C9550 Structural Chemistry I

Faculty of Science
Autumn 2007 - for the purpose of the accreditation
Extent and Intensity
2/0/0. 2 credit(s) (fasci plus compl plus > 4). Type of Completion: zk (examination).
Teacher(s)
prof. RNDr. Radek Marek, Ph.D. (lecturer)
doc. Mgr. Markéta Munzarová, Dr. rer. nat. (lecturer)
doc. Mgr. Marek Nečas, Ph.D. (lecturer)
Guaranteed by
prof. RNDr. Radek Marek, Ph.D.
National Centre for Biomolecular Research – Faculty of Science
Contact Person: prof. RNDr. Radek Marek, Ph.D.
Prerequisites (in Czech)
Absolvování základních přednášek z fyziky, fyzikální chemie, organické a anorganické chemie.
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
there are 12 fields of study the course is directly associated with, display
Course objectives (in Czech)
Znalost třírozměrné struktury molekul je nezbytnou podmínkou pro pochopení a predikci biologické aktivity sloučenin stejně jako pochopení funkce nových materiálů. Důraz je kladen na experimentální a teoretické metody, které poskytují informace o struktuře molekul s atomárním rozlišením, supramolekulárních útvarech a jejich dynamice. Topologie elektronové hustoty a mezimolekulární interakce určují fyzikální a chemické vlastnosti systémů. Metody vedoucí k jejich charakterizaci zaujímají významnou část přednášky strukturní chemie.
Syllabus (in Czech)
  • 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, chemické 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
Literature
  • KEELER, James. Understanding NMR spectroscopy. Chichester: Wiley, 2005, xv, 459. ISBN 0470017872. info
  • CRAMER, Christopher J. Essentials of computational chemistry : theories and models. 2nd ed. Chichester: John Wiley & Sons, 2004, xx, 596. ISBN 0470091819. info
  • Fundamentals of crystallography. Edited by Carmelo Giacovazzo. 2nd ed. Oxford: Oxford University Press, 2002, xix, 825. ISBN 0198509588. info
  • LEACH, Andrew R. Molecular modelling : principles and applications. 2nd ed. Harlow: Prentice Hall, 2001, xxiii, 744. ISBN 0582382106. info
  • LEVITT, Malcolm H. Spin dynamics : basics of nuclear magnetic resonance. Chichester: John Wiley & Sons, 2001, xxiv, 686. ISBN 0471489220. info
  • VALVODA, Václav. Základy strukturní analýzy. 1. vyd. Praha: Karolinum, 1992, 489 s. ISBN 80-200-0280-4. info
Language of instruction
Czech
Follow-Up Courses
Further Comments
The course is taught annually.
The course is taught: every week.
Teacher's information
http://www.chemi.muni.cz/nmr/radek/C9950/index.html
The course is also listed under the following terms Autumn 2010 - only for the accreditation, Autumn 2009, Autumn 2010, Autumn 2011, Autumn 2011 - acreditation, Autumn 2013, Autumn 2014, Autumn 2015, Autumn 2016, autumn 2017, Autumn 2018, Autumn 2019, Autumn 2020, autumn 2021, Autumn 2022, Autumn 2023, Autumn 2024.