C7415 Structure and Reactivity - seminar

Přírodovědecká fakulta
podzim 2023
Rozsah
0/1/0. 1 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: z.
Vyučující
prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Dominik Madea, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Po 9:00–9:50 A08/309
Předpoklady
NOW( C7410 Structure and Reactivity )
organická chemie, fyzikální chemie, fyzika
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cíl tohoto semináře je procvičit látku, která se probírá v kurzu C7410 Struktura a reaktivita.
Výstupy z učení
Studenti budou schopni prakticky řešit příklady z oblasti struktury a reaktivity organických molekul.
Osnova
  • 1. Basic Concepts. Dimension, time, rate and energy in chemistry. Chemical bond. The structure and bond deformation. Physical properties of compounds. Substituent effects. Tools to determine the chemical structures. 2. Molecular Orbitals and Reactivity. Construction of molecular orbitals. Hückel approximation. Correlation diagrams. Salem-Klopman equation. 3. Stability of Molecules. Thermochemical calculations. Conformation of acyclic and cyclic hydrocarbons and their derivatives. Torsion and stereoelectronic effects. Hyperconjugation. Anomeric effect. 4. Aromaticity. Aromaticity. Antiaromaticity. Homoaromaticity. Aromatic ions and dipoles. Polycyclic aromatic compounds. 5. Noncovalent Interactions and Solvation. Chemistry and phases. Solvent effects. Hughes-Ingold model. Hydrogen bonding. Halogen bonding. π-Interaction. Hydrophobic effect. CT interaction. Molecular recognition. 6. Acids and Bases. Acid-base equilibria in different solvents and phases. Acidity function. Substituent effects and strengths of Brønsted acids and bases. Kinetic acidity. 7. Chemical Reactivity. Hard and soft acids, bases, nucleophiles and electrophiles (HSAB theory). Rate constants and transition state. Activation and driving force of reactions. Activation enthalpy and entropy. Kinetics. Hammond postulate. Bell-Evans-Polanyi principle. O'Ferrall-Jencks diagrams. Curtin-Hammett principle. 8. Thermodynamics and Kinetics as the Tools to Study Mechanisms. Linear free energy relationship (LFER): Hammett equation. Taft equation. QSAR. Kinetic isotope effects. 9. Catalysis. Thermodynamic cycle. Specific and general acid-base catalysis. Brønsted coefficients. 10. Photochemistry. Electronic excitation. Photophysical and photochemical processes. Jablonski diagram. Energy transfer. Stern-Volmer analysis. Tools to study photochemical processes. 11. Electron Transfer. Ionization potential, electron affinity and CT complexes. Marcus theory. Electron transfer in SN2 reactions. 12. Non-Classical Activation of Chemical Reactions. Spin chemistry. Magnetic field effect. Magnetic isotope effect. Microwave chemistry. Sonochemistry. Mechanochemistry. Radiation chemistry. Plasma chemistry.
Literatura
    povinná literatura
  • ANSLYN, Eric V. a Dennis A. DOUGHERTY. Modern physical organic chemistry. Sausalito, Calif.: University Science Books, 2006, xxviii, 10. ISBN 1891389319. info
Výukové metody
Seminář
Metody hodnocení
Účast studentů na semináři a vypracování zadaných úkolů.
Navazující předměty
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, 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 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2024.