Tematyka wykładów ze spektroskopii molekularnej - BIOL
Transkrypt
Tematyka wykładów ze spektroskopii molekularnej - BIOL
Tematyka wykładów ze spektroskopii molekularnej dla studentów chemii I rok II stopień 2013/2014 Spektroskopia molekularna dr Alina T. Dubis Kod kursu: 0200-CS2-1SPM Wykład: 30 godz. Punkty ECTS: 6 Typ przedmiotu: Obowiązkowy Poziom przedmiotu: Podstawowy Cel przedmiotu: Celem spektroskopii molekularnej jest zaznajomienie studentów z praktycznymi i teoretycznymi aspektami najważniejszych metod spektroskopowych. Efekty kształcenia Posiada wiedzę na temat spektroskopowych metod analizy budowy związków chemicznych. Zna modele fizyczne stosowane do opisu zjawiska rotacji, oscylacji i rozpraszania promieniowania. Zna teoretyczne podstawy funkcjonowania spektrometrów IR, Ramana, UV-VIS i NMR Potrafi zaplanować i wykonać podstawowy pomiar spektroskopowy. Potrafi zastosować wybrane metody spektroskopowe w celu określenia budowy związków chemicznych. Wymagania wstępne: Student powinien wcześniej zaliczyć następujące przedmioty: fizyka, matematyka, podstawy chemii, chemia teoretyczna. Zalecana literatura podstawowa: Joanna Sadlej – Spektroskopia molekularna Włodzimierz Kołos, Joanna Sadlej – Atom i cząsteczka Zbigniew Kęcki – Podstawy spektroskopii molekularnej Zalecana literatura dodatkowa: David O. Hayward – Mechanika kwantowa dla chemików – seria Niezbędnik chemika Peter W. Atkins – Chemia fizyczna Wykład 1-2 Podstawy ogólne spektroskopii molekularnej – natura i właściwości światła, klasyczna falowa teoria światła, promieniowanie ciała doskonale czarnego, zjawisko fotoelektryczne, efekt Comptona, korpuskularno-falowa teoria światła, kwantowo-mechaniczny opis cząsteczek, falowa natura materii, widmo emisyjne wodoru, model atomu wodoru Bohra, fale de Broglie’a, mechanika falowa i równanie Schrödingera, cząstka w pudle, funkcje falowe, teoria orbitali molekularnych, przejścia spektroskopowe Wykład 3-4 Spektroskopia rotacyjna – klasyczne ujęcie rotacji molekuł, kwantowo-mechaniczny opis ruchu rotacyjnego, widma rotacyjne, wyznaczanie długości wiązań chemicznych z widm rotacyjnych, widma oscylacyjno-rotacyjne, wpływ oscylacji cząsteczki na widmo rotacyjne, rotator niesztywny, rozciąganie odśrodkowe, intensywność linii w widmie rotacyjnym, efekt Starka, reguły wyboru przejść rotacyjnych, widma rotacyjne cząsteczek wieloatomowych Wykład 5-6 Spektroskopia oscylacyjna – mechanika kwantowa oscylacji atomów w cząsteczce, oscylator harmoniczny, reguły wyboru przejść oscylacyjnych, obliczanie odległości poziomów oscylacyjnych, oscylator anharmoniczny, wyznaczanie energii dysocjacji cząsteczki, wyznaczanie współczynnika anharmoniczności i stałych siłowych wiązań z widma oscylacyjnego, przesunięcie izotopowe, widma oscylacyjno-rotacyjne substancji gazowych, reguły wyboru przejść oscylacyjno-rotacyjnych, drgania normalne, drgania aktywne w podczerwieni, częstości grupowe, obserwacja wiązań wodorowych przy pomocy widm IR, widma w podczerwieni ciał stałych Wykład 7-8 Spektroskopia Ramana – rozpraszanie światła połączone ze zmianą długości fali, rozpraszanie stokesowskie i antystokesowskie, rozpraszanie Rayleigha, polaryzowalność cząsteczek, teoria polaryzowalności Placzka, efekt Ramana, reguły wyboru w widmach ramanowskich, rotacyjne widmo Ramana, drgania aktywne w widmie Ramana, porównanie widm w podczerwieni i Ramana Wykład 9-10 Spektroskopia elektronowa – wzbudzenia elektronowe, przejścia elektronowe, energia przejść elektronowych, reguły wyboru w widmach elektronowych cząsteczek dwuatomowych, reguła Francka-Condona, termy atomowe, sprzężenie spinowo-orbitalne Russela-Saundersa, reguły wyboru przejść elektronowych, termy molekularne, oznaczenia symetrii termów, reguły wyboru widm cząsteczek wieloatomowych, intensywność przejść elektronowych, prawdopodobieństwo absorpcji i emisji promieniowania, widmo elektronowe, klasyfikacja pasm w widmach elektronowych, przejścia d-d i CT Wykład 11 Spektroskopia emisyjna – fluorescencja i fosforescencja – zanik promienisty i bezpromienisty, wygaszanie emisji, mechanizm fluorescencji, przesunięcie stokesowskie, fluorofory, wydajność kwantowa fluorescencji, mechanizm fosforescencji, różnice pomiędzy fluorescencją a fosforescencją, diagram Jabłońskiego, reguła Kashy, rodzaje luminescencji Wykład 12 Spektroskopia fotoelektronów – zjawisko fotoelektryczne, spektroskopia fotoelektronów w nadfiolecie UPES, spektroskopia fotoelektronów X – XPES, widma fotoelektronów, spektroskopia fotoelektronów do celów analizy chemicznej ESCA, elektrony Augera, Wykład 13-14 Widma w polu magnetycznym NMR – doświadczenie Sterna-Gerlacha, moment magnetyczny, spin, mechanika kwantowa momentu pędu, właściwości jader atomowych, jądrowy moment magnetyczny, oddziaływanie magnetycznego momentu dipolowego z polem magnetycznym, częstość Larmora, rozszczepienie częstości spinowej protonu, spin jądrowy, przesunięcie chemiczne, ekranowanie jąder przez elektrony, sprzężenie spinowo-spinowe, rozszczepienie multipletowe, widma protonowe, multipletowość sygnałów Wykład 15 Spektroskopia elektronowego rezonansu paramagnetycznego – rodzaje centrów paramagnetycznych, moment magnetyczny elektronu, spinowy współczynnik magnetogiryczny, sprzężenie pomiędzy orbitalnym i spinowym momentem magnetycznym, warunki rezonansu, podstawowe zasady technik EPR Metody oceniania: Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest zaliczenie sześciu ćwiczeń laboratoryjnych. Egzamin pisemny oraz jeden egzamin pisemny w sesji poprawkowej. Terminy uzgodnione ze studentami. Możliwość zdawania w języku angielskim. Język wykładowy: polski. Alina Dubis