PARTE PRIMA

1. Strutture cristalline di solidi inorganici

1.1 Strutture di solidi inorganici (Strutture tipo cloruro di sodio (NaCl), sfalerite (ZnS), fluorite (CaF₂) e antifluorite (Na₂O) - Struttura del diamante - Struttura della wurzite (ZnS) e arseniuro di nichel (NiAs) - La struttura del cloruro di cesio (CsCl) - Altre strutture AX - Strutture del rutilo (TiO₂), ioduro di cadmio (CdI₂) e cloruro di cadmio (CdCl₂) - La struttura delle perovskiti (SrTiO₃) - Le strutture del triossido di renio (ReO₃) e dei bronzi di tungsteno - La struttura degli spinelli - La struttura dei silicati)

1.2 Rapporto tra raggi ionici e strutture cristalline

2. Sintesi di materiali inorganici allo stato solido

2.1 Introduzione

2.2 Sintesi di cristalli singoli (Il metodo Bridgman - Il metodo dello stiramento - Il metodo Verneuil - Il metodo della zona fluttuante Cristallizzazione da soluzione acquosa - Sintesi idrotermale)

2.3 Sintesi di materiali policristallini e in polvere (Reazioni a stato solido - Reazioni di combinazione diretta - Soluzioni solide - Reazioni solido-gas e solido-liquido - Reazioni di evaporazione - Reazioni di ossidazione - Reazioni di decomposizione termica - Deposizione da vapore chimico - Trasporto di vapore chimico - Reazioni in fase liquida - Il metodo sol-gel - Precipitazione - Precipitazione con templati (sintesi di zeoliti) - Il metodo a spruzzo-essiccamento - Il metodo di essiccamento-congelamento)

2.4 Sintesi di film sottili (Metodi in fase gassosa - Deposizione da vapore chimico, CVD - Il metodo della reazione del substrato - Il metodo della pirolisi a spruzzo - Il metodo della evaporazione in vuoto - Il metodo di deposizione a spruzzo - Impiantamento ionico - Metodi in fase liquida - Metodo sol-gel - Epitassia da fase liquida - Epitassia da sali fusi - Metodi in fase solida)

2.5 Sintesi di fibre (Fibre di vetro - Fibre ottiche)

2.6 Produzione di materiali vetrosi

3. Proprietà chimico-fisiche di materiali ceramici

3.1 Proprietà termiche (Punto di fusione - Conducibilità termica - Espansione termica)

3.2 Proprietà elettriche (Isolanti elettrici - Ferroelettricità - Piroelettricità - Piezoelettricità - Superconduttori ceramici)

3.3 Proprietà magnetiche (Composti ferromagnetici: CrO₂ - Composti antiferromagnetici: ossidi di metalli di transizione - Composti ferrimagnetici: le ferriti (spinelli))

3.4 Proprietà ottiche (Fibre ottiche - Commutatori ottici - Materiali per ottica non lineare - Luminescenza e fosfori - Il laser)

3.5 Proprietà meccaniche (Deformazione e frattura – Durezza - Resistenza alla alte temperature (refrattari))

4. Solidi a bassa dimensionalità

4.1 Solidi mono-dimensionali (Composti di platino a catena)
4.2 Solidi bidimensionali: composti di intercalazione (Il meccanismo di intercalazione - Sintesi di composti di intercalazione - Intercalati di dicalcogenuri metallici - Intercalati di ossoalogenuri metallici - Intercalati di ossidi metallici Intercalati di grafite - Silicati lamellari e argille)

4.3 Nanotubi inorganici di materiali lamellari

5. Zeoliti

5.1 Struttura e composizione

5.2 Struttura da misure NMR

5.3 Uso delle zeoliti (Agenti deidratanti - Zeoliti come scambiatori di ioni - Zeoliti come adsorbenti - Zeoliti come catalizzatori)

6. Materiali per catalisi

6.1 Il ciclo catalitico

6.2 Attività e selettività

6.3 Siti attivi

6.4 Esempi di catalisi eterogenea (Catalisi di idrogenazione - La sintesi dell'ammoniaca - Catalisi asimmetrica - Catalisi acido-base - Catalisi di ossidazione)

