C9551 Strukturní chemie II

Přírodovědecká fakulta
jaro 2008 - akreditace
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
Mgr. Zdeněk Kříž, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Radek Marek, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Markéta Munzarová, Dr. rer. nat. (přednášející)
doc. Mgr. Marek Nečas, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Radek Marek, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Radek Marek, Ph.D.
Předpoklady
Absolvování základních přednášek z fyziky, fyzikální chemie, organické a anorganické chemie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Znalost třírozměrné struktury molekul je nezbytnou podmínkou pro pochopení a predikci biologické aktivity sloučenin stejně jako pochopení funkce nových materiálů. Důraz je kladen na experimentální a teoretické metody, které poskytují informace o struktuře molekul s atomárním rozlišením, supramolekulárních útvarech a jejich dynamice. Topologie elektronové hustoty a mezimolekulární interakce určují fyzikální a chemické vlastnosti systémů. Metody vedoucí k jejich charakterizaci zaujímají významnou část přednášky strukturní chemie.
Osnova
  • 1. Periodické soustavy – pohled do krystalové struktury, síly určující tvorbu krystalů. 2. NMR spektroskopie pevného stavu, anizotropní interakce, tenzor chemického posunu, dipolární interakce, rotace pod magickým úhlem (MAS), křížová polarizace (CP). 3. Difrakční metody. Vnitřní struktura krystalů. Krystalová struktura, mřížka a základní buňka. Krystalové souřadnice, směry a roviny. Základní anorganické struktury. Struktury kovových, iontových a molekulárních krystalů. 4. Difrakce. Vlastnosti RTG záření a jeho zdroje. Interakce RTG záření s krystalem. Braggův zákon. Vztah mezi elektronovou strukturou a difrakčním obrazem. Rozptyl RTG záření na atomech. Atomový rozptylový faktor. Automatické difraktometry - monokrystalové a práškové. 5. Vnější a vnitřní symetrie krystalů. Prvky a operace symetrie. Prostorové grupy. 6. Fourierovy řady a jejich využití v krystalografii. Strukturní faktor. Fázový problém. Řešení a upřesňování struktur. Softwarové balíky pro zpracování krystalových struktur. 7. Aplikace. Krystalografie dnes - synchrotrony, stanovení struktur biopolymerů, stanovení struktur z práškové difrakce, studium nábojových hustot, nové trendy v krystalografii (?) Zpracování, interpretace a prezentace krystalografických dat (CIF, Mercury, DIAMOND). Krystalografické databáze (CSD, ICSD, PDB). 8. Molekulové modelování. Úvod, základní principy a metody molekulového modelování, používaný software. 9. Molekulová mechanika. Empirická silová pole a jejich vlastnosti, termy používané v empirických silových polích a popis interakcí, vývoj a testování parametrů silových polí. 10. Molekulová dynamika. Základní principy, parametry ovlivňující MD simulace, constraint molecular dynamics, analýzy dat získaných z MD simulací. 11. Modelování mezimolekulových interakcí. Solvatace molekuly a solvatační modely, jejich druhy a použití, molekulové dokování - základní principy. 12. Modelování krystalů. Molekulové klastry, periodicita. 13. Metody kvantové chemie a jejich aplikace na chemické problémy. Metoda Hartree-Fockova (HF) a její nadstavby (CI, MP). Metoda funkcionálu hustoty (DFT). Báze v ab initio výpočtech, dostupné balíky kvantově-chemických programů Postup při aplikaci kvantové mechaniky na chemické problémy, vhodnost a výpočetní náročnost jednotlivých metod.
Literatura
  • LEVITT, Malcolm H. Spin dynamics : basics of nuclear magnetic resonance. Chichester: John Wiley & Sons, 2001, xxiv, 686. ISBN 0471489220. info
  • VALVODA, Václav. Základy strukturní analýzy. 1. vyd. Praha: Karolinum, 1992, 489 s. ISBN 80-200-0280-4. info
  • Fundamentals of crystallography. Edited by Carmelo Giacovazzo. 2nd ed. Oxford: Oxford University Press, 2002, xix, 825. ISBN 0198509588. info
  • CRAMER, Christopher J. Essentials of computational chemistry : theories and models. 2nd ed. Chichester: John Wiley & Sons, 2004, xx, 596. ISBN 0470091819. info
  • LEACH, Andrew R. Molecular modelling : principles and applications. 2nd ed. Harlow: Prentice Hall, 2001, xxiii, 744. ISBN 0582382106. info
Navazující předměty
Informace učitele
http://www.chemi.muni.cz/nmr/radek/C9951/index.html
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2011 - akreditace, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012 - akreditace.