C7410 Struktura a reaktivita I

Přírodovědecká fakulta
podzim 2001
Rozsah
2/0/0. 3 kr. Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
organická chemie, fyzikální chemie, fyzika
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 16 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Kurs struktury a reaktivity se věnuje souvislosti mezi strukturou organických sloučenin a jejich reaktivitou. Diskutují se způsoby chemické aktivace, průběh chemické reakce a metody studia reakčních mechanismů.
Osnova
  • 1. Vztah struktury a její reaktivity. Energie, čas, rychlost a rozměr v chemii. Vnitřní parametry struktury a jejich deformace. Fyzikální vlastnosti sloučenin podmíněné (a) polohou a dislokacemi atomových jader a (b) podmíněné elektronovou hustotou a jejími změnami. Prostředky k určování struktury. Aktivace a hnací síla chemických reakcí. 2. Termodynamika vs. kinetika. Termochemické aditivní výpočty. Teorie tranzitního stavu. Hammondův a Curtinův-Hammettův princip. Orbitalová symetrie a reakční mechanismus. 3. Efekty substituentů. Vztah pro Gibbsovu energii (LFER). Hammetova rovnice. Taftova rovnice. QSAR. Interakce mezi sigma a pi systémy - hyperkonjugace. Izotopové efekty. 4. Dynamické efekty. Konformace acyklických a cyklických uhlovodíků. Vliv heteroatomu na konformační chování. Vliv konformačního chování na reaktivitu. Vztah mezi velikostí kruhu a rychlostními konstantami cyklizačních reakcí. Torzní a stereoelektronové efekty. 5. Aromaticita a antiaromaticita. Aromatické ionty a dipóly. Aromaticita tranzitního stavu v pericyklických reakcích. 6. Solvatace. Chemie v plynné a kapalné fázi. Iontové páry. Hughesův-Ingoldův model. 7. Přenos protonu. Acidobazické rovnováhy ve vodném i nevodném prostředí a v plynné fázi. Vliv substituentů na sílu Bronstedových kyselin a zásad. 8. Nukleofily a elektrofily: ionty a radikály. 9. Přenos elektronu. Ionizační potenciál, elektronová afinita a charge-transfer komplexy. Marcusova teorie. Reakce ve vnitřní a vnější sféře. Přenos elektronu v SN2 a SRN1 reakcích. 10. Katalýza. Katalýza přechodovými kovy; katalýza heterogenní a s přenosem mezi fázemi. 11. Fotochemie. Excitace elektromagnetickým zářením. Přechody mezi elektronovými stavy. Zářivé a nezářivé procesy. Fotochemie v pevné fázi a na tuhých nosičích. 12. Spinová chemie. Efekt magnetického pole (MFE). Magnetický izotopový efekt (MIE). Chemicky indukovaná dynamická jaderná polarizace (CIDNP). 13. Neklasické aktivace chemických reakcí. Mikrovlnná chemie. Sonochemie. Mechano-chemie. Plazmová chemie. Interakce gamma-záření s organickými látkami. Vliv skupenství. 14. Sledování reaktivních a krátce žijících meziproduktů. Izolace, detekce a záchyt. Laserová spektroskopie. Fotochemie jednotlivých molekul.
Literatura
  • I. Fleming: Hraniční orbitaly a reakce v organické chemii. SNTL, Praha 1983.
  • O. Exner: Korelační vztahy v organické chemii. SNTL, Praha 1981
  • O. Exner: Struktura a fyzikální vlastnosti organických sloučenin. SNTL, Praha 1985.
  • F. A. Carey, R. J. Sundberg: Advanced Organic Chemistry, 3rd edition, Part A: Structure and Mechanisms. Plenum Press, New York, 1993.
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 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, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.