attesi per gli studenti del CdS in termini di capacità di applicare conoscenza e comprensione (ca) sono i seguenti:
ca2: Utilizzare conoscenze chimiche e fisiche per interpretare proprietà e comportamenti dei materiali in relazione alla loro struttura; ca3: Progettare ed eseguire attività sperimentali, analizzando dati con adeguata valutazione delle incertezze.
L'autonomia di giudizio (ag) in termini di risultati attesi per gli studenti del CdS è:
ag1: Analizzare criticamente dati teorici e sperimentali, valutandone coerenza e affidabilità; ag2: Valutare le relazioni tra struttura, proprietà e processi di produzione dei materiali; ag4: Operare in autonomia e responsabilità, anche in contesti interdisciplinari e in attività di laboratorio svolte in sicurezza.
Le capacità comunicative (ac) attese per gli studenti del Cds sono:
ac1: Redigere relazioni tecnico-scientifiche relative ad attività teoriche e sperimentali; ac2: Presentare dati e risultati mediante strumenti informatici e linguaggi tecnico-scientifici appropriati.
Infine, le capacità di apprendimento (ap) sono:
ap1: Approfondire in autonomia tematiche matematiche, chimiche e fisiche avanzate; ap2: Reperire, comprendere e utilizzare fonti scientifiche e tecniche qualificate; ap3: Aggiornare le proprie competenze in relazione all’evoluzione scientifica, tecnologica e applicativa dei materiali.

Introduzione ai fondamenti della catalisi e della cinetica chimica con particolare attenzione allo sviluppo di materiali/catalizzatori per processi industriali, applicazioni ambientali ed energetiche con prestazioni adeguate ai criteri dello sviluppo sostenibile.

L'esame orale prevede domande e discussioni incentrate sulla sostenibilità dei processi chimici industriali, nonché sulla descrizione di processi produttivi. Lo studente è inoltre tenuto a presentare una relazione scritta relativa alle esperienze condotte in laboratorio. Tra gli elementi di valutazione rientrano, a titolo esemplificativo, la capacità di sintesi e l'uso di una terminologia scientifica corretta.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Lo svolgimento del corso prenderà spunto dalla letteratura più recente e didatticamente più utile all'apprendimento dei concetti fondamentali della catalisi omogenea ed eterogenea trattati nelle 40 ore di insegnamento frontale. I testi o la letteratura a cui gli studenti potranno riferirsi per consolidare e/o approfondire la loro conoscenza dell'argomento saranno comunicati durante le singole lezioni e citati nel materiale didattico fornito loro dal docente.

Scopo del corso è quello di fornire conoscenze di base di chimica quantistica e di spettroscopia vibrazionale ed elettronica. In particolare, l'obiettivo è quello di approfondire la conoscenza della natura del legame chimico sulla base dei principi fondamentali della meccanica quantistica e dei principi e leggi che stanno alla base delle tecniche spettroscopiche studiate nel modulo dell'attivita' integrata di laboratorio.
Con riferimento al sistema di descrittori dei titoli di studio adottato in sede europea (descrittori di Dublino), i risultati di apprendimento attesi in termini di conoscenza e comprensione (cc) sono i seguenti:
cc2: Comprendere i fondamenti chimici relativi alla struttura, composizione, reattività e trasformazione dei materiali.
I risultati di apprendimento attesi in termini di capacità di applicare conoscenza e comprensione (ca) sono i seguenti:
ca2: Utilizzare conoscenze chimiche e fisiche per interpretare proprietà e comportamenti dei materiali in relazione alla loro struttura.
L'autonomia di giudizio (ag) in termini di risultati attesi è:
ag1: Analizzare criticamente dati teorici e sperimentali, valutandone coerenza e affidabilità;
ag4: Operare in autonomia e responsabilità, anche in contesti interdisciplinari e in attività di laboratorio svolte in sicurezza.
Le capacità comunicative (ac) attese sono:
ac1: Redigere relazioni tecnico-scientifiche relative ad attività teoriche e sperimentali;
ac2: Presentare dati e risultati mediante strumenti informatici e linguaggi tecnico-scientifici appropriati.
Infine, le capacità di apprendimento (ap) sono:
ap1: Approfondire in autonomia tematiche matematiche, chimiche e fisiche avanzate;
ap2: Reperire, comprendere e utilizzare fonti scientifiche e tecniche qualificate;
ap4: Proseguire gli studi in ambiti specialistici o magistrali con adeguata autonomia metodologica.

