CHIMICA METALLORGANICA
Anno accademico 2018/2019 - 1° annoCrediti: 6
SSD: CHIM/03 - CHIMICA GENERALE E INORGANICA
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 103 di studio individuale, 35 di lezione frontale, 12 di esercitazione
Semestre: 1°
Obiettivi formativi
Conoscenza di base sui composti organometallici: procedure sintetiche e proprietà. Importanza dei composti organometallici nella chimica moderna: applicazione nella catalisi, nella sintesi di materiali, e nelle scienze della vita.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
L'insegnamento sarà svolto tramite lezioni frontali ed una serie di esercitazioni in cui verranno applicati i concetti della teoria dei gruppi allo studio delle molecole metallorganiche.
Prerequisiti richiesti
Conoscenza di base di chimica organica.
Frequenza lezioni
E' necessaria la frequenza delle lezioni.
Contenuti del corso
Sviluppi storici e sviluppi attuali; della chimica dei composti organometallici. Classificazione dei composti organometallici; Composti organometallici dei gruppi principali trattati per tipologia di metallo: metodi di preparazione e reattività; Applicazione della teoria dei gruppi nella trattazione del legame dei borani. Composti organometallici degli elementi di transizione trattati secondo la classificazione dei leganti: Leganti sigma-donatori; Leganti sigma-donatori/p-greca-accettori; leganti p-greca-donatori/p-greca-accettori. Teoria dei gruppi applicata alla caratterizzazione IR e Raman dei metallo carbonili. Il legame chimico nei composti organometallici: Simmetria, teoria dei gruppi, teoria MO. I composti organometallici nella catalisi: idrogenazione di olefine, ciclo Monsanto, ciclo di Wacker, polimerizzazione di olefine. I composti organometallici nella sintesi di materiali in forma di film e nano particelle. I composti organometallici nelle scienze della vita: problematiche tossicologiche e applicazioni come agenti terapeutici.
Testi di riferimento
Ch. Elschenbroich, J. Oliveira "Organometallics", VCH, 2006.
Miessler, Tarr, Chimica Inorganica, 2011, Piccin (Cap. 4, 13, 14, 15).
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Composti Organometallici - Metodi di preparazione | Organometallics |
| 2 | Organometallici dei metalli alcalini: strutture e legame in composti alchil e aril litio. | Organometallics |
| 3 | Organometallici dei metalli alcalino terrosi e gruppo 12: reattivi di Grignard e ciclopentadienili. | Organometallics |
| 4 | Organometallici gruppo 13: alchil- e aril-alluminio; carbo- e idro-alluminazione. | Organometallics |
| 5 | Borani e carborani: regola di Wade, closo-, nido- e aracno-borani. | Dispense |
| 6 | Organometallici gruppo 14: alchil-Si, Ge, Pb. Siliconi. | Organometallics |
| 7 | - Simmetria e teoria dei gruppi. | Miesler-Tarr Cap.4, Dispense |
| 8 | Applicazione della teoria dei gruppi: descrizione del legame da sistemi semplici quali il diborano (con derivazione delle SALC), a composti organometallici a simmetria ottaedrica e tetraedrica. | Dispense |
| 9 | Applicazione della teoria dei gruppi all'interpretazione degli spettri IR e Raman dei composti metallocarbonili. | Dispense |
| 10 | Composti organometallici degli elementi di transizione. | Organometallics |
| 11 | - Leganti sigma-donatori: alchili, arili. | Organometallics |
| 12 | Leganti sigma-donatori/pi-greca-accettori: carbeni, carbini, alchilideni e alchilidini, carbonili. | Dispense |
| 13 | Leganti pi-greca-donatori/pi-greca-accettori: allili, ciclopentadienili, areni. | Organometallics, Dispense |
| 14 | - I composti organometallici nella catalisi. Idrogenazione di olefine tramite catalizzatore di Wilkinson e metatesi di legame sigma, ciclo Monsanto, Ciclo di Wacker. | Miesler-Tarr Capitoli 13,14,15, Dispense |
| 15 | Polimerizzazione di olefine tramite catalisi omogenea tramite constrained geometry catalyst. | Mieselr-Tarr Capitoli 13,14,15, Dispense |
| 16 | - I composti organometallici nella sintesi di materiali. | Dispense |
| 17 | I composti organometallici nelle scienze della vita. | Dispense |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esami orali sugli argomenti del corso con esercitazione sull'applicazione della teoria dei gruppi.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Esempi di domande
Descrizione dei composti organometallici del I gruppo.
Reattivi di Grignard.
Reazioni di inserzioni-migratoria: meccanismo di reazione.
Tipologie di leganti.
Carbeni e carbini di Fischer.
Alchilideni e alchilidini di Schrock.
Catalisi: ciclo Monsanto.
Idrogenazione delle olefine.
Polimerizzazione delle olefine tramite catalisi omogenea.
Esempi di esercizi
Derivare il numero di bande IR attive in un composto carbonilico.
Derivare il diagramma degli orbitali molecolari di complessi con geometria tetraedrica e ottaedrica.