C8780 Photochemistry: From Concepts to Practice

Přírodovědecká fakulta
podzim 2020
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Čt 9:00–10:50 prace doma
Předpoklady
( C1020 Obecná chemie && C2021 Organická chemie I && C3022 Organická chemie II/1 &&( C4660 Fyzikální chemie I || C3140 Fyzikální chemie I || C3401 Fyzikální chemie I )&&( C4020 Fyzikální chemie II || C4402 Fyzikální chemie II ))||SOUHLAS
Organic chemistry; physical organic chemistry; physical chemistry; kinetics; quantum chemistry; physics.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
After discussions on chemistry that follows the absorption of electromagnetic radiation, and learning about various photochemical applications in industry, medicine and biology as well as photochemical transformations in nature, the student will learn to understand the scientific literature in the corresponding field and interpret the results from the experimental and theoretical studies.
Výstupy z učení
In the end of the course, the student will be able to understand the basics of photochemistry and photophysics.
Osnova
  • 1. Introduction to photochemistry. History. Calibration points: energetics and dynamics. Excited states and their fates. Jablonski diagram. Photophysical and photochemical processes. Lambert-Beer law. Quantum yield. Electronic configurations. Selection rules. 2. Radiation processes. Absorption. Emission. Frack-Condon law. 3. Radiationless processes. Intersystem crossing. El-Sayed rules. Vibrational relaxation. 4. Mechanistic and experimental photochemistry. Rate constants. Quantum yields. Actinometry. Stern-Volmer analysis. State diagrams. Experimental photochemistry: light sources, photoreactors, flash photolysis. Safety. 5. Electron and energy transfer. Excimers. Exciplexes. Marcus theory. Electron transfer. Energy transfer. 6. Alkenes and alkynes. E–Z isomerization. Electrocyclic and sigmatropic photorearrangement. di-pi-Methane photorearrangement. Photoinduced nucleophile, proton, and electron addition. Photocycloaddition reaction. 7. Aromatic compounds. Photorearrangement. Phototransposition. Photocycloaddition. Photosubstitution. 8. Oxygen compounds. Photoreduction. Oxetane formation (Paternò–Büchi Reaction). Norrish type I and II reactions. Photoenolization. Addition and hydrogen/electron transfer reaction. 9. Nitrogen compounds. E–Z isomerization. Photofragmentation. Photorearrangement. Photoreduction. 10. Sulfur compounds. Hydrogen abstraction. Cycloaddition. Photofragmentation. 11. Halogen compounds. Photohalogenation. Photofragmentation. Photoreduction. Nucleophilic photosubstitution. 12. Molecular oxygen. Ground state and excited state oxygen. Photooxygenations. 13. Photosensitizers, photoinitiators and photocatalysts. Organic and transition-metal species
Literatura
    povinná literatura
  • KLÁN, Petr a Jakob WIRZ. Photochemistry of Organic Compounds: From Concepts to Practice. 1. vyd. Chichester, UK: John Wiley & Sons Ltd., 2009, 584 s. Postgraduate Chemistry Series. ISBN 978-1-4051-9088-6. URL info
    doporučená literatura
  • KLÁN, Petr. Organická fotochemie. 1. vydání. Brno: Vydavatelství MU, 2001, 121 s. ISBN 80-210-2526-3. info
Výukové metody
Teoretická příprava.
Metody hodnocení
1 závěrečný písemný test (k úspěšnému zvládnutí je potřeba dosáhnout alespoň 50%).
Vyučovací jazyk
Angličtina
Navazující předměty
Informace učitele
http://www.sci.muni.cz/photochemistry/
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, jaro 2000, podzim 2010 - akreditace, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.