615-0017/01 – Structure of Chemical Materials ()

Gurantor departmentDepartment of Analytic Chemistry ProcessesCredits5
Subject guarantordoc. RNDr. Ervín Kozubek, CSc.Subject version guarantordoc. RNDr. Ervín Kozubek, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementCompulsory
Year5Semesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction1999/2000Year of cancellation2007/2008
Intended for the facultiesFMTIntended for study typesMaster
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
KOZ60 doc. RNDr. Ervín Kozubek, CSc.
PAV57 Ing. Jiří Pavlovský, Ph.D.
VON37 Ing. Jiřina Vontorová, Ph.D.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+2

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Teaching methods

Summary

Subject was established to upgrade some principal subjects (Chemical methods of material testing I and II) in the field of chemical compounds structure description from either theoretic (simulation and theoretic calculations) or practical (intensification of spectral and separation methods of instrumental structural analysis) point of view.

Compulsory literature:

Recommended literature:

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

1. Teorie chemické struktury. Uspořádání elektronových obalů, interakce mezi elektrony, struktura a energetické vztahy atomů, modely atomů, struktura a fyzikální vlastnosti molekul. 2. Chemická vazba (zač.), energie a délka vazby, vazby bez vazebných elektronů (iontové, ion – dipól, dipól – dipól), vazby s vazebnými elektrony (homeo-a heteropolární, jedno-, dvou a víceelektronové), metoda molekulárních orbitů, lineární kombinace atomových orbitů, mesomerní metoda. Teorie usměrněné vazby (hybridizace), hlavní typy hybridizace–diagonální sp, trigonální sp2, tetraedrická sp3, tetragonální sp2d, hybridizace sp3d, oktaedrická sp3d2. 3. Chemické vazby v polyatomických molekulách. Energie vazeb a nevazebné interakce atomů, konjugované vazby, rezonanční energie a mesomerie, elektronová hustota, řád vazeb, konjugace jednoduchých vazeb, struktury komplexních sloučenin. 4. Prostorová struktura molekul. Rtg-difrakce na krystalických látkách, struktura krystalů, meziatomové vzdálenosti a úhly mezi vazbami, symetrie a antisymetrie molekul, základní principy stereochemie. 5. Absorpční UV a VIS spektra organických molekul, charakteristické absorpční pásy, interpretace UV a VIS spekter, korelace spekter a struktury organických sloučenin 6. Rotační a vibrační spektra biatomických a polyatomických molekul. Základy teorie grup a symetrie molekul. Systematika bodových grup symetrie. 7. Interpretace základních funkčních skupin organických látek z vibračně- rotačních spekter. Charakteristické absorpční pásy funkčních skupin (např. C-C, C=C, C C, C=O, …). 8. Interpretace konstituce základních organických látek z vibračně-rotačních spekter: alkanů, alkenů, aromatických sloučenin, etherů, alkoholů, karboxylových ,… 9. NMR spektra, počet signálů (podmínka rezonance, stínění, ovlivnění signálů prostředím, teplotou,..), poloha signálu (chemický posun, standardy,…), Intenzita signálů (závislost na jádře, koncentraci,…), štěpení signálů (spin- spinová interakce, dekaplink, ...). 10. 13C, 1H NMR spektra a spektra dalších nuklidů, techniky měření NMR spekter, interpretace NMR–spekter různých organických sloučenin, kvantitativní analýza. 11. Hmotnostní spektra. Běžné fragmentové ionty a pravděpodobné odpovídající sloučeniny, fragmentační mechanismy, analýza hmotnostního spektra, příklady a interpretace HS. 12. Elektrické vlastnosti molekul, elektrický dipól a dipólový moment, dielektrická konstanta a indukce, polarizace a polarizovatelnost, index lomu, molární refrakce. Optické vlastnosti molekul. Lom a disperze světla, molární a iontová refrakce, rozptyl světla, anizotropie polarizovatelnosti a struktura molekul, 13. Optické vlastnosti molekul (pokrač.). Ramanův rozptyl, optická aktivita a struktura molekul. Magnetické vlastnosti molekul, chování látek v magnetickém poli, magnetické vlastnosti látek, diamagnetismus a paramagnetismus atomů a molekul, paramagnetická jaderná a elektronová resonance a jejich vztah ke struktuře, magnetooptické jevy. 14. Makromolekulární sloučeniny. Struktura a fyzikální vlastnosti makromolekul, vnitřní rotace v polymerních řetězcích a teorie rotační izomerie, fyzikální a kinetické vlastnosti makromolekul, protahování řetězců a sítí, struktury makromolekul. Výpočtová cvičení Základní informace o průběhu cvičení. Základní teoretické výpočty k modelům atomů. Elektronová konfigurace prvků, základy kvantové organické chemie (Schrödingerova rovnice, hybridizace, kovalentní vazba, orbitaly n-elektronů). Chemická vazba–energetika chemické vazby v pevných látkách (výpočty). Prvky symetrie v krystalech, určování hkl symbolů, krystalochemie. Test ze cvičení 1 – 4. Interpretace UV a VIS spekter, korelace spekter a struktury organických sloučenin. Spektra IČS–Jednoduché výpočty z a) klasické teorie vibrační a rotační spektroskopie, b) kvantovaných energetických hladin. Interpretace IČ spekter-funkční skupiny. Interpretace IČ spekter-sestavení struktury neznámé organické látky (za použití elementární analýzy). NMR spektra–vyhodnocení jednoduchých 1H a 13C NMR spekter. NMR spektra–typová analýza směsí organických látek. HS spektra–interpretace různých druhů organických sloučenin. Sestavení struktur neznámých organických látek za použití výsledků elementárních analýz, infračervených, 13C NMR a HS spekter. Závěrečný test ze sestavovaní struktur neznámých organických látek za použití výsledků elementárních analýz, infračervených, 13C NMR a HS spekter. Opakovací cvičení, opravný test, udělení zápočtu.

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (100) 51
        Exercises evaluation Credit 35 (35) 0
                Laboratory work Laboratory work 10  0
                Written exam Written test 10  0
                Other task type Other task type 15  0
        Examination Examination 65 (65) 0
                Oral Oral examination 65  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2007/2008 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2006/2007 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2005/2006 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2004/2005 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2003/2004 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2002/2003 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2001/2002 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2000/2001 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner