Spektroskopia 310-CS2-1SPMO
Wykład (WYK) Rok akademicki 2024/25

1. W. Żyrnicki W., Borkowska-Burnecka J., Bulska E., Szmyd E. (red.) - Metody analitycznej spektrometrii atomowej, Teoria i praktyka, wyd. Malamut, Warszawa 2010

2. J. Sadlej – Spektroskopia molekularna

4. Z. Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN, Warszawa, 1992

5. W. Zieliński, A. Rajca - Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych, WNT Warszawa., 1995

6. R.M. Silverstein, F.X. Webster, D.J. Kiemle „Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych” PWN 2007

7. E. Breitmaier „Structure Elucidation by NMR in Organic Chemistry” Wiley 2007

Zalecana literatura dodatkowa:

Peter W. Atkins – Chemia fizyczna

Efekty kształcenia KP7_WG5, KP7_UW2 oraz KP7_KO2 są realizowane w trakcie wykładu a stopień ich realizacji jest określany poprzez ocenę aktywności studentów na zajęciach oraz na podstawie ocen uzyskanych z prac pisemnych.

Metody i kryteria oceniania:

1. Zaliczenie wykładu odbywa się w formie pisemnej oraz na podstawie obecności na zajęciach.

2. Warunkiem przystąpienia do zaliczenia jest: - uzyskanie minimum 51% punktów możliwych do uzyskania z każdego ćwiczenia

3. Nieusprawiedliwiona nieobecność studenta na więcej niż trzech wykładach kwalifikuje do niezaliczenia przedmiotu. W przypadku usprawiedliwionej nieobecności na wykładzie student jest zobowiązany do samodzielnego opanowania materiału oraz ewentualnego przygotowania odpowiedzi na przesłane przez prowadzącego zagadnienia.

4. W przypadku osób ze szczególnymi potrzebami istnieje możliwość wprowadzenia elastycznych form zaliczenia w porozumieniu wykładowca-student zgodnie z koncepcją projektowania uniwersalnego, przy czym warunki takie powinny być ustalone na początku cyklu nauczania.

5. Oceny dokonuje się w oparciu o kryteria oceniania zgodne z Regulaminem studiów (https://chemia.uwb.edu.pl/studenci)

6. Terminy zaliczania wykładu: pierwszy (przed sesją egzaminacyjną) oraz jeden poprawkowy (w sesji poprawkowej). Dokładne terminy egzaminu studenci są zobowiązani do indywidualnego ustalenia z osobami prowadzącymi wykład.

1. Spektroskopia atomowa absorpcyjna i emisyjna – Absorpcja i emisja promieniowania przez atomy, parametry charakteryzujące widmo atomowe: szerokość spektralna linii, intensywność linii, rozdzielczość, parametry wpływające na poszerzenie widma. Atomowa spektrometria absorpcyjna i emisyjna. Budowa spektrometrów – układy optyczne, atomizery (FAAS, ETAAS), źródła wzbudzenia (Flame, DPC, MIP, ICP), detektory (jednokanałowe i wielokanałowe). Wprowadzanie próbek do atomizera/źródła wzbudzenia (aerozole, związki lotne, pary, ciecze, ciała stałe, ablacja laserowa). Techniki pomiarowe w ASA: FAAS, GFAAS, HG AAS, CV AAS, HR CS AAS, micro-sampling. Przeprowadzenie pomiaru. Prawa absorpcji, odchylenia od prawa Lamberta –Beera. Stosunek sygnału do szumu, krzywe kalibracyjne, granice wykrywalności limit detekcji. Plazma indukcyjnie sprzężona i technika ICP-MS. Typy interferencji w technikach spektrometrii atomowej i metody ich eliminacji. Porównanie technik i obszary zastosowań.

2. Spektroskopia cząsteczkowa: przejścia rotacyjne, oscylacyjne i elektronowe w cząsteczkach – Absorpcyjna spektroskopia cząsteczkowa.

3. 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.

4. Spektroskopia oscylacyjna – mechanika kwantowa oscylacji atomów w cząsteczce, oscylator harmoniczny, reguły wyboru przejść oscylacyjnych, obliczanie odległości poziomów oscylacyjnych, oscylator anharmoniczny, wyznaczanie energii dysocjacji cząsteczki, wyznaczanie współczynnika anharmoniczności i stałych siłowych wiązań z widma oscylacyjnego, przesunięcie izotopowe, reguły wyboru przejść oscylacyjno-rotacyjnych, drgania normalne, drgania aktywne w podczerwieni, częstości grupowe, obserwacja wiązań wodorowych przy pomocy widm IR, widma w podczerwieni ciał stałych, mikroskopia FTIR, spektroskopia NIR- zastosowania

5. 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, drgania aktywne w widmie Ramana, porównanie widm w podczerwieni i Ramana, spektrometry FTRaman, próbniki światłowodowe, rezonansowy efekt Ramana, SERS. Obrazowanie IR i Ramanowskie.

6. Spektroskopia elektronowa – wzbudzenia elektronowe, przejścia elektronowe, energia przejść elektronowych, reguły wyboru w widmach elektronowych, reguła Francka-Condona, termy atomowe, sprzężenie spinowo-orbitalne Russela-Saundersa, termy molekularne, oznaczenia symetrii termów, intensywność przejść elektronowych, prawdopodobieństwo absorpcji i emisji promieniowania, widmo elektronowe, efekty rozpuszczalnikowe, badanie kinetyki reakcji, miareczkowanie spektrofotometryczne.

7. Emisyjna spektroskopia cząsteczkowa - 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.

8. Analiza powierzchni, Spektroskopia X-ray - Spektroskopia fotoelektronów – zjawisko fotoelektryczne, spektroskopia fotoelektronów w nadfiolecie UPES, spektroskopia fotoelektronów X – XPES, widma fotoelektronów, spektroskopia fotoelektronów do celów analizy chemicznej ESCA, elektrony Augera, EDX (Energy Dispersive X-ray Spectrometry)

9. Spektroskopia w polu magnetycznym, Widma w polu magnetycznym NMR – doświadczenie Sterna-Gerlacha, moment magnetyczny, spin, mechanika kwantowa momentu pędu, właściwości jader atomowych, 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 – widma pierwszego i drugiego rzędu. Realizacja widm NMR izotopu węgla 13C. Widma NMR innych pierwiastków niż wodór i węgiel. Widma dwuwymiarowe (COSY i HSQC). Spektroskopia NMR w fazie stałej. Zastosowanie spektroskopii NMR w badaniach dynamiki molekularnej.

Wykład aktywizujący (35 godz.) w ramach wykładów (wykład konwersatoryjny) dyskusja, tworzenie grup problemowych, prezentacje multimedialne, projekcje video, burza mózgów - zgodne z koncepcją projektowania uniwersalnego w edukacji.