Chemická struktura - MC280P14

• Anglický název: Chemical structure
• Zajišťuje: Katedra učitelství a didaktiky chemie (31-280)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2014 do 2014
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/1, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: nevyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: RNDr. František Zemánek

Anotace

čeština

Poslední úprava: RENA (31.01.2003)

Chemická struktura (přednáška pro učitelské studium)
4. ročník, zimní semestr, předn.30 hod./sem., cvič.15 hod./sem.
Přednáška shrnuje základní výklad struktury látek a metod jejího studia. Struktura atomu, atomové orbitaly, model nezávislých částic, atomová spektra. Chemická vazba ve dvouatomových molekulách, metoda VB, teorie MO, symetrie, MO a fotoelektronová spektroskopie, iontová vazba. Elektronová struktura víceatomových molecul, lokalizované a delokalizované MO, molekulová geometrie, Hűckelovy MO, teorie krystalového a teorie ligandového pole. Mezimolekulové síly, chemická vazba.

angličtina

Poslední úprava: RENA (31.01.2003)

Chemical structure (education of secondary school teachers)
4rd year, summer semestr
Atomic structure, atomic orbitals, independent particle model, atomic spectra. Chemical bonds in diatomics molecules, VB method, MO theory, symmetry, MO and photoelectron spectroscopy, ionic bonds. Electronic structure of polyatomic molecules, localized and delocalized MO´s, molecular geometry.

Literatura

Poslední úprava: SRBA (19.08.2002)

Literatura: Fišer J., Zemánek F.: Struktura látek (atomy, molekuly,krystaly), Karolinum, Praha 1993

Sylabus

čeština

Poslední úprava: RENA (31.01.2003)

Chemická struktura (přednáška pro učitelské studium)

4. ročník, zimní semestr, předn.30 hod./sem., cvič.15 hod./sem.

Přednáška shrnuje základní výklad struktury látek a metod jejího studia. Struktura atomu, atomové orbitaly, model nezávislých částic, atomová spektra. Chemická vazba ve dvouatomových molekulách, metoda VB, teorie MO, symetrie, MO a fotoelektronová spektroskopie, iontová vazba. Elektronová struktura víceatomových molecul, lokalizované a delokalizované MO, molekulová geometrie, Hűckelovy MO, teorie krystalového a teorie ligandového pole. Mezimolekulové síly, chemická vazba v pevných látkách. Orbitalová teorie a chemické reakce. Struktura molekul a spektroskopie, absorpční a emisní spektra. Rotační spektra, tuhý a pružný rotor, mikrovlná spektra a molekulová geometrie. Linearní harmonický oscilátor, anharmonický oscilátor, vibračně-rotační spektra dvouatomových molekul. Vibrace polyatomových molecul, infračervená spektra a molekulová struktura. Ramanova spektra . Elektronová spektra, chromofory, fluorescence a fosforescence. Stimulovaná emisie záření, lasery. Spektra NMR a ESR. Mösbauerova spektroskopie, hmotnostní spektroskopie. Difrakční methody stanovení struktury látek.

Přednášející: RNDr. František Zemánek

Literatura:

Fišer J., Zemánek F.: Struktura látek (atomy, molekuly, krystaly), Universita Karlova, Praha 1994.

Chemická struktura (pro učitelské studium, sylabus).

Přednáška 2 hod. týdně, cvičení 1 hod. týdně, 3. ročník - zimní semestr.

Přednášející: RNDr. František Zemánek

1. Kvantová mechanika a struktura atomu.

Schrödingerova rovnice a vlnová funkce, atomové orbitaly a jejich znázorňování. Model nezávislých částic, výstavbový princip, atomové spektrum. Ionizační energie, elektronová afinita, elektronegativita, poloměr atomu.

2. Chemická vazba ve dvouatomových molekulách.

Bornova - Oppenheimerova aproximace, variační princip. Metoda valenční vazby, molekula vodíku. Teorie molekulových orbitalů, homonukleární dvouatomové molekuly. Prvky a operace symetrie. Klasifikace molekulových orbitalů. Heteronukleární dvouatomové molekuly, iontová vazba.

3. Elektronová struktura víceatomových molekul.

Lokalizované a delokalizované molekulové orbitaly, metoda MOLCAO, hybridizace. Elektronová struktura a molekulová geometrie, metoda VSEPR. Delokalizované vazby, sloučeniny inertních plynů. Molekula vody, Walshovy diagramy. Hückelova metoda MO. Elektronová struktura a geometrie koordinačních sloučenin. Symetrie komplexních iontů, teorie krystalového pole a teorie ligandového pole. Van der Waalsovy síly a vodíkové vazby. Zachování orbitalové symetrie při chemických reakcích.

4. Chemické vazby v pevných látkách.

Amorfní a krystalické látky, typy vazeb v krystalech. Iontové a kovalentní krystaly. Kovová vazba, kovy a polovodiče. Molekulové krystaly, struktury s několika typy vazeb.

5. Molekulová struktura a molekulová spektroskopie.

Elektromagnetické záření a jeho interakce s molekulami. Absorpční a emisní spektra, populace excitovaných stavů, výběrová pravidla. Rotační spektra, tuhý a elestický rotor, mikrovlnná spektra a molekulová geometrie. Vibrace dvouatomových molekul, lineární harmonický oscilátor, anharmonicita. Vibračně-rotační spektra dvouatomových molekul. Ramanův efekt, vibračně-rotační Ramanova spektra dvouatomových molekul. Vibrace víceatomových molekul, infračervaná spektra a struktura molekul. Vibrační Ramanova spektra víceatomových molekul. Eletronová spektra, vibrační a rotační struktura elektronových spekter dvouatomových molekul. Franckův-Condonův princip. Typy elektronových přechodů ve víceatomových molekulách. Chromoforní, auxochromní efekt. Elektronově excitované stavy, zářivé a nezářivé procesy, fluorescence a fosforescence. Fotoelektronová spektroskopie. Stimulovaná emise záření, lasery. Spektra NMR, chemický posun, interakce spin-spin, relaxační procesy. Spektra ESR, faktor g, hyperjemná struktura. Mössbauerova spektroskopie. Hmotnostní spektroskopie. Difrakční metody a stanovení molekulové struktury.

6. Vlastnosti molekul.

Elektrické vlastnosti, polarizace dielektrik, indukovaná a orientační polarizace. Elektrický dipólový moment a molekulová struktura. Magnetické vlastnosti, diamagnetismus,

paramagnetismus a feromagnetismus. Optické vlastnosti, optická aktivita, optická rotační disperze a cirkulární dichroismus.

angličtina

Poslední úprava: RENA (31.01.2003)

Chemical structure (education of secondary school teachers)

4th year, winter semestr, lec. 30 hrs, sem. 15 hrs.

Atomic structure, atomic orbitals, independent particle model, atomic spectra. Chemical bonds in diatomics molecules, VB method, MO theory, symmetry, MO and photoelectron spectroscopy, ionic bonds. Electronic structure of polyatomic molecules, localized and delocalized MO´s, molecular geometry, Hűckel MO method, crystal and ligand field theory, intermolecular forces, chemical bonds in solids, orbital theory in chemical reactions. Molecular structure and spectroscopy, absorption and emision spectra. Pure rotational spectra, rigid and nonrogid rotor, microwave spectra and molecular geometry. Linear harmonic oscilator and anharmonic oscilator, vibrational-rotational spectra of diatomics. Vibrations of polyatomic molecules, infrared spectra and molecular structure. Raman spectra . Electronic spectra, chromophores, fluorescence and fosforescence. Stimulated emision of radiation, lasers. NMR spectra, ESR spectra. Mösbauer spectroscopy, mass spectroscopy. Difraction methods and the determination of structure. Optical rotatory dispersion and circular dichroism.

Lecturer: RNDr. František Zemánek

References: Atkins P.W., 1995, Physical Chemistry, Oxford University Press, Oxford.

Fišer J., Zemánek F., 1994, Struktura látek (atomy, molekuly, krystaly), Universita Karlova, Praha.

Chemical structure (syllabus, course for future chemistry teachers)

lecture 2 hrs/week, seminar 1 hr/week, 3th year, summer semestr

1. Quantum mechanics and atomic structure.

The Schrödinger equation and the wave function, atomic orbitals and their graphical

representation.

Independent particle model, Aufbau principle, atomic spectrum.

Ionozation energy, electron affinity, electronegativity, atomic radius.

2. Chemical bonds in diatomic molecules.

Born-Oppenheimer approximation, variation principle.

Valence-bond method, hydrogen molecule.

Molecular orbital theory, homonuclear diatomics.

Symmetry elements and symmetry operations.

Classification of molecular orbitals.

Heteronuclear diatomics and ionic bonds.

3. Electronic structure of polyatomic molecules.

Localized and delocalized MO, the MOLCAO method, hybridization.

Electronic structure and molecular geometry, the VSEPR method.

Delocalized bonds, compounds of inert gases, water molecule, Walsh diagrams.

Hückel MO method.

Electronic structure and geometry of coordination compounds.

Symmetry of complex ions, crystal field and ligand field theory.

Van der Waals forces and hydrogen bond.

Conservation of orbital symmetry in chemical reactions.

4. Chemical bonds in solids.

Amorphous and crystalline solids, bond types in crystals.

Ionic and covalent crystals.

Metalic bond, metals and semiconductors.

Molecular crystals, structures with several types of bonds.

5. Molecular structure and molecular spectroscopy.

The electromagnetic radiation and its interaction with molecules.

Absorption and emission spectra, population of the excited states, selection rules.

Pure rotational spectra, rigid and non rigid rotor, microwave spectra and molecular

geometry.

Vibrations of diatomoic molecules, linear harmonic oscilator and anharmonic

oscilator, vibrational-rotational spectra of diatomics.

The Raman effect, vibrational-rotational Raman spectra of diatomic molecules.

Vibrations of polyatomic molecules., normal modes of vibration. Infrared spectra and

molecular structure. Vibrational Raman spectra.

Electronic spectra, vibrational and rotational structure of the electronic spectra of

diatomics. The Franck-Condon principle. Types of electronic transitions in

polyatomic molecules. Chromophores, auxochromic effect.

The fate of the electronicaly excited states, radiative and nonradiative processes.

Fluorescence and phosphorescence, fluorescence spectra.

Photoelectron spectroscopy, UPS and XPS.

Stimulated emission of radiation, population inversion.

Lasers: the ruby laser, the He-Ne laser, the dye, chemical and excimer lasers.

NMR spectra, chemical shift, spin-spin interaction, relaxation processes, NMR

spectra and molecular structure.

ESR spectra, the g-value, hyperfine splitting.

Mössbauer spectroscopy.

Mass spectroscopy.

Diffraction methods and the determination of molecular structure.

6. Properties of molecules.

Electric properties, polarization of dielectrics, induced and orientation polarization.

Electric dipole moment and molecular structure.

Magnetic properties, diamagnetism, paramagnetism and ferromagnetism.

Optical properties, optical activity, rotatory dispersion and circular dichroism.

References: Atkins P.W., 1995, Physical Chemistry, Oxford University Press, Oxford.

Fišer J., Zemánek F., 1994, Struktura látek, Univerzita Karlova, Praha.