Physical Principles of Molecular System Organisation I - NBCM068

• Title: Fyzikální principy organizace molekulárních systémů I
• Guaranteed by: Department of Macromolecular Physics (32-KMF)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2021
• Semester: summer
• E-Credits: 3
• Hours per week, examination: summer s.:2/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: not taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: RNDr. Josef Klimovič, CSc.
• Classification: Physics > Biophysics and Chemical Physics

Annotation

English

Last update: T_KMF (16.05.2001)

Recommended to the students of Biophysics, Chemical and Macromolecular Physics. A survey of interactions and bonding in condensed molecular and macromolecular systems, descriptions of principles and types of organizations of molecules in dependence of thermodynamics conditions, of structure and properties of molecular systems and their morphology. The quantum theory is requested. Lecture is advised to the students of solid physics, chemistry and biology who needs to complete their knowledge of microscopic structure of organic material in condensed state.

Czech

Last update: ()

Přednáška je určena pro zaměření Biofyzika, chemická a makromolekulární fyzika. Podává přehled interakcí a vazeb v kondensovaných molekulárních a makromolekulárních soustavách, popisuje principy a typy uspořádávání molekul v závislosti na termodynamických podmínkách, strukturu a vlastnosti nadmolekulárních systémů a jejich morfologii. Předpokládané znalosti: základy kvantové mechaniky. Kurs je vhodný i pro fyziky pevných látek, chemiky a biology, kteří si potřebují doplnit znalosti o mikroskopické struktuře organických látek v kondensovaném stavu.

Syllabus

Last update: ()

1. Podstata různých typů meziatomovývh a mezimolekulárních interakcí a vazeb. Elektronegativita atomů, iontová vazba. Kovová a kovalentní vazba. Odpudivé síly. Síly dispersní. Interakce molekul obsahujících permanentní a indukované elektrické dipóly. Vodíkové můstky.

2. Uspořádávání atomových systémů. Iontové krystaly, kovy, polovodiče. Vztah elektronové struktury a vlastností. Polymorfismus.

3. Prostorová a elektronová struktura organických molekul. Molekulární orbitaly, hybridizace, síla a orientace vazeb. Konjugované systémy. Rotace kolem vazeb, konformační stavy.

4. Nadmolekulární uspořádání organických molekul. Molekulární krystaly, hustota uspořádání. Kapaliny. Amorfní (skelný) stav.

5. Mesomorfní systémy. Plastické krystaly - podmínky vzniku, struktura, vlastnosti. Kapalné krystaly - podmínky vzniku, typy struktur, fázové přechody, fyzikální vlastnosti, aplikace.

6. Makromolekuly. Polymery, polymerizace. Lineární řetězce, nepravidelnosti. Větvení, kopolymerizace. Příklady.

7. Lineární řetězce. Konformační stavy, ideální spirálové structury - způsoby popisu, klasifikace.

8. Polymerní krystaly. Typy krystalografických mříží. Morfologie - skládání řetězců, lamelární krystaly. Nukleace, růst. Teplotní změny. Uspořádávání lamel.

9. Částečně krystalické a amorfní polymery. Semikrystalinita, koncepce parakrystalinity. Modely amorfních polymerů. Skelný přechod, viskoelastický stav.

10.Počítačové modelování struktury a vlastností makromolekulárních systémů. Molekulární mechanika (statika a dynamika).

11.Vyšší úrovně a některé speciální typy organizace v molekulárních a makromolekulárních systémech. Micely, membrány. L.-B- vrstvy. Lígandy v molekulárních matricích.

12.Statistický popis polymerních systémů. Konformační statistika, polymerní klubka. Viskoelastické vlastnosti, skelný přechod, teplotní závislost mechanických vlastností polymerů.

13.Složení a strukturní organizace nukleových kyselin. Vlastnosti složek nukleových kyselin. Složení DNA a RNA. Primární a vyšší stupně struktury nukleových kyselin - interakce dusíkových bází, polymorfismus NA, superspirální struktury.

14. Základní údaje o biologické funkci nukleových kyselin. Struktura a funkce genů. Replikace DNA. Genetický kód, přepis a přenos. Mechanismy regulace genové exprese.