Al termine dell’insegnamento lo studente/la studentessa sarà in grado di:

• Conoscere principi, metodologie e tecniche sperimentali per la caratterizzazione e l’analisi dei materiali, incluse le applicazioni interdisciplinari, con particolare riferimenti ai metodi di indagine basati su spettroscopia ottica.
• Comprendere i fondamenti chimici relativi alla interazione radiazione-materia e l’influenza di struttura, composizione, reattività e trasformazione dei materiali rispetto a questi processi.
• Utilizzare conoscenze chimiche e fisiche per interpretare proprietà e comportamenti dei materiali in relazione alla loro struttura con particolare riferimento alla loro interazione con la luce.
• Progettare ed eseguire attività sperimentali di spettroscopia ottica di base, analizzando dati con adeguata valutazione delle incertezze.
• Analizzare criticamente dati teorici e sperimentali, valutandone coerenza e affidabilità;
• Operare in autonomia e responsabilità, anche in contesti interdisciplinari e in attività di laboratorio svolte in sicurezza.
• Redigere relazioni tecnico-scientifiche relative ad attività teoriche e sperimentali; - Presentare dati e risultati mediante strumenti informatici e linguaggi tecnico-scientifici appropriati
• Approfondire in autonomia tematiche matematiche, chimiche e fisiche avanzate;
• Reperire, comprendere e utilizzare fonti scientifiche e tecniche qualificate
  Conoscenze di base della spettroscopia ottica, vibrazionale ed elettronica, alla luce dei modelli quantomeccanici illustrati nel corso teorico collegato. Conoscenza dei principali metodi sperimentali. Correlazione struttura molecolare - proprietà spettroscopiche (cenni).

Funzione d’onda. Equazione di Schrödinger. Autofunzioni e autovalori. Postulati della meccanica quantistica. Metodo variazionale. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Spin elettronico. Atomi polielettronici. Determinante di Slater. Molecola ione H. Teoria dell’orbitale molecolare. Molecola idrogeno. Metodo del legame di valenza. Molecole biatomiche. Simmetria nelle molecole. Metodo di Hückel.

Metodi sperimentali per lo studio dell'interazione radiazione materia nelle spettroscopie ottiche. Probabilità di transizione e forma di riga. Probabilità di transizione e regole di selezione. anarmonicità. Spettroscopia IR e Raman. Stati elettronici e transizioni elettroniche in sistemi molecolari. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Regole di selezione e transizioni proibite. Spettro UV del benzene. Principali cromofori molecolari. Dinamica degli stati elettronici eccitati. Fluorescenza e cenni di fotofisica molecolare.

L'esame e' in forma orale. Lo studente sarà inizialmente invitato ad esporre un argomento di propria scelta. Su tale argomento dovrà dimostrare di possedere una conoscenza approfondita, non solo degli aspetti generali del problema, ma anche di quelli strettamente matematici, come, ad esempio, le dimostrazioni dei teoremi pertinenti. Successivamente, la commissione verificherà la preparazione sul programma completo del corso, estendendo la discussione ad argomenti non direttamente collegati a quello inizialmente scelto. Eventuali approfondimenti personali su temi non trattati a lezione saranno valutati positivamente ai fini del giudizio finale.
Saranno pertanto verificate le conoscenze (cc) e competenze acquisite (ca). Lo studente deve saper discutere gli argomenti trattati durante l'insegnamento (ag, ac e ap).
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Discussione su casi studio proposti in relazione agli argomenti affrontati nel corso. Potrà essere concordata la redazione di una relazione scritta come base di discussione.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

• QUANTUM CHEMISTRY (quinta edizione) Ira N. Levine Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey 07458 * MECCANICA QUANTISTICA MOLECOLARE (prima edizione italiana) Peter W. Atkins, Roland S. Friedman Zanichelli Editore, 2000 * CHIMICA FISICA Peter W. Atkins, Zanichelli Editore
• MECCANICA QUANTISTICA MOLECOLARE (prima edizione italiana) Peter W. Atkins, Roland S. Friedman Zanichelli Editore, 2000 * MODERN SPECTROSCOPY Hollas, Wiley Editore

