PřF:C7410 Structure and Reactivity - Informace o předmětu

C7410 Structure and Reactivity

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučováno kontaktně

Vyučující

prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D. (přednášející)

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 10:00–11:50 A08/309

Předpoklady

(( C1020 Obecná chemie && C2021 Organická chemie I &&( C3022 Organická chemie II/1 || C3050 Organická chemie II )&&( C4660 Fyzikální chemie I || C3140 Fyzikální chemie I || C3401 Fyzikální chemie I )&&( C4020 Fyzikální chemie II || C4402 Fyzikální chemie II ))&&NOW( C7415 Structure and Reactivity-sem. ))||SOUHLAS
organická chemie, fyzikální chemie, fyzika

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Anorganická chemie (program PřF, N-CHE)
• Fyzikální chemie (angl.) (program PřF, D-CH4)
• Fyzikální chemie (program PřF, D-CH)
• Fyzikální chemie (program PřF, D-CH4)
• Chemie makromolekulárních látek (program PřF, D-CH) (2)
• Chemie životního prostředí (angl.) (program PřF, D-CH4)
• Chemie životního prostředí (program PřF, D-CH4)
• Materiálová chemie (angl.) (program PřF, D-CH4)
• Materiálová chemie (program PřF, D-CH4)
• Organická chemie (angl.) (program PřF, D-CH4)
• Organická chemie (program PřF, D-CH4)
• Organická chemie (program PřF, N-CHE)

Cíle předmětu

Studenti se naučí porozumět vztahu mezi strukturou organických sloučenin a jejich chemickou reaktivitou.

Výstupy z učení

Získané znalosti o způsobech chemické aktivace, průběhu chemických reakcí a metodách studia reakčních mechanismů pomohou studentovi orientovat se v odborné literatuře a interpretovat výsledky experimentálních a teoretických studií.

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

doporučená literatura
• FLEMING, Ian. Molecular orbitals and organic chemical reactions. Reference edition. Chichester: John Wiley & Sons, 2010, xii, 515. ISBN 9780470746585. info

Výukové metody

Teoretická příprava.

Metody hodnocení

1 zavěrečný písemný test (k úspěšnému zvládnutí je třeba 50%) + ústní zkouška.

Vyučovací jazyk

Angličtina

Navazující předměty

• C1020 Obecná chemie
• C2021 Organická chemie I
• C3022 Organická chemie II/1
• C3140 Fyzikální chemie I
• C4020 Fyzikální chemie II

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C4450 Organic Chemistry III - synthesis
  (C3022||C3050)&&C5500&&C7410  
• C7415 Structure and Reactivity - seminar
  NOW(C7410)  
• C8500 Mechanisms of Organic Reactions
  C7410&&NOW(C8510)  
• C8510 Mechanisms of Organic Reactions - seminar
  C7410&&NOW(C8500)  

• Statistika zápisu (nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2024/C7410