SPEKTROSKOPIA MOLEKULARNA 2015/16 nazwa przedmiotu SYLABUS A. Informacje ogólne

Transkrypt

1 SPEKTROSKOPIA MOLEKULARNA 2015/16 nazwa SYLABUS A. Informacje ogólne Elementy składowe sylabusu Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Nazwa kierunku studiów Poziom kształcenia Profil studiów Forma studiów Kod Rodzaj Rok studiów /semestr Wymagania wstępne (tzw. sekwencyjny system zajęć i egzaminów) Liczba godzin zajęć dydaktycznych z podziałem na formy prowadzenia zajęć Założenia i cele Metody dydaktyczne oraz ogólna forma zaliczenia Studia drugiego stopnia Ogólnoakademicki Stacjonarne Przedmiot obowiązkowy, moduł ogólnouczelniany chemia kwantowa, fizyka, matematyka wykład 30 godzin, laboratorium 30 godz. Zapoznanie studenta z fizycznymi podstawami zjawiska oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z materią oraz z podstawami teoretycznymi spektroskopii jako wyniku zastosowania reguł mechaniki kwantowej Wykład: metoda podająco-aktywizująca, laboratorium praktyczne pomiary widm IR, NMR i UV-VIS ; konsultacje zasady dopuszczenia do egzaminu: zaliczenie sześciu ćwiczeń laboratoryjnych Forma zaliczania ćwiczeń laboratoryjnych: sprawdzenie ustne przygotowania do każdego ćwiczenia w oparciu podany materiał, ocena sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych Formy oceny pracy studenta: egzamin pisemny, ustne zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych, ocena sprawozdania pisemnego z ćwiczeń laboratoryjnych Na końcową ocenę z skalda się 0,3 oceny z zaliczenia laboratorium oraz 0,7 oceny z egzaminu pisemnego obejmującego materiał wykładu. Efekty kształcenia 1. Posiada wiedzę na temat spektroskopowych metod analizy budowy związków chemicznych 2. Zna kwantowo-mechaniczne modele stosowane do opisu zjawiska rotacji, oscylacji i rozpraszania promieniowania 3. Zna teoretyczne podstawy funkcjonowania spektrometrów IR, Ramana, UV-VIS i NMR 4. Potrafi wybrać metodę i aparaturę do wykonania analizy spektroskopowej w wybranych obszarach spektralnych 5. Potrafi zastosować wybrane metody spektroskopowe w celu rozwiązania określonego problemu 6. Wykazuje zainteresowanie zjawiskiem oddziaływanie światła z materią pod kątem relacji z budową związków chemicznych Odniesienie do kierunkowych efektów kształcenia K_W02 K_W03 K_W07 K_U03 K_U04 K_K02 Punkty ECTS 5 Bilans nakładu pracy studenta Ogólny nakład pracy studenta: 125 godz. w tym: udział w zajęciach: 60 godz.; przygotowanie się do zajęć i zaliczeń: 18 godz.; opracowanie sprawozdań z laboratoriów:

2 Wskaźniki ilościowe 12 godzin, udział w konsultacjach, zaliczeniach, egzaminie: 7,5 godzin, przygotowanie do egzaminu 27,5 godziny Nakład pracy studenta związany z zajęciami Liczba godzin Punkty ECTS wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela 67,5 2,7 o charakterze praktycznym 95 3,8 Data opracowania: Koordynator : dr hab. Alina T. Dubis

3 SYLABUS B. Informacje szczegółowe Elementy składowe sylabusu Nazwa Kod Nazwa kierunku Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Rok studiów/ semestr Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz forma prowadzenia zajęć Prowadzący Treści merytoryczne Spektroskopia molekularna Liczba godzin: 30 Forma prowadzenia zajęć: wykład aktywizujący Dr hab. Alina T. Dubis 1-2. Podstawy ogólne spektroskopii molekularnej natura i właściwości światła, kwantowo-mechaniczny opis cząsteczek, przejścia spektroskopowe 3-4. Spektroskopia rotacyjna klasyczne ujęcie rotacji molekuł, kwantowo-mechaniczny opis ruchu rotacyjnego, widma rotacyjne, wyznaczanie długości wiązań chemicznych z widm rotacyjnych, widma oscylacyjno-rotacyjne, wpływ oscylacji cząsteczki na widmo rotacyjne, rotator niesztywny, rozciąganie odśrodkowe, intensywność linii w widmie rotacyjnym, efekt Starka, reguły wyboru przejść rotacyjnych, widma rotacyjne cząsteczek wieloatomowych 5-6. Spektroskopia oscylacyjna mechanika kwantowa oscylacji atomów w cząsteczce, oscylator harmoniczny, reguły wyboru przejść oscylacyjnych, obliczanie odległości poziomów oscylacyjnych, oscylator enharmoniczny, wyznaczanie energii dysocjacji cząsteczki, wyznaczanie współczynnika anharmoniczności i stałych siłowych wiązań z widma oscylacyjnego, przesunięcie izotopowe, widma oscylacyjnorotacyjne substancji gazowych, reguły wyboru przejść oscylacyjnorotacyjnych, drgania normalne, drgania aktywne w podczerwieni, częstości grupowe, obserwacja wiązań wodorowych przy pomocy widm IR, widma w podczerwieni ciał stałych 7-8. Spektroskopia Ramana rozpraszanie światła połączone ze zmianą długości fali, rozpraszanie stokesowskie i antystokesowskie, rozpraszanie Rayleigha, polaryzowalność cząsteczek, teoria polaryzowalności Placzka, efekt Ramana, reguły wyboru w widmach ramanowskich, rotacyjne widmo Ramana, drgania aktywne w widmie Ramana, porównanie widm w podczerwieni i Ramana Spektroskopia elektronowa wzbudzenia elektronowe, przejścia elektronowe, energia przejść elektronowych, reguły wyboru w widmach elektronowych cząsteczek dwuatomowych, reguła Francka-Condona, termy atomowe, sprzężenie spinowoorbitalne Russela-Saundersa, reguły wyboru przejść elektronowych, termy molekularne, oznaczenia symetrii termów, reguły wyboru widm cząsteczek wieloatomowych, intensywność przejść elektronowych, prawdopodobieństwo absorpcji i emisji promieniowania, widmo elektronowe, klasyfikacja pasm w widmach elektronowych, przejścia d-d i CT 11. Spektroskopia emisyjna fluorescencja i fosforescencja zanik promienisty i bezpromienisty, wygaszanie emisji, mechanizm fluorescencji, przesunięcie stokesowskie, fluorofory, wydajność kwantowa fluorescencji, mechanizm fosforescencji, różnice pomiędzy fluorescencją a fosforescencją, diagram

