Spektroskopia molekularna
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 1100-4BM25 |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Spektroskopia molekularna |
Jednostka: | Wydział Fizyki |
Grupy: | |
Strona przedmiotu: | http://biogeo.uw.edu.pl/spektroskopia_molekularna |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Kierunek podstawowy MISMaP: | fizyka |
Założenia (opisowo): | Wymagana znajomość podstaw fizyki i chemii uzyskana w zakresie studiów licencjackich oraz w pierwszym (zimowym) semestrze studiów drugiego stopnia (magisterskich) . |
Tryb prowadzenia: | w sali |
Skrócony opis: |
Wykład obejmuje podstawy teoretyczne i doświadczalne spektroskopii cząsteczek związków organicznych i bioorganicznych, z uwzględnieniem aktualnych trendów rozwojowych i zastosowań w biofizyce. Szczegółowe zagadnienia rachunkowe i analiza widm spektroskopowych będą przerabiane na ćwiczeniach |
Pełny opis: |
Wykład ma za zadanie przedstawienie podstawowych zagadnień, pojęć i metod współczesnej spektroskopii molekularnej wraz z ich wykorzystaniem w eksperymentach biofizycznych. Program wykładu i zagadnienia na ćwiczeniach. 1. Fizykochemiczne podstawy spektroskopii (rekapitulacja; 1 wykład) - struktura cząsteczki, symetria i tablice charakterów grup, konformacja - dynamika ruchów molekularnych, model dyfuzyjny 2. Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z cząsteczkami (3 wykłady) - energia cząsteczki i makroskopowego układu cząsteczek, diagram Jabłońskiego - prawdopodobieństwo przejścia (złota reguła Fermiego), moment dipolowy, absorpcja, emisja, rozpraszanie Ramana i tensor polaryzowalności, reguły wyboru - klasyfikacja i ogólna charakterystyka metod spektroskopii, parametry opisu widma - techniczne podstawy rejestracji widm, lasery, spektroskopia fourierowska 3. Spektroskopia absorpcyjna i ramanowska w podczerwieni (IR) (2 wykłady) - widma oscylacyjno-rotacyjne cząsteczek dwuatomowych - widma oscylacyjne cząsteczek wieloatomowych, drgania normalne, częstość grupowa (charakterystyczna) - struktura rotacyjna pasm oscylacyjnych, tensor momentu bezwładności, oddziaływanie Coriolisa - widma aktywności optycznej Ramana (ROA) i wibracyjnego dichroizmu kołowego (VCD) 4. Spektroskopia w bliskim nadfiolecie i w zakresie widzialnym (UV VIS) (3 wykłady) - absorpcyjne widma elektronowe, reguła Francka-Condona - chromofor i diagram Kasha, sprzężenie wibronowe - fluorescencja i fosforescencja, metody stacjonarne i czasowo- rozdzielcze, spektroskopia korelacji fluorescencji (FCS) - wygaszanie stanów wzbudzonych, rezonansowy transfer energii (FRET) - dichroizm kołowy (CD), dichroizm liniowy (LD), rezonansowy efekt Ramana (RR) 5. Magnetyczny rezonans jądrowy (NMR) i elektronowy rezonans paramagnetyczny (EPR) (4 wykłady) - rezonans magnetyczny jądra w ujęciu kwantowym i rezonans makroskopowego układu jąder w ujęciu klasycznym - oddziaływania jądro-jądro i jądro-elektron - widma w ciele stałym i widma wysokiej zdolności rozdzielczej - wymiana chemiczna, relaksacja jądrowa, jądrowy efekt Overhausera (NOE) - rezonans magnetyczny elektronu i widma EPR 6. Współczesne techniki spektroskopowe i zastosowania spektroskopii w biofizyce, chemii i biologii (2 wykłady) - techniki wielowymiarowe - spektroskopia pojedynczej cząsteczki (SMS) - przykładowe zastosowania spektroskopii molekularnej. Nakład pracy studenta: Wykład = 30 godzin Ćwiczenia rachunkowe = 30 godzin Samodzielne przygotowanie do wykładu i ćwiczeń (2 godz. tygodniowo) ok. 30 godzin. Przygotowanie do egzaminu ok. 30 godzin Razem ok. 120 godzin. Obowiązkowe ćwiczenia poświęcone są: (a) rozwiązywaniu problemów rachunkowych z zakresu fizyki podstaw spektroskopii; (b) analizie wybranych, przykładowych widm z różnych działów spektroskopii. Dopuszczalna jest maksymalnie dwukrotna (nieusprawiedliwiona) nieobecność na ćwiczeniach. Opis sporządził: Ryszard Stolarski, luty 2019 |
Literatura: |
1) P.W. Atkins „Molekularna mechanika kwantowa” 2) H. Günther „Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego” 3) F.A. Cotton „Teoria grup. Zastosowania w chemii” 4) W. Demtröder „Spektroskopia laserowa” 5) Tekst wykłady i plansze na: http://www.biogeo.uw.edu.pl/files/biogeo/users/stolarsk/spektroskopia_molekularna |
Efekty uczenia się: |
Po ukończeniu przedmiotu student: WIEDZA 1. Zna aktualne zagadnienia z zakresu fizycznych i chemicznych podstaw spektroskopii molekularnej(K_W01, K_W02). 2. Zna zaawansowane, doświadczalne techniki spektroskopowe (K_W04). 3. Zna zastosowania spektroskopii molekularnej w biofizyce i chemii (K_W07). UMIEJĘTNOŚCI 1. Umie wyjaśnić podstawowe zjawiska i pojęcia spektroskopii molekularnej (K_U01, K_U02). 2. Umie wykorzystać nabyte wiadomości z zakresu spektroskopii w rozwiązywaniu problemów biofizycznych(K_U01, K_U03). 3. Umie analizować widma spektroskopowe cząsteczek (K_U07). KOMPETENCJE SPOŁECZNE 1. Rozumie konieczność systematycznego uzupełniania i pogłębiania wiedzy przyrodniczej (K_K01, K_K05). 2. Rozumie wartość i znaczenie zastosowań metodologii i pojęć z zakresu spektroskopii w naukach biologicznych (K_K03). 3. Rozpoznaje, na czym polega uczciwość i odpowiedzialność w pracy badawczej (K_K04, K_K06). |
Metody i kryteria oceniania: |
Pisemny egzamin końcowy w formie testu złożonego z 15 pytań (odpowiedzi "tak" lub "nie") i 5 opisowych pytań otwartych. Możliwość poprawy oceny na egzaminie ustnym. Wzięcie pod uwagę aktywności na ćwiczeniach. Ustny egzamin poprawkowy. |
Praktyki zawodowe: |
Brak |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.