C5020 Chemical Structure

Faculty of Science
Autumn 2003
Extent and Intensity
2/0/0. 2 credit(s) (fasci plus compl plus > 4). Recommended Type of Completion: zk (examination). Other types of completion: k (colloquium).
Teacher(s)
prof. RNDr. Miroslav Holík, CSc. (lecturer)
Guaranteed by
prof. RNDr. Miroslav Holík, CSc.
Chemistry Section – Faculty of Science
Prerequisites
( C3401 Physical Chemistry I && C4402 Physical Chemistry II )||( C3140 Physical Chemistry I && C4020 Physical Chemistry II )|| C4660 Physical Chemistry
Passing out the lecture Physical Chemistry I and II.
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives
Chemical structure - interaction of the radiation with the matter. Absorption of the gama radiation and electrons (mass spectrometry). Electron as a wave (electron diffraction), X-ray diffraction. Absorption of X-ray and UV radiation - photoelectron spectroscopy. Absorption of UV and visible light - electron spectroscopy, luminescence. Dispersion of UV radiation - Raman spectroscopy, polarization of dielectric. Absorption of IR and MW radiation. Dipole moment, molar refraction, birefringence, Kerr effect. Optical rotation, optical rotational dispersion, Cotton effect, circular dichroism. Magnetic properties of the matter, behaviour of the particles in magnatic field. Electron paramagnetic resonance. Nuclear magnetic resonance; screening and spin-spin coupling; quantitative and structural analysis.
Syllabus (in Czech)
  • 1. Difrakce elektronů a rtg. záření . Elektrony jako částice i záření, kvantová čísla, difrakce na souboru rovin (Huygensova a Ewaldova konstrukce), přímá a reciproká mřížka, interference (Laueho a Braggova metoda), radiální distribuční funkce (Wierlova rovnice). 2. Absorpce elektronů a gama záření. Hmotnostní spektrometrie (metody ionizace, rozlišení a detekce, skupina molekulového píku, hlavní typy fragmentace). Moessbauerova spektroskopie (isotopový posun, kvadrupolové štěpení). 3. Fotoelektronová spektroskopie. Absorpce rtg. fotonu (XPS, ESCA), elektronu (Auger) a UV kvanta (UPS). Rtg. fluorescence. 4. Absorpce UV a vis. záření. Elektronová spektroskopie, (Franckův-Condonův princip, vibrační a rotační struktura energetických diagramů) termická relaxace, fluorescence, fosforescence (typy elektronových přechodů, částice v jednorozměrné potenciálové jámě, chromofory, auxochromy, posuny absorpcí vnějšími a vnitřními vlivy). Využítí elektronové spektroskopie v strukturní a kvantitativní analýze (Lambertův-Beerův zákon). 5. Molekuly v elektrickém poli (polarizovatelnost, indukovaný a permanentní dipolový moment, permitivita dielektrika). Polarizace indukovaná a orientační, Clausius-Mossotiho a Debyeova rovnice. Měření dipolových momentů (Halverstadt-Kumlerova metoda, Gugenheim-Smithova metoda). Index lomu a molární refrakce. 6. Molekuly v elektrickém poli světelné vlny. Rayleighův a Ramanův rozptyl, Ramanova spektroskopie (anisotropie polarizovatelnosti, depolarizace, Stokesovy a antistokesovy přechody, Ramanova spektra vibrační a rotační). 7. Absorpce IR a MW záření. IR spektra vibrační (harmonický a anharmonický oscilátor, energie vibračních hladin, typy normálních vibrací). Přechody mezi vibračními energetickými hladinami (NIR spektroskopie v kvalitativní a kvantitativní analýze). Spektra vibračně- rotační a rotační ( tuhý a elastický rotor, rotační distorsní konstanta). 8. Průchod světla látkami. Lom světla (Snelliův zákon, měření indexu lomu, závislost na vlnové délce, hustotě). Vliv elektrického pole (Kerrův efekt, Kerrův faktor a konstanta a jejich využití ve strukturní analýze). 9. Optická aktivita (specifická otáčivost, závislost na vlnové délce, Drudeova rovnice, Cottonův efekt, optická rotační disperse, cirkulární dichroismus). Optická otáčivost a struktura (absolutní hodnota, oktantové pravidlo). 10. Molekuly v magnetickém poli. (Magnetická indukce, magnetizace, anisotropie magnetické susceptibility. Dielektrika, paramagnetika, ferromagnetika (Curieův zákon, Weissova korekce, Curieova teplota). 11. Elektronová paramagnetická resonanční spektroskopie. Elektron v magnetickém poli, podmínka resonance, Landého g-faktor, Hyperjemné štěpení - multiplicita signálů. 12. Nukleární magnetická resonanční spektroskopie. Chování jader v magnetickém poli, jaderný spin, kvantová čísla, podmínka resonsance, stínící konstanta (substituční, sterická a solvatační složka). Spin-spinová interakční konstanta, postupná redukce multipletů, počet NMR signálů a symetrie molekuly, intenzita signálů a využití v kvantitativní analýze.
Literature
  • ATKINS, P. W. Physical chemistry. 6th ed. Oxford: Oxford University Press, 1998, xvi, 1014. ISBN 0198501013. info
Assessment methods (in Czech)
Ústní zkouška, předpokladem je zápočet ze semináře.
Language of instruction
Czech
Further Comments
The course can also be completed outside the examination period.
The course is taught annually.
The course is taught: every week.
Listed among pre-requisites of other courses
The course is also listed under the following terms Autumn 2007 - for the purpose of the accreditation, Autumn 1999, Autumn 2010 - only for the accreditation, Autumn 2000, Autumn 2001, Autumn 2002, Autumn 2004, Autumn 2005, Autumn 2006, Autumn 2007, Autumn 2008, Autumn 2009, Autumn 2010, Autumn 2011, Autumn 2011 - acreditation, Autumn 2012, Autumn 2013, Autumn 2014, Autumn 2015, Autumn 2016, autumn 2017, Autumn 2018, Autumn 2019, Autumn 2020, autumn 2021, Autumn 2022, Autumn 2023, Autumn 2024.
  • Enrolment Statistics (Autumn 2003, recent)
  • Permalink: https://is.muni.cz/course/sci/autumn2003/C5020