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:
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: 01.10.2015 Koordynator : dr hab. Alina T. Dubis
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 9-10. 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
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, 13-14. 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
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, 1992 2. Zieliński W., Rajca A., Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych, WNT, Warszawa., 2000