C9550 Strukturní chemie I

Přírodovědecká fakulta
podzim 2009
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
doc. Mgr. Markéta Munzarová, Dr. rer. nat. (přednášející)
prof. RNDr. Radek Marek, 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.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 7 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Absolvent kurzu získá základní přehled o elektronové struktuře molekul a jejím vlivu na mezimolekulární interakce, molekulární podstatě elektronových spekter, spekter magnetické rezonance. Na konci kurzu by měl porozumět obecnějším zákonitostem mezi molekulární strukturou a spektrálními parametry.
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, jaderné 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
  • LEVINE, Ira N. Quantum chemistry. 6th ed. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall, 2009, x, 751. ISBN 9780132358507. info
  • Chemical Bonding in Solids. Jeremy K. Burdett. Oxford: Oxford University Press, 1995, 319 s. ISBN 0-19-508991-X
  • ATKINS, P. W. a R. S. FRIEDMAN. Molecular quantum mechanics. 3rd ed. New York: Oxford University Press, 1997, xvii, 545. ISBN 0198559488. info
  • KEELER, James. Understanding NMR spectroscopy. Chichester: Wiley, 2005, xv, 459. ISBN 0470017872. info
  • LEVITT, Malcolm H. Spin dynamics : basics of nuclear magnetic resonance. Chichester: John Wiley & Sons, 2001, xxiv, 686. ISBN 0471489220. info
Výukové metody
Přednášky
Metody hodnocení
Ústní zkouška
Navazující předměty
Informace učitele
http://www.chemi.muni.cz/nmr/radek/C9950/index.html
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, 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.