Spektroskopia A
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 1200-1ENSPEAW4 |
Kod Erasmus / ISCED: |
13.3
|
Nazwa przedmiotu: | Spektroskopia A |
Jednostka: | Wydział Chemii |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Kierunek podstawowy MISMaP: | chemia |
Rodzaj przedmiotu: | nieobowiązkowe |
Założenia (opisowo): | Zakłada się, że student opanował podstawy chemii kwantowej. |
Tryb prowadzenia: | w sali |
Skrócony opis: |
Przedmiot jako jeden z przedmiotów do wyboru na studiach I stopnia na kierunku energetyka i chemia jądrowa ma za zadanie zapoznać studentów z podstawami teoretycznymi najważniejszych metod spektroskopii molekularnej, metodyką rejestracji widm, interpretacją widm pod kątem relacji z budową związków oraz podstawowymi zastosowaniami analitycznymi spektroskopii molekularnej. |
Pełny opis: |
Wykład ma za zadanie: a) systematycznie przedstawić wiedzę potrzebną do świadomego wykorzystania metod spektroskopowych w chemii, b) zapoznać studenta z podstawami teoretycznymi najważniejszych metod spektroskopii molekularnej, c) zapoznać studenta z metodyką rejestracji widm oraz interpretacją widm. W części wstępnej przypomniane zostaną właściwości promieniowania elektromagnetycznego oraz podstawowe wiadomości z chemii kwantowej dotyczące kwantowania energii elektronowej, oscylacyjnej i rotacyjnej molekuły. Następnie wyjaśniona zostanie korelacja między strukturą poziomów energetycznych molekuły a postacią widma absorpcyjnego, emisyjnego oraz rozproszenia Ramana. Omówione zostaną czynniki wpływającej na szerokość pasm w widmach (w tym czas życia molekuły w stanie wzbudzonym, efekt Dopplera). Podczas kolejnych wykładów będą omawiane poszczególne techniki spektroskopowe. Spektroskopia rotacyjna – poziomy energetyczne dwuatomowego rotatora sztywnego (wartości energii, stopień degeneracji); rotacje wieloatomowych molekuł; rotacyjne widmo absorpcyjne i rotacyjne widmo ramanowskie (dla jakiego rodzaju molekuł można mierzyć rotacyjne widma absorpcyjne i ramanowskie, dozwolone zmiany kwantowej liczby rotacyjnej). Spektroskopia oscylacyjna - oscylator harmoniczny i anharmoniczny; poziomy energetyczne i funkcje falowe dwuatomowego oscylatora harmonicznego; pojęcie drgania normalnego; absorpcyjne i ramanowskie widma oscylacyjne (reguły wyboru); zakaz alternatywny; drganie charakterystyczne. Absorpcyjne i ramanowskie widma oscylacyjno-rotacyjne - reguły wyboru. Interferometr Michelsona; transformacja Fouriera. Rezonansowy efekt Ramana (mechanizm zjawiska i zastosowania). Widma elektronowe: reguły wyboru. Struktura oscylacyjna i rotacyjna widm elektronowych; wyznaczanie energii dysocjacji z widm elektronowych; analiza wpływu podstawienia izotopowego na energie dysocjacji wybranych molekuł. Widma luminescencji (w tym porównanie położenia pasm w widmach absorpcyjnych, fluorescencyjnych i fosforescencyjnych). Spektroskopia fotoelektronów - podstawy spektroskopii XPS, UPS i Augera. Elektronowy rezonans paramagnetyczny (EPR) - kwantowanie energii elektronu w zewnętrznym polu magnetycznym; współczynnik rozszczepienia spektroskopowego g; struktura nadsubtelna widm EPR. Jądrowy rezonans magnetyczny (NMR) - stany energetyczne magnetycznych jąder w zewnętrznym polu magnetycznym; warunek rezonansu; zjawisko ekranowania jąder; sprzężenia spinowo-spinowe; równocenność chemiczna i magnetyczna; rezonans 1H, 13C, 14N, 15N i 19F; przetwarzanie sygnału NMR, transformacja Fouriera; procesy relaksacji w NMR; efekt Overhausera; wielowymiarowe widma NMR. Tomografia NMR. Pokazane zostaną możliwości zastosowania metod spektroskopowych w rozwiązywaniu różnych problemów w chemii (identyfikacja związków organicznych, określanie budowy związków chemicznych, zastosowania analityczne). Wykład = 30 godzin. Samodzielne przygotowanie do każdego wykładu (1,5 godziny tygodniowo) = 22 godziny. Przygotowanie do egzaminu = 28 godzin. Razem = ok. 80 godzin. |
Literatura: |
P. W. Atkins, Chemia Fizyczna, PWN, Warszawa, 2003. Z. Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN, Warszawa, 1992. |
Efekty uczenia się: |
Po ukończeniu wykładu student a) ma rozszerzoną wiedzę o miejscu spektroskopii molekularnej w systemie nauk ścisłych i przyrodniczych, oraz o jej znaczenia dla rozwoju ludzkości, b) zna i rozumie podstawy teoretyczne różnych rodzajów pomiarów spektroskopowych, c) zna zastosowania różnych rodzajów pomiarów spektroskopowych. d) potrafi wykorzystać metody spektroskopii molekularnej do analizy struktury i własności molekuł w fazie gazowej i ciekłej e) potrafi dokonać wyboru technik spektroskopowych do rozwiązywania określonego problemu f) zna podstawowe aspekty budowy i działania nowoczesnej aparatury do pomiarów spektroskopowych. g) zna i rozumie oraz potrafi samodzielnie wytłumaczyć matematyczny opis podstawowych zjawisk i procesów mających wpływ na postać mierzonych widm. |
Metody i kryteria oceniania: |
Egzamin końcowy w formie pisemnej. Do zaliczenia przedmiotu wymagane jest uzyskanie co najmniej 50% punktów z egzaminu końcowego. Obecność na wykładzie jest wymagana. Dopuszczalne są trzy nieobecności. |
Praktyki zawodowe: |
NIE |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii.