C7410 Structure and Reactivity

Přírodovědecká fakulta
podzim 2021
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučováno částečně online.
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
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
předmět má 13 mateřských oborů, zobrazit
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
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 1999, podzim 2010 - akreditace, podzim 2000, podzim 2001, podzim 2002, 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 2020.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2021/C7410