6.5 Materiali per catalisi (Ossidi - Solfuri - Metalli supportati)

7. Vetri

7.1 Produzione e lavorazione dei vetri (Produzione di contenitori in vetro - Lastre di vetro - Tubi di vetro - Fibre di vetro)

7.2 Struttura di vetri e silicati

7.3 Proprietà chimiche e fisiche dei vetri

7.4 Proprietà meccaniche

8. Cementi

8.1 Leganti aerei e leganti idraulici

8.2 Cenni storici

8.3 Cementi Portland e le principali fasi costituenti (Nomenclatura nella chimica dei cementi e abbreviazioni - Metodo di preparazione - Formazione del clinker - Alite: polimorfismo - Belite: polimorfismo - La fase alluminatica)

8.4 Idratazione delle fasi del clinker (Idratazione del C₃S: calorimetria - Strutture proposte del silicato di calcio idrato - Idratazione del C₃A)

8.5 Proprietà fisiche e meccaniche (Cementi Portrland speciali)

8.6 Cementi alluminosi

8.7 Stabilità alle acque degli idrati (Cementi Protrland - Cemento alluminoso)

8.8 Additivi per cementi

8.9 Risonanza magnetica dello stato solido applicata ai cementi (Bassa risoluzione – Alta risoluzione – ²⁹Si NMR dei silicati e dei cementi)

9. Ceramici biocompatibili

9.1 Materiali inorganici biogeni

9.2 Classificazione dei ceramici biocompatibili

9.3 Proprietà meccaniche e biocompatibilità

9.4 Materiali biologici

9.5 Bioceramici: classificazione per composizione

9.6 Bioceramici: classificazione per applicazione

PARTE SECONDA

1. Legame nei solidi inorganici

1.1 Il legame ionico (Energia reticolare di cristalli ionici - Il ciclo di Born-Haber - I composti ionici puri esistono realmente?)

1.2 Carattere covalente in solidi ionici (Legame covalente polare nei solidi)

1.3 Teoria del campo cristallino (Energia di stabilizzazione in campo cristallino - Campo cristallino in simmetria tetraedrica - L’energia di accoppiamento degli elettroni, P - Fattori che influenzano la separazione 10Dq - Conseguenze della stabilizzazione da campo cristallino - La stabilizzazione da campo cristallino e la struttura degli spinelli - Distorsione tetragonale e effetto Jahn-Teller - La coordinazione quadrato planare - Campi cristallini in altre simmetrie - L’effetto nefelauxetico)

1.4 La teoria dell’orbitale molecolare

1.5 Spettri a trasferimento di carica

**2. Spettroscopie di stato solido

2.1 Introduzione

2.2 Spettroscopie vibrazionali: IR e Raman

2.3 Spettroscopia visibile e ultravioletta

2.4 Risonanza magnetica nucleare

2.5 Risonanza di spin elettronico

2.6 Spettroscopie a raggi-X: XRF, AEFS, EXAFS (Tecniche di emissione - Tecniche di assorbimento - AEFS - EXAFS)

2.7 Spettroscopie elettroniche: ESCA, XPS, UPS, AES, EELS

3. Ossidi dei metalli di transizione

3.1 Il modello a bande

3.2 Il modello di Hubbard (La U di Hubbard e i lantanidi - Il modello di Hubbard applicato ai composti dei metalli di transizione)

3.3 Ossidi isolanti (Eccitoni - Composti d⁰ -Altri ossidi di metalli di transizione a guscio chiuso)

3.4 Composti a valenza mista

3.5 Impurezze di metalli di transizione (Il laser a rubino - Interazione tra impurezze magnetiche)

3.6 Isolanti magnetici (Ordinamento magnetico di elettroni localizzati)

3.7 Ossidi metallici (Transizione metallo/non metallo)

3.8 Solfuri di metalli di transizione

3.9 Oltre i modelli empirici (La struttura di NiO: confronto HF-DFT - Il metodo dell’interazione di configurazione)

4. Difetti e non-stechiometria

4.1 Difetti negli ossidi

4.2 Composti non-stechiometrici (La wustite - Biossido di uranio - Il monossido di titanio - Proprietà elettroniche di ossidi non-stechiometrici)

4.3 Conducibilità ionica nei solidi