Spektroskopia NMR w chemii

biologia
chemia
fizyka

fakultatywne

Zakłada się, że student opanował materiał z chemii kwantowej i podstaw spektroskopii, który jest wymagany na egzaminie wstępnym na studia II stopnia o kierunku chemia prowadzonych przez Wydział Chemii Uniwersytetu Warszawskiego.

w sali

Przedmiot ma za zadanie zapoznać studentów z podstawami teoretycznymi, metodyką rejestracji widm, interpretacją widm oraz podstawowymi zastosowaniami spektroskopii Jądrowego Rezonansu Magnetycznego.

Wykład ma za zadanie:

a) przedstawić systematycznie wiedzę potrzebną do świadomego wykorzystania metod spektroskopii NMR w chemii,

b) zapoznać studenta z podstawami teoretycznymi najważniejszych metod spektroskopii NMR,

c) zapoznać studenta z metodyką rejestracji widm oraz ich interpretacją.

Wykład ma umożliwić zrozumienie i swobodne wykorzystanie technik nowoczesnej spektroskopii jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR). Zagadnienia omawiane w toku wykładu:

• Podstawy zjawiska NMR: magnetyzm jądrowy - opis klasyczny i kwantowy, zasady detekcji sygnału, transformata Fouriera i jej właściwości, najważniejsze parametry spektralne, rodzaje oddziaływań jąder w polu magnetycznym, reorientacyjne uśrednianie oddziaływań, NMR w fazach izotropowych i anizotropowych - zależność od stanu skupienia, czułość pomiarów metody.

• Relaksacja jądrowa: relaksacja jako dążenie do stanu równowagi, opis ruchów cząsteczkowych, relaksacja podłużna i poprzeczna, mechanizmy relaksacji, jądrowy efekt Overhausera, zjawiska interferencyjne.

• Najważniejsze metody eksperymentalne i ich podział: eksperyment jednoimpulsowy, metody przeniesienia polaryzacji, widma jedno i wielowymiarowe, techniki stosowane do badań w fazie stałej, obrazowanie i mikroobrazowanie, pomiary relaksacyjne i dyfuzyjne.

• Zastosowania w chemii i biochemii: identyfikacja związków organicznych i przypisania sygnałów, parametry związane ze strukturą molekuł i badania strukturalne, badania konformacyjne, metody rozpoznania chiralnego w NMR, procesy dynamiczne w NMR (wyznaczanie parametrów kinetycznych i termodynamicznych), pomiary współczynników dyfuzji w roztworach

Dozwolone jest 5 nieobecności.

Całkowity nakład pracy studenta: 80 h, na co składają się:

1) udział w zajęciach: 30 godzin

2) przygotowanie się do zajęć i egzaminu: 35 godzin

3) konsultacje z prowadzącymi: 15 godzin

Podręczniki:

P. W. Atkins, Chemia Fizyczna, PWN, Warszawa, 2003.

A. Ejchart, A. Gryff-Keller, „NMR w cieczach. Zarys teorii i metodologii”; Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2003

Po ukończeniu zajęć student :

- Ma rozszerzoną wiedzę o miejscu chemii w systemie nauk ścisłych i przyrodniczych, oraz o jej znaczenia dla rozwoju ludzkości.

- Zna i rozumie podstawy teoretyczne różnych spektroskopii molekularnych. Zna zastosowania różnych spektroskopii molekularnych.

- Zna podstawowe aspekty budowy i działania nowoczesnej aparatury pomiarowej wspomagającej badania naukowe w chemii

- Ma wiedzę w zakresie matematyki niezbędną do ilościowego opisu zjawisk i procesów chemicznych właściwych dla danej specjalizacji chemicznej.

- Zna i rozumie oraz potrafi samodzielnie wytłumaczyć matematyczny opis podstawowych zjawisk i procesów chemicznych.

- Potrafi wykorzystać metody spektroskopii molekularnej do analizy struktury i własności molekuł w fazie gazowej i ciekłej.

A także:

a) dokonać wyboru technik spektroskopii NMR do rozwiązywania określonego problemu

b) wyjaśnić zasady wybranych technik eksperymentalnych

c) przeprowadzić interpretację widm pod kątem relacji z budową związków chemicznych

d) rozumieć i krytycznie odnosić się do ograniczeń poszczególnych technik spektroskopii NMR.

Symbole kierunkowych efektów kształcenia: K_W01, K_W04, K_W06, K_W07, K_W08,, K_W10, K_U03, K_U04, K_U05, K_U06, K_U07, K_U08, K_U09, K_U10, K_U11, K_U13, K_U15, K_U17, K_K01, K_K02, K_K03, K_K04, K_K05

Egzamin ustny

Nie dotyczy