Obiettivi formativi OBIETT_FORM 15000 Sì Acquisizione e comprensione dei concetti fondamentali della chimica organica, in particolare le proprietà dei composti organici e i fattori che regolano e determinano la reattività dei composti organici. Acquisizione e comprensione dei concetti di base per l’uso delle molecole organiche per la funzionalizzazione di (nano)materiali. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente deve essere in grado di applicare i concetti acquisiti alla risoluzione di semplici problemi relativi alla reattività dei composti organici e alle tecniche per la preparazione, purificazione e caratterizzazione di molecole organiche. Gli studenti acquisiranno esperienza nella manipolazione di un (nano)materiale modello. Acquisition and understanding of the basic concepts of organic chemistry, particularly the properties of organic compounds and the factors that regulate and determine the reactivity of organic compounds. Acquisition and understanding of basic concepts for the use of organic molecules for the functionalization of (nano)materials. Ability to apply knowledge and understanding: the student should be able to apply the acquired concepts to solving simple problems related to the reactivity of organic compounds and techniques for the preparation, purification and characterization of organic molecules. Students will gain experience in the manipulation of a model (nano)material.

Legame chimico e concetto di orbitale molecolare, nomenclatura, struttura e reattività dei gruppi funzionali, e delle principali classi di composti organici, analisi conformazionale e stereochimica. Struttura e proprietà delle principali classi di composti di interesse biologico (amminoacidi, peptidi, zuccheri, grassi). Accenni su concetti di NMR. Metodologie di funzionalizzazione di (nano)materiali.

L'esame si compone di uno scritto obbligatorio e di un orale (facoltativo) volti a verificare la capacità di assegnare il nome ad un composto organico, analizzarlo dal punto di vista conformazionale e stereochimico e valutarne le proprietà e la reattività. L'esame è anche volto a valutare le conoscenze dello studente sulle molecole di interesse biologico (amminoacidi, zuccheri, grassi ed acidi nucleici) utili per la funzionalizzazione dei (nano)materiali e sull’uso della tecnica di spettroscopia NMR. L'esame scritto ha una durata di 60 minuti ed è costituito da 6 domande aperte relative ai vari argomenti trattati durante il corso. Gli studenti che superano l'esame scritto saranno ammessi all'orale, facoltativo, in cui saranno ulteriormente approfonditi gli argomenti di esame per una migliore valutazione delle conoscenze e della capacità di applicare le stesse da parte dello studente. Per l’accesso all’esame è obbligatoria la consegna di una relazione sull’attività di laboratorio. La valutazione finale terrà conto sia della prova scritta che della relazione di laboratorio.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Introduzione alla Chimica Oragnica di Brown-Poon
Elementi di Chimica Organica di Paula Bruice
Chimica Organica Essenziale di Bruno Botta
Identificazione Spettrometrica dei composti Organici. Robert Silverstein

Al termine dell’insegnamento lo studente/la studentessa sarà in grado di: comprendere i principi fondamentali della meccanica quantistica, della fisica atomica, della meccanica statistica e della fisica dello stato solido alla base della fisica della materia; applicare strumenti matematici e modelli fisici allo studio di sistemi atomici, dell’interazione radiazione-materia, di sistemi statistici classici e quantistici e di solidi cristallini; analizzare criticamente approssimazioni, limiti di validità e collegamenti tra modelli microscopici e proprietà macroscopiche della materia; esporre risultati, dimostrazioni e collegamenti concettuali usando un linguaggio fisico-matematico appropriato; utilizzare appunti, testi specialistici e risorse qualificate per approfondire in autonomia temi di fisica della materia, anche in relazione a tecnologie quantistiche, nanotecnologie e studi successivi.

Il corso introduce i fondamenti della fisica della materia: fisica atomica quantistica e relativistica, interazione radiazione-materia e cenni di QED; meccanica statistica classica e quantistica; struttura cristallina, elettroni nei solidi e bande di energia. I contenuti collegano modelli microscopici, metodi matematici e proprietà fisiche della materia.

La verifica dell’apprendimento consiste in un esame orale volto ad accertare la comprensione dei fondamenti teorici del corso, la capacità di utilizzare il formalismo matematico in contesti fisici specifici, la capacità di collegare argomenti diversi e di discutere criticamente approssimazioni e limiti dei modelli. La prova riguarda i principali argomenti del corso: fisica atomica, interazione radiazione-materia, elementi di QED e spettroscopia, meccanica statistica classica e quantistica, e introduzione alla fisica dello stato solido. La valutazione tiene conto di correttezza concettuale, completezza, capacità di applicazione, autonomia di giudizio, chiarezza espositiva e uso appropriato del linguaggio scientifico. Il voto finale è espresso in trentesimi secondo la tabella docimologica riportata.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Appunti del corso forniti dai docenti tramite la pagina Moodle.
Testi consigliati:
B.H. Bransden, C.J. Joachain, Physics of Atoms and Molecules, Pearson, 2003;
I.V. Hertel, C.-P. Schulz, Atoms, Molecules and Optical Physics 1: Atoms and Spectroscopy, Springer, 2015;
N. Manini, Introduction to the Physics of Matter, Springer, 2014;
R.K. Pathria, Statistical Mechanics.
Per richiami di fisica quantistica: corsi MIT 8.04, 8.05, 8.06 di Barton Zwiebach, disponibili on-line su MIT OpenCourseWare, con relative dispense;
in alternativa B. Zwiebach, Mastering Quantum Mechanics, MIT Press.

Conoscenza delle fondamentali proprietà strutturali e dinamiche dei liquidi complessi e soft matter. Comprensione di modelli teorici fondamentali per l’interpretazione di fenomeni statici e dinamici nella materia condensata.

Nel corso si introducono le principali caratteristiche della “materia condensata soffice”: Liquidi e miscele di liquidi, cristalli liquidi, polimeri, gel, colloidi e fasi vetrose. L’esistenza delle meso-fasi e delle fasi fuori-equilibrio è introdotta tramite semplici modelli termodinamici e di meccanica statistica. Alcuni fenomeni verranno illustrati tramite semplici dimostrazioni pratiche.

Esame orale articolato in due parti. Nella prima, lo studente esporrà con un breve "seminario" uno degli argomenti trattati nel corso, a sua scelta. Nella seconda verranno poste domande in generale sui concetti illustrati durante il corso. Questa modalità di esame consente di valutare sia la preparazione generale di base, sia la capacità acquisita di elaborazione critica e di approfondimento degli argomenti.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

R.A.L. Jones, Soft Condensed Matter, Oxford University Press 2002.
J.L. Barrat and J.P. Hansen
Basic concepts for simple and complex liquids, Cambridge University Press 2003

Lo scopo di questo insegnamento è trasmettere le conoscenze fondamentali delle leggi che regolano i fenomeni elettrici e magnetici statici, stazionari e variabili nel tempo. Il corso è anche quindi una introduzione alle proprietà elettromagnetiche dei materiali, fornendo le capacità per affrontare, impostare e risolvere problemi di elettromagnetismo.
Al termine dell’insegnamento lo
studente/la studentessa sarà in grado di:
Conoscenza e comprensione

• Utilizzare conoscenze chimiche e fisiche per interpretare proprietà e comportamenti dei materiali in relazione alla loro struttura (ca2);
• Progettare ed eseguire attività sperimentali, analizzando dati con adeguata valutazione delle incertezze (ca3).
  Capacità di Applicare Conoscenza e Comprensione
• Analizzare criticamente dati teorici e sperimentali, valutandone coerenza e affidabilità (ag1); Operare in autonomia e responsabilità, anche in contesti interdisciplinari e in attività di laboratorio svolte in sicurezza (ag4:).
  Autonomia di Giudizio
• Analizzare criticamente dati teorici e sperimentali, valutandone coerenza e affidabilità (ag1);
• Operare in autonomia e responsabilità, anche in contesti interdisciplinari e in attività di laboratorio svolte in sicurezza (ag4).
  Capacità di Comunicazione
• Redigere relazioni tecnico-scientifiche relative ad attività teoriche e sperimentali ( ac1);
• Presentare dati e risultati mediante strumenti informatici e linguaggi tecnico-scientifici appropriati (ac2).
  Capacità di Apprendimento
• Approfondire in autonomia tematiche matematiche, chimiche e fisiche avanzate (ap1);
• Reperire, comprendere e utilizzare fonti scientifiche e tecniche qualificate (ap2);
• Proseguire gli studi in ambiti specialistici o magistrali con adeguata autonomia metodologica (ap4).

Acquisizione delle basi tecniche e strumentali per la realizzazione di semplici esperienze di sperimentale. Acquisizione delle capacità di base per il trattamento di dati e la stesura scritta di brevi relazioni tecniche sull'attività svolta in laboratorio.

