Anno di corso: 1

Anno di corso: 2

Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 12
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 11
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 30
Tipo: Altro

CHIMICA DI COORDINAZIONE E METALLORGANICA

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2018/2019
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2018/2019
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
8
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
64
Prerequisiti: 

Teorie del legame chimico, teoria degli orbitali molecolari, Conoscenze di Chimica degli elementi del gruppo p, nozioni di spettroscopia molecolare (UV, IR, NMR)

Moduli

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Esame orale + report finale sulle esperienze in laboratorio

Su richiesta, è possibile suddividere la verifica in due colloqui orali con i due docenti del corso.

I colloqui servono a verificare l'acquisione delle informazioni fondamentali fornite nelle lezioni, la proprietà di linguaggio, la capacità di integrare informazioni teoriche con dati sperimentali.

Il giudizio finale è espresso in 30simi, ove 30 significa piena padronanza dell'argomento e 18 significa mera sufficienza

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Conoscere proprietà, strutture, configurazione elettronica, reattività, spetroscopia ed applicazioni dei complessi di coordinazione dei metalli di transizione

Interpretare correttamente le formule dei complessi di coordinazione, in termini di geometria, tipologia di legante, tipologia di legame.

Prevedere la reattività dei composti di coordinazione.

Acquisire manualità sulle principali tecniche di sintesi, isolamento e purificazione dei composti inorganici.

Saper preparare i campioni per le diverse tecniche spettroscopiche, e ricavarne le informazioni strutturali pertinenti

Contenuti

Il corso elenca le caratteristiche dei complessi inorganici e metallorganici dei metalli di transizione, classificati per geometria, per atomo donatore dei leganti (H, N, P, O, S, Alogeno) e per configurazione elettronica del centro metallico. Si descrivono le caratteristiche chimiche e strutturali dei complessi metallorganici, specificando la natura dell’interazione metallo-carbonio e la sua particolare reattività. Si descrivono le principali applicazioni in catalisi e nella sintesi organica.

Il corso prevede anche alcune esperienze in laboratorio, volte a verificare sperimentalmente i concetti illustrati a lezione

Programma esteso

Introduzione – Richiamo della teoria del campo cristallino in complessi ottaedrici, tetraedrici e quadrato planari - Teoria del Campo dei leganti – La serie spettrochimica – Donazione σ e π, retrodonazione σ* e π*

Conteggio elettronico e configurazione dn dello ione metallico - Spettri UV-vis e magnetismo nei complessi. La regola dei 18 elettroni. Modello ionico e modello ad atomi neutri.

Descrittiva –Classificazione dei complessi secondo numeri di coordinazione e geometria. Classificazione dei leganti secondo l’atomo donatore. Descrittiva dei complessi secondo la configurazione dn dello ione metallico.

L’isomeria nei complessi – Isomeria conformazionale, geometrica, ottica, di legame, di spin.

Reazioni nei complessi – Parametri di attivazione

a) sostituzioni complessi inerti e labili. Meccanismo associativo, dissociativo, di interscambio. Sostituzioni associative nei complessi quadrato-planari: effetto del solvente, del legante entrante (nucleofilicità), uscente, in trans. Sostituzioni dissociative e di interscambio nei complessi ottaedrici. Correlazioni lineari di energia libera. Sostituzioni catalizzate ed indotte.

b) reazioni redox Meccanismo a sfera esterna, la legge di Marcus. Meccanismo a sfera interna, effetto del legante a ponte. Attacco adiacente e attacco remoto. Complessi di intervalenza.

c) reazioni di isomerizzazione isomerizzazioni tetraedro-quadrato planare; isomerizzazioni geometriche, racemizzazioni. Isomerizzazioni di legame.

Complessi organometallici. Cenni storici.

a) Complessi carbonilici – Il legame metallo-CO. Carbonili a ponte e terminali Sintesi dei complessi carbonilici. Reazioni dei CO: sostituzioni, attacco nucleofilo, elettrofilo, migrazioni.

b) Complessi alchilici – Sintesi dei complessi alchilici. Reazioni degli alchili: b eliminazione.

c) Complessi idrurici – Sintesi dei complessi idrurici. Metodi di caratterizzazione spettroscopica. Reazioni degli idruri. Idruri non-classici, legami agostici

d) Analoghi del CO: isonitrili, diazoto, nitrosile, fosfine sostituite

e) Complessi degli alcheni, degli alchini e dei polieni

f) Complessi allilici e dei leganti carbociclici

g) Carbeni e carbini

Reazioni dei complessi organometallici: sostituzioni dei CO, eliminazione, migrazione, somma ossidativa, eliminazione riduttiva, isomerizzazioni, flussionalità.

Cicli in catalitisi omogenea: idrogenazione, idroformilazione, carbonilazione degli alcool, metatesi.

Le esperienze riguardano sintesi e caratterizzazione chimico fisica di complessi inorganici dei metalli di transizione. In particolare:
- Sintesi e determinazione della suscettività magnetica di complessi tetracoordinati di Ni(II)
- Sintesi di complessi pentaamminici di cobalto, isomeria di legame e verifica della serie spettrochimica
- Sintesi di un complesso polimetallico di Cu(I) fotoluminescente
- Sintesi di un complesso racemico di Ni(II), risoluzione ottica e verifica del potere ottico rotatorio

Bibliografia consigliata

Testi consigliati:

Atkins Overton - Chimica Inorganica - Zanichelli

Huheey - Chimica Inorganica - Piccin

Girolami, Rauchfuss Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry University science Book

Testi di consultazione:

Ribas - coordination chemistry - Wiley

Elschenbroich Organometallics - Wiley

Rankin - Structural Methods in Molecular Inorganic Chemistry - Wiley

Power point delle immagini mostrate a lezione, divise per argomenti, depositate sul sito elearning.

Monografie e articoli scientifici per la consultazione (principalmente applicazioni spettroscopiche alle molecole inorganiche)

Le ricette di laboratorio sono corredate da riferimenti bibliografici

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni in aula e esperienze a gruppi nel laboratorio di sintesi

Contatti/Altre informazioni

Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre