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CHIMICA O FISICA ?



E’ ciò che molti mi chiedono: “ma ti occupi di chimica o di fisica?” oppure: “che differenza c’è tra la chimica e la fisica?”

fatto sta che per rispondere bene a questa domanda bisognerebbe avere 2 lauree, una in chimica ed una in fisica per l’appunto, e solo in questo modo si può dare una risposta soddisfacente a questa domanda. Per essere buoni chimico-fisici è necessario abbattere questa barriera di distinzione (che è puramente didattica) e solo cosi, dopo, si possono effettuare indagini di tipo chimico con gli strumenti della fisica (a loro volta ripresi dalla matematica); ad esempio una distinzione fondamentale e “a vista d’occhio” tra un chimico puro e un chimico-fisico è la grande mole di formule matematiche di cui un quest’ultimo fa uso (ma attenzione a non confonderlo con il chimico-matematico, questo è un altro individuo solitario e in via di sviluppo)!


Di seguito presento le mie aree di ricerca principalmente rilevanti, che hanno portato a lavori pubblicatu su articoli e/o presentati in conferenze nazionali ed internazionali.


Settore 1:

Caratterizzazioni strutturali con metodi ab-initio










Grazie alle attuali velocità medie dei calcoli DFT è oggi possibile trattare e studiare molecole con molti atomi più rapidamente rispetto ad esempio ai metodi  Hartee-Fock (HF). In particolare per il DFT possiamo ad oggi trattare molecole con circa 20 o 30 atomi e le relative ottimizzazioni di geometria possono essere effettuate in tempi accettabili. Inoltre, le strutture ottimizzate (le lunghezze di legame, gli angoli, i diedri etc …) sono calcolati ottenendo un ottimo accordo con la controparte sperimentale. Questo dato apre la strada all’utilizzo di queste metodologie per la previsione di stutture geometriche degli intermedi o dei prodotti di una reazione e, in ultimo, ad una descrizione a grande livello di un meccanismo di reazione. Grazie anche alla recente implementazione di tecniche “Self Consistent Reaction Field” (SCRF) è possibile effettuare le stesse simulazioni anche in fase condensata  (ad esempio in un solvente) col PCM (Polarizable Continuum Model) o con il C-PCM (Conductor-like Polarizable Continuum Model).

Settore 2:

Proprietà elettroniche


Con le metodologie attuali, ad esempio con la DFT risolta nel tempo è possibile calcolare le proprietà (energie, stati di spin) degli stati eccitati di molecole che sono esposte ad una fonte di energia (campo elettromagnetico). Lo studio di tali proprietà può essere interessante per la spettroscopia, vedi settore 3.

Settore 3:

Spettroscopia “computazionale”






La spettroscopia parte dallo studio della interazione tra la materia e la radiazione elettromagnetica.  Storicamente, la spettroscopia è nata attraverso lo studio della radiazione del visibile dispersa attraverso un prisma nelle diverse lunghezze d’onda. Successivamente il concetto è stato esteso a interazioni radianti di altre lunghezze d’onda andando a coprire diverse regioni dello spettro elettromagnetico. Ad oggi i dati spettroscopici sono presentati come un grafico della intensità (di assorbimento o di emissione) in funzione della diversa lunghezza d’onda, questo tipo di grafico prende il nome di “spettro”.  Dal punto di vista computazionale gli spettri possono essere ad oggi simulazti usando differenti metodi di calcolo tra cui la TD estensione del DFT. Perfezionamenti dei modelli di calcolo consentono oggi previsioni molto accurate ad esempio introducendo anche l’accoppiamento tra radiazione elettronica e vibrazionale, dando origine alla spettroscopia vibronica. In generale oggi è possibile anche simulare spettri nel campo dell’infrarosso (IR) o anche nel campo delle microonde (spettroscopia rotazionale).


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