Legge di Coulomb. Campo elettrico. Legge di Gauss. Potenziale elettrostatico. Conduttori e condensatori. Dielettrici. Circuiti RC. Campo magnetico. forza di Lorentz. Formule di Laplace. Legge di Ampère. Energia magnetostatica. Materiali magnetici. Legge di Faraday. Auto e mutua induzione. Circuiti RL. Equazioni di Maxwell complete. Onde elettromagnetiche. Dipolo elettrico oscillante. Leggi dell'ottica geometrica. Specchi, diottri, lenti sottili e aberrazioni.

Corrente elettrica stazionaria e semplici circuiti a costanti concentrate. Legge di Ohm. Legge dei punti coniugati per le lenti sottili. Indice di rifrazione di un mezzo.
..... Inserire .............

Esame scritto consistente nella risoluzione di alcuni esercizi, e esame orale relativo alla teoria dell'elettromagnetismo.
Nella prova orale, lo studente/studentessa dovrà utilizzare un linguaggio appropriato dimostrando come le assunzioni di partenza determinano i risultati finali. Domande più specifiche potrebbero essere poste durante l'esposizione degli argomenti per meglio determinare il livello di comprensione da parte dello studente.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Preparazione di semplici relazioni sull'attività svolta in laboratorio, con breve discussione orale sui risultati ottenuti.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Mazzoldi, Nigro, Voci - Elementi di fisica, Elettromagnetismo e Onde.
Ed. Edises

Identificazione delle simmetrie dei cristalli propedeutica alla descrizione cristallochimica dei minerali e dei materiali cristallni. Familiarità con le proprietà fisiche e strutturali dei minerali e più dei materiali cristallini e loro relazione. Conoscenza delle principali fasi mineralogiche. Capacità di consultare e comprendere senza particolari difficoltà la maggior parte della letteratura mineralogica di base.
CA2: Utilizzare conoscenze chimiche e fisiche per interpretare proprietà e comportamenti dei materiali in relazione alla loro struttura; al termine del corso, lo studente
sarà in grado di interpretare le relazioni tra struttura, composizione e proprietà dei
minerali, identificare specie mineralogiche
mediante osservazioni macroscopiche, e diffrattometriche e
discutere criticamente dati cristallografici.

Contenuti della mineralogia di base finalizzati allo studio della struttura e delle proprietà dei minerali in relazione alle applicazioni nel campo della scienza dei materiali.

Esame orale finale: lo studente sarà tenuto a rispondere ad alcune domande relative agli argomenti principali trattati nel corso.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Klein, C. (2004). MINERALOGIA (edizione italiana) Zanichelli
Trattato di mineralogia (Vol. 1). di Guido Carobbi, Terza edizione, USES.
Materiale didattico fornito dalla docente.

Il corso ha lo scopo fornire agli studenti le capacità decisionali nella scelta delle tecniche di superficie più appropriate per lo studio di superfici modificate di interesse tecnologico e industriale.
cc2: Comprendere i fondamenti chimici relativi alla struttura, composizione, reattività e trasformazione dei materiali
ca4: Applicare competenze multidisciplinari alla selezione, utilizzo e sviluppo di materiali per specifiche applicazioni
ag2: Valutare le relazioni tra struttura, proprietà e processi di produzione dei materiali.
ag3: Confrontare soluzioni alternative nella scelta o progettazione di materiali per diverse applicazioni
ac3: Comunicare efficacemente con interlocutori specialisti e non specialisti in contesti multidisciplinari e interdisciplinari
ac4: Utilizzare la lingua inglese, scritta e orale (almeno livello B2), in ambito scientifico e professionale
ap2: Reperire, comprendere e utilizzare fonti scientifiche e tecniche qualificate
ap3: Aggiornare le proprie competenze in relazione all’evoluzione scientifica, tecnologica e applicativa dei materiali

Nel corso verranno valutati metodi fisici ed elettrochimici per la preparazione e modifica delle superfici a scopo tecnologico e industriale. Seguirà un approfondimento delle tecnihce di analisi della superfici con metodi microscopici e spettroscopici.

Colloquio orale sulle conoscenze acquisite nel corso, con analisi e argomentazione di casi critici.
cc2: Comprendere i fondamenti chimici relativi alla struttura, composizione, reattività e trasformazione dei materiali
ca4: Applicare competenze multidisciplinari alla selezione, utilizzo e sviluppo di materiali per specifiche applicazioni
ag2: Valutare le relazioni tra struttura, proprietà e processi di produzione dei materiali.
ag3: Confrontare soluzioni alternative nella scelta o progettazione di materiali per diverse applicazioni
ac3: Comunicare efficacemente con interlocutori specialisti e non specialisti in contesti multidisciplinari e interdisciplinari
ac4: Utilizzare la lingua inglese, scritta e orale (almeno livello B2), in ambito scientifico e professionale
ap2: Reperire, comprendere e utilizzare fonti scientifiche e tecniche qualificate
ap3: Aggiornare le proprie competenze in relazione all’evoluzione scientifica, tecnologica e applicativa dei materiali
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Donald M. Mattox, "Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing", 2010, 10.1016/C2009-0-18800-1. John O’M. Bockris, Amulya K. N. Reddy, "Modern Electrochemistry", 1970, 10.1007/978-1-4613-4560-2. Burkhard Beckhoff, habil. Birgit Kanngießer, Norbert Langhoff, Reiner Wedell, Helmut Wolff, "Handbook of Practical X-Ray Fluorescence Analysis", 2006, 10.1007/978-3-540-36722-2. Joseph I. Goldstein, Dale E. Newbury, Joseph R. Michael, Nicholas W.M. Ritchie, John Henry J. Scott, David C. Joy, "Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis", 2017, 10.1007/978-1-4939-6676-9. Bert Voigtländer, "Atomic Force Microscopy", 2019, 10.1007/978-3-030-13654-3

Il corso mira a fornire conoscenze fondamentali sulla struttura, sintesi, caratterizzazione e proprietà delle macromolecole, con particolare attenzione alle principali classi di polimeri di interesse industriale. In particolare, il corso si prefigge i seguenti obiettivi:
Conoscenza e capacità di comprensione – al termine dell’insegnamento lo studente dovrà conoscere i fondamenti chimici relativi alla struttura, composizione e reattività dei principali materiali polimerici. Saranno inoltre discussi i problemi inerenti la sostenibilità e il riciclo di tali materiali
Capacità di applicare conoscenza e comprensione – lo studente sarà in grado di analizzare criticamente le proprietà fisiche e chimiche di polimeri selezionati in relazione alla struttura molecolare.
Autonomia di giudizio - Lo studente sarà in grado valutare le relazioni tra struttura, proprietà e processi di produzione dei polimeri. Lo studente sarà in grado di selezionare le reazioni di sintesi più opportune per materiali polimerici specifici nonché di valutare le possibili strategie di riciclo meccanico e chimico in relazione alla struttura molecolare.
Capacità di comunicazione – al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di esporre, in modo organico e con rigore tecnico-scientifico, le proprietà e i processi produttivi dei principali polimeri di interesse industriale. Lo studente dovrà redigere una relazione tecnico-scientifica relativa alle attività di laboratorio proposte.
Capacità di apprendimento - Capacità di approfondire in modo indipendente tematiche professionali e tecnico-scientifiche, con particolare riferimento alle proprietà, alla sintesi e alla sostenibilità di materiali polimerici.

Concetti generali sulla chimica dei polimeri: classi di monomeri, architettura e stereochimica. Pesi molecolari. Solubilità e determinazione dei pesi molecolari. Transizione vetrosa e cristallinità. Polimeri termoplastici, termoindurenti ed elastomeri. Proprietà e uso di polimeri di interesse industriale. Meccanismi di sintesi. Sintesi di copolimeri. Sostenibilità e riciclo dei materiali polimerici. Attività di laboratorio sulla sintesi e caratterizzazione di polimeri.

Esame orale: domande teoriche sulla struttura di materiali polimerici e loro proprietà chimico-fisiche, reazioni di polimerizzazione e principali tecniche di caratterizzazione di polimeri. La valutazione terrà conto anche di una breve relazione scritta sull’attività di laboratorio, nonché del corretto utilizzo del linguaggio tecnico appropriato per la descrizione della chimica delle macromolecole e della sua importanza nella scienza dei materiali.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

• Fondamenti di struttura, proprietà e tecnologia dei polimeri; E. Pedemonte Ed. Nuova Cultura (testi AIM) - Sintesi di Polimeri; E. Princi, Ed. Nuova Cultura (testi AIM) - Tecniche di Caratterizzazione dei Polimeri a cura di S. Vicini, E. Princi – (2013) – Edizioni Nuova Cultura - Materiale fornito dal docente.