C9551 Strukturní chemie II

Přírodovědecká fakulta
jaro 2010
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Radek Marek, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Marek Nečas, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Zdeněk Kříž, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Markéta Munzarová, Dr. rer. nat. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Radek Marek, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Radek Marek, Ph.D.
Předpoklady
Strukturní chemie I (C9550)
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Absolventi kurzu by měli být schopni porozumět a vysvětlit základy rentgenové difrakce a molekulového modelování - dvou duležitých metod 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. 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
  • 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
  • LEACH, Andrew R. Molecular modelling : principles and applications. 1st pub. Essex: Longman, 1996, xvi, 595. ISBN 0582239338. info
  • Reviews in computational chemistry. Edited by Kenny B. Lipkowitz - Donald B. Boyd. New York: VCH Publishers, 1996, 414 s. ISBN 1-56081-915-4. info
Výukové metody
Přednášky
Metody hodnocení
Ústní zkouška
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 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2011, jaro 2012 - akreditace.