C7041 Molekulová spektrometrie

Přírodovědecká fakulta
jaro 2021
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. (přednášející)
doc. Mgr. Petr Táborský, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Viktor Kanický, DrSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Po 1. 3. až Pá 14. 5. Po 15:00–16:50 online_CH2
Předpoklady
Znalost základů analytické chemie
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Klasifikace spektroskopických metod, analytické a strukturní aspekty, spektrální rozsahy a procesy. Instrumentace, monochromatizace, zpracování signálu. Molekulová absorpční spektrofotometrie (UV/Vis), Bouguer-Lambert-Beerův zákon. Infračervená spektroskopie, Ramanova spektroskopie. Luminiscence. Mikrovlnná spektroskopie. Analytické aspekty magnetických rezonančních metod. Analytická refraktometrie.
Výstupy z učení
Teoretické znalosti pokročilých metod molekulové spektrometrie
Osnova
  • 1. Klasifikace optických analytických metod, rozdělení metod molekulové spektroskopie, analytické a strukturní aspekty optických metod, interakce hmota-záření. Fotometrie, jednotky. 2. Molekulová absorpční spektroskopie v ultrafialové a viditelné oblasti: podstata a charakter spekter UV a Vis, molekulové orbitaly, symbolika a členění molekulových termů, multiplicita termů, elektronické stavy molekul. 3. Typy elektronických přechodů v molekulách a jejich projevy ve spektrech, chemická teorie barevnosti (chromofory a auxochromy), tvar a vibrační struktura absorpčních pásů, Franckův-Condonův princip a vibronické přechody. 4. Elektronická spektra důležitých tříd látek: alifatické nenasycené uhlovodíky, deriváty alifatických uhlovodíků, aromatické uhlovodíky, jejich heteroanaloga a substituční deriváty, organická barviva, anorganické ionty a komplexy kovů, spektra přenosu náboje. 5. Vnitřní a vnější efekty ovlivňující elektronická spektra: sterické efekty, tautomerní rovnováhy, pH, rozpouštědla. Empirické výpočty elektronických spekter. Instrumentace UV a Vis spektroskopie. 6. Použití UV-Vis spektroskopie: určování struktury organických látek, kvalitativní analýza. Bouguer-Lambert-Beerův zákon, kvantitativní analýza. Analytické využití rozptylu: turbidimetrie, nefelometrie, difusní reflektance, titrační varianty optických metod. 7. Luminiscenční spektroskopie: podstata, klasifikace. Fluorimetrie, fosforimetrie, vztah struktura-spektrum, Instrumentace. Elektro-, bio-, termo-, chemiluminiscence, luminiscence v pevném stavu (kandoluminiscence), laserová fluorimetrie. Analytické aplikace. 8. Infračervená spektroskopie. podstata a charakter infračerveného spektra, molekulové vibrace a vznik vibračních spekter, rotační hladiny molekul a rotační spektra, rotačně-vibrační spektra, výběrová pravidla a intenzita absorpčních pásů, vibrační frekvence a vlastnosti molekul. 9. Faktory ovlivňující charakteristické vibrace: vliv skupenství a rozpouštědla, vliv vodíkové vazby, vliv hmotnosti atomů, elektrické vlivy, sterické vlivy, pnutí kruhu, konformace, vibrační interakce. Infračervená spektra organických látek. Instrumentace a pracovní technika. 10. Ramanova spektroskopie: podstata a charakter spekter, instrumentace, pracovní technika a použití. Mikrovlnná spektroskopie. 11. Analytické aplikace infračervené a Ramanovy spektroskopie. 12. Magnetická rezonanční spektroskopie: spektroskopie nukleární magnetické rezonance, podstata NMR spekter a instrumentace, chemický posun, intenzita rezonančních signálů, štěpení signálů, spektra 1. řádu, spinové systémy, spektra vyšších řádů. Vliv chemické výměny na spektrum NMR. 13. NMR spektra jader těžších atomů. Použití NMR spektroskopie. Spektroskopie elektronové paramagnetické rezonance. 14. Analytická refraktometrie. Optická rotační disperze, cirkulární dichroismus. Mössbauerova spektroskopie. Fotoakustická spektrometrie.
Literatura
    doporučená literatura
  • Analytická příručka. Edited by Jaroslav Zýka. 4., upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 831 s. info
  • Analytická příručka. Díl I [Zýka, 1988]. Edited by Jaroslav Zýka. 4. upr. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 678 s. info
  • Analytical chemistry : the approved text to the FECS curriculum analytical chemistry. Weinheim: Wiley-VCH, 1998, xxv, 916 s. ISBN 3-527-28881-3. info
  • Analytical chemistry : the approved text to the FECS curriculum analytical chemistry. Edited by Robert Kellner. Weinheim: Wiley-VCH, 1998, xxv, 916. ISBN 3527286101. info
  • CHRISTIAN, Gary D., Purnendu K. DASGUPTA a Kevin SCHUG. Analytical chemistry. 7th ed. Hoboken, N.J.: Wiley, 2014, xxii, 826. ISBN 9780470887578. info
  • SKOOG, Douglas A., Donald M. WEST a F. James HOLLER. Fundamentals of analytical chemistry. 7th ed. Fort Worth: Saunders College Publishing, 1992, xviii, 870. ISBN 0-03-005938-0. info
  • SKOOG, Douglas A. a James J. LEARY. Principles of instrumental analysis. 4th ed. Fort Worth: Saunders College Publishing, 1992, xii, 700 s. ISBN 0-03-023343-7. info
  • Solutions manual to accompany principles of instrumental anylysis. Edited by Douglas A. Skoog. 4th ed. Fort Worth: Saunders College Publishing, 1992, 154 s. ISBN 0-03-023344-5. info
Výukové metody
přednášky
Metody hodnocení
Přednášky, ústní zkouška s písemnou přípravou.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 1999, jaro 2011 - akreditace, podzim 2000, podzim 2001, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.