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Oggetto:
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RISONANZE MAGNETICHE

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Magnetic Resonance

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
CHI0049
Docenti
Roberto Gobetto (Titolare degli insegnamenti)
Mario Chiesa (Titolare degli insegnamenti)
Anno
1° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
CHIM/03 - chimica generale e inorganica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Orale
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento presenta le nozioni di base delle tecniche di risonanza magnetica nucleare (NMR) ed elettronica (EPR). L'obiettivo  è quello di fornire allo/alla studente/studentessa le nozioni principali per poter interpretare con sicurezza i parametri fondamentali degli spettri NMR e EPR. Nella parte pratica verranno effettuati esperimenti NMR ed EPR e verranno interpretati i relativi spettri.

 

The course provides an introduction to magnetic resonance spectroscopies  explayining the basic principles of nuclear and electron magnetic resonance. Emphasis is given on applications, including problem-solving strategies for spectral interpretation and consequent molecular structure determination.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine dell'insegnamento le studentesse e gli studenti devono dimostrare di conoscere i principi fondamentali e le principali applicazioni della spettroscopia NMR ed EPR.  Saper scegliere gli opportuni esperimenti di risonanza magnetica rispetto alle informazioni strutturali che si intendono acquisire. Saper interpretare gli spettri ed assegnarne la stuttura chimica corrispondente.

 

 At the end of the course, students are expected to master the basic principles and main application of NMR and EPR spectroscopies. The student should also be able to indicate the more appropriate magnetic resonance experiment for acquiring information on specific molecular structures. The students are expectred to understand and assign NMR and EPR spectra and propose the corresponding chemical structure.  They should also be able to make informed statements about the validity of any results.

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Programma

Principi base della risonanza magnetica in trasformata di Fourier I parametri NMR: chemical shift, costanti di accoppiamento, tempi di rilassamento Nuclei della Tavola Periodica e proprietà NMR Sequenze di impulso 1D e 2D Interpretazione di spettri protonici e 13C Principi di NMR stato solido Utilizzo della strumentazione NMR/esercitazioni pratiche.

Concetti fondamentali di spettroscopia EPR in onda continua. Comportamento di un elettrone in un campo magnetico. L’effetto Zeeman. L’Hamiltoniano di spin. Crystal field splitting e accoppiamento spin-orbita. Il fattore g Interazione di un elettrone spaiato con nuclei dotati di spin nucleare. L’interazione iperfine. Contatto di Fermi e interazione dipolare. Il caso S=1/2, I=1/2. Introduzione alle tecniche EPR pulsate e alle spettroscopie iperfini. Interpretazione di spettri EPR di sistemi paramagnetici in soluzione e stato solido. Spettri EPR di metalli di transizione. Magnetismo e reattività chimica di specie radicaliche. Esercitazioni pratiche e teoriche. Introduzione all'uso di Matlab per simulazione di spettri.

 

Basic Concepts of FT NMR, NMR parameters: chemical shift, coupling constant, relaxation time. NMR and the periodic table. 1D and 2D pulse sequences. Interpretation of 1H and 13C spectra. Basic Concepts of solid state NMR. NMR instrumentation Basic concepts of continuous wave EPR spectroscopy. Zeeman effect, Crystal field splitting, spin orbit coupling, spin Hamiltonian. The g factor The hyperfine interaction. Fermi contact and dipolar interaction. The case of S=1/2, I=1/2.  Introduction to pulse EPR and hyperfine techniques. EPR spectra in liquid phase and solid state. EPR spectra of transition metal ions. Magnetic properties and chemical reactivity of open-shell species. Hands on instruments sessions. INtroduction to the use of Matlab for the simulation of EPR spectra

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento è basato su lezioni frontali corredate di slides, esercitazioni in aula e esercitazioni pratiche su strumentazioni NMR ed EPR aventi lo scopo di fornire una guida nella scelta del migliore esperimento atto a risolvere il problema di caratterizzazione strutturale, nella acquisizione e interpretazione degli spettri di risonanza magnetica.

 

The course is based on classical frontal lecture and  workshop learning arrangements. Tutorial examples will be delivered together with practical lab sessions in order to provide the students with practical skills in the set-up and interpretation of magnetic resonance experiments (NMR and EPR)

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame è costituito da una prova orale, che verte su tutto il programma svolto. La prova, verifica il grado di comprensione e padronanza della materia e la capacità di elaborazione personale raggiunte e la capacita' di risolvere problemi pratici.

 

 

The final examination consists of a oral exam aimed at evaluating the degree of understanding of the subject with emphasis on the acquisition of broad concepts and skills that allow knowledge to be applied.

Testi consigliati e bibliografia

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Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile presso i docenti e sul sito del corso.  E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni: Corso NMR di base -; M. Botta, S. Chimichi, M. Fasano, R. Gobetto Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy -; R.K. Harris;

EPR spectroscopy-; M.Chiesa, E. Giamello - EAC Wiley

http://www.easyspin.org/

All material presented during the lectures is available on the web site, along with specific supporting material . The following text  are suggested as further reading:

Corso NMR di base -; M. Botta, S. Chimichi, M. Fasano, R. Gobetto Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy -; R.K. Harris;

EPR spectroscopy-; M.Chiesa, E. Giamello - EAC Wiley

The following web sites are of interest:

http://www.easyspin.org/



Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/03/2024 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2024 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 01/03/2024 09:15
    Location: https://lmchimica.campusnet.unito.it/robots.html
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