C9550 Strukturní chemie I

Přírodovědecká fakulta
podzim 2007 - akreditace
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
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
předmět má 12 mateřských oborů, zobrazit
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. Elektronová struktura atomů, postuláty kvantové mechaniky. Atomové orbitaly, princip chemické vazby, molekulové orbitaly, hraniční orbitaly, těžké atomy. 2. Elektronová struktura molekul, symetrie molekul, orbitální interakce, AIM. Molekulový ion H2+. Aproximace oddělení pohybu elektronů a jader. Metoda MO-LCAO. Překryvový a interakční integrál, výsledné energie a vlnové funkce. Molekulové orbitaly: grafické reprezentace a vlastnosti. 3. Mezimolekulární interakce, chemická vazba v pevných látkách. Iontové síly, vodíkové vazby, CH...X, CH...pi, pi...pi interakce, van der Waals, elektrostatický potenciál. Plynná fáze, roztok, krystal. 4. Úvod do molekulové spektroskopie. Principy: absorpce a emise záření, rozptyl záření. Rozsahy vlnových délek elektromagnetického záření a druhy excitace molekul. Komponenty spektrometru. Šířka a intenzita linií. 5. Spektra rotační, vibrační, elektronová, fotoelektronová, rentgenfluorescenční. - energie vs. frekvence; studium dynamických procesů. 6. Magnetická rezonance. Spin elektronu, spin jádra, meziatomové interakce, jev magnetické rezonance, molekuly v magnetickém poli. 7. Elektronová paramagnetická rezonance, elektron v magnetickém poli, g-faktor, hyperjemné štěpení 8. Nukleární magnetická rezonance, jádro v magnetickém poli, Larmorova frekvence, radiofrekvenční pulz, interakce (paramagnetická, kvadrupolární, chemické stínění, přímá interakce dipól-dipól, nepřímá spin-spinová interakce, spin-rotační interakce), spinové systémy. 9. Vektorový model NMR experimentu – chemický posun, interakční konstanta, relaxace, FID, spinové echo 10. Nukleární Overhauserův jev, princip, měření meziatomových vzdáleností, přenos polarizace. 11. 2D NMR spektroskopie, COSY, HSQC, interpretace. 12. Aplikace, NMR spektroskopie při vysokých polích, stanovení struktur biopolymerů, studium dynamických procesů, nové trendy v NMR spektroskopii, interpretace a prezentace NMR dat. 13. Hmotnostní spektrometrie – ionizační techniky, fragmentace, využití ve strukturní chemii
Literatura
  • KEELER, James. Understanding NMR spectroscopy. Chichester: Wiley, 2005, xv, 459. ISBN 0470017872. info
  • CRAMER, Christopher J. Essentials of computational chemistry : theories and models. 2nd ed. Chichester: John Wiley & Sons, 2004, xx, 596. ISBN 0470091819. 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. 2nd ed. Harlow: Prentice Hall, 2001, xxiii, 744. ISBN 0582382106. info
  • 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
Navazující předměty
Informace učitele
http://www.chemi.muni.cz/nmr/radek/C9950/index.html
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2010 - akreditace, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.