4 Jabłońskiego, reguła Kashy, rodzaje luminescencji 12. Spektroskopia fotoelektronów zjawisko fotoelektryczne, spektroskopia fotoelektronów w nadfiolecie UPES, spektroskopia fotoelektronów X XPES, widma fotoelektronów, spektroskopia fotoelektronów do celów analizy chemicznej ESCA, elektrony Augera, Widma w polu magnetycznym NMR doświadczenie Sterna-Gerlacha, mechanika kwantowa momentu pędu, moment magnetyczny, właściwości jąder atomowych, spin, jądrowy moment magnetyczny, oddziaływanie magnetycznego momentu dipolowego z polem magnetycznym, częstość Larmora, rozszczepienie częstości spinowej protonu, spin jądrowy, przesunięcie chemiczne, ekranowanie jąder przez elektrony, sprzężenie spinowo-spinowe, rozszczepienie multipletowe, widma protonowe, multipletowość sygnałów 15. Spektroskopia elektronowego rezonansu paramagnetycznego rodzaje centrów paramagnetycznych, moment magnetyczny elektronu, spinowy współczynnik magnetogiryczny, sprzężenie pomiędzy orbitalnym i spinowym momentem magnetycznym, warunki rezonansu, podstawowe zasady technik EPR Efekty kształcenia wraz ze sposobem ich weryfikacji Forma i warunki zaliczenia Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej K_W02, K_W03- egzamin pisemny K_W07 - zaliczenie wejściówki do ćwiczeń laboratoryjnych, ocena aktywności w trakcie zajęć K_U03, K_U04, K_K02 - ocena pracy studenta w trakcie zajęć laboratoryjnych zasady dopuszczenia do egzaminu: zaliczenie teoretyczne i praktyczne sześciu ćwiczeń laboratoryjnych zdany egzamin pisemny Na końcową ocenę z skalda się 0,3 oceny z zaliczenia laboratorium oraz 0,7 oceny z egzaminu pisemnego obejmującego materiał wykładu. Zalecana literatura podstawowa: Joanna Sadlej Spektroskopia molekularna Włodzimierz Kołos, Joanna Sadlej Atom i cząsteczka Zbigniew Kęcki Podstawy spektroskopii molekularnej Zalecana literatura dodatkowa: David O. Hayward Mechanika kwantowa dla chemików seria Niezbędnik chemika Peter W. Atkins fizyczna

5 SYLABUS C. Informacje szczegółowe Elementy składowe sylabusu Nazwa Kod Nazwa kierunku Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Rok studiów/ semestr Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz forma prowadzenia zajęć Liczba punktów ECTS Prowadzący Treści merytoryczne Efekty kształcenia wraz ze sposobem ich weryfikacji Forma i warunki zaliczenia Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej Spektroskopia molekularna Liczba godzin: 30 Forma prowadzenia zajęć: laboratorium dr hab. Alina T. Dubis, dr hab. E. Gorodkiewicz, dr P. Wałejko, mgr Aneta Tomkiel 1. Badanie wiązań wodorowych metodą spektroskopii w IR. 2. Wpływ efektów podstawnikowych na położenie pasma absorpcji grupy karbonylowej. 3. Pomiar równowagi keto-enolowej. 4. Wyznaczanie energii aktywacji przemiany cykloheksanu przy pomocy dynamicznej spektroskopii NMR. 5. Wyznaczanie czasu relaksacji w spin-sieć T i jego wykorzystanie jako parametru strukturalnego. 6. Badanie widm benzenu i jego pochodnych przy pomocy spektroskopii UV. K_W02, K_W07, K_U03 - zaliczenie wejściówki do ćwiczeń laboratoryjnych, ocena sprawozdań i aktywności w trakcie zajęć K_U04 ocena pracy studenta w trakcie zajęć laboratoryjnych zasady zaliczania ćwiczeń laboratoryjnych: sprawdzenie ustnego przygotowania do każdego ćwiczenia w oparciu podany materiał, ocena sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych 1. Z. Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN, Warszawa, Zieliński W., Rajca A., Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych, WNT, Warszawa., 2000