Uniwersytet Warszawski - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Podstawy spektroskopii molekularnej

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1200-1CHJPSMW4
Kod Erasmus / ISCED: 13.3 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0531) Chemia Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Podstawy spektroskopii molekularnej
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy: Nanoinzynieria; przedmioty do wyboru
Przedmioty minimum programowego dla studentów 4-go semestru (S1-PRK-CHJR)
Punkty ECTS i inne: 3.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowe

Tryb prowadzenia:

w sali

Skrócony opis:

Przedmiot na studiach I stopnia na kierunku chemia jądrowa i radiofarmaceutyki 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

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/24" (w trakcie)

Okres: 2024-02-19 - 2024-06-16
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Garbacz
Prowadzący grup: Piotr Garbacz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.
Krakowskie Przedmieście 26/28
00-927 Warszawa
tel: +48 22 55 20 000 https://uw.edu.pl/
kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.3.0 (2024-03-22)