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RISONANZE MAGNETICHE

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Magnetic Resonance

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Anno accademico 2019/2020

Codice attività didattica
CHI0049
Docenti
Prof. Roberto Gobetto (Titolare del corso)
Prof. Mario Chiesa (Titolare del corso)
Anno
1° anno
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
CHIM/03 - chimica generale e inorganica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Il corso presenta le nozioni di base delle tecniche di risonanza magnetica nucleare (NMR) ed elettronica (EPR). Obiettivo del corso è quello di fornire allo studente 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 del corso lo studente deve dimostrare di conoscere i principi fondamentali e le principali applicazioni della spettroscopia NMR ed EPR.  Deve saper scegliere gli opportuni esperimenti di risonanza magnetica rispetto alle informazioni strutturali che intende acquisire. Deve 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. Interazione forte e debole . Interpretazione di spettri EPR di sistemi paramagnetici in soluzione e stato solido. Spettri EPR di metalli di transizione. Esercitazioni pratiche e teoriche

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.  EPR spectra in liquid phase and solid state. EPR spectra of transition metal ions. Hands on instruments sessions.

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Modalità di insegnamento

Il corso è basato su lezioni frontali corredate di slides, esercitazioni in aula e esercitazioni pratiche su strumentazioni NMR ed EPR aventi lo scopo di mettere in grado lo studente di orientarsi 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 dallo studente 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.

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Testi consigliati e bibliografia

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

Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse: www.quantum-physics.polytechnique.fr/

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:

www.quantum-physics.polytechnique.fr/

http://www.easyspin.org/

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Ultimo aggiornamento: 19/07/2017 22:43
Location: https://lmchimica.campusnet.unito.it/robots.html
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