Základy metod charakterizace chemických látek - MC200P02
Anglický název: Introduction to methods of study of chemical compounds
Český název: Základy metod charakterizace chemických látek
Zajišťuje: Sekce chemie (31-201)
Fakulta: Přírodovědecká fakulta
Platnost: od 2021 do 2023
Semestr: zimní
E-Kredity: 4
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:písemná
Rozsah, examinace: zimní s.:2/2, Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Poznámka: povolen pro zápis po webu
Garant: RNDr. Zdeněk Tošner, Ph.D.
Vyučující: RNDr. Jakub Hraníček, Ph.D.
RNDr. Martin Štícha, Ph.D.
RNDr. Zdeněk Tošner, Ph.D.
Dr. rer. nat. Mgr. Dominika Zákutná
Výsledky anket   Termíny zkoušek   Rozvrh ZS   
Anotace -
Přednáška přináší přehled charakterizačních metod pro analýzy materiálů a zjištění struktury molekul, a to na kvalitativním (uživatelském) základě. Ve cvičeních jsou probírány a interpretovány praktické příklady spekter a výstupů z měřících zařízení. Jsou probrány základní metody založené na absorpci/emisi energie (UV-Vis absorpční a luminiscenční spektroskopie, XPS, AAS, AES, Moessbauerova spektroskopie, IČ a Ramanova spektroskopie), rezonanční (NMR), difrakční a rozptylové metody (Roentgenova difrakce, elektronová a neutronová difrakce a maloúhlový rozptyl, difrakce na monokrystalu a na práškovém vzorku), hmotnostní spektrometrie (anorganická i organická) a molekulární mikroskopické metody (transmisní a skenovací elektronová mikroskopie, mikroskopie rastrovací sondou).
Poslední úprava: Hraníček Jakub, RNDr., Ph.D. (03.10.2023)
Literatura

Základní

  • J. Fišer, F. Zemánek: Struktura látek. Karolinum, 1994 (přepracovaná verze dostupná pro studenty on-line ve formě pdf dokumentu).
  • Václav Valvoda, Milena Polcarová, Pavel Lukáč: Základy Strukturní Analýzy, Univerzita Karlova 1992 (ISBN 80-200-0280-4)
  • Němcová I., Čermáková L., Rychlovský P.: Spektrometrické analytické metody I, Univerzita Karlova, Praha 2004
  • Němcová I a kol.: Spektrometrické analytické metody II, Univerzita Karlova, Praha 1998
  • Böhm S., Smrčková – Voltrová S.: Strukturní analýza organických sloučenin, VŠCHT, Praha 1995
  • Heimo Schnablegger, Yashveer Singh: SAXS Guide 3rd edition, Anton Paar GmbH 2013 (dostupná pro studenty on-line ve formě pdf dokumentu)
  • Stephen Blundell, Magnetism in Condensed Matter, Oxford University Press, 2001
  • Brent Fultz: Mössbauer Spectrometry (Pasadena, California 91125, dostupná pro studenty on-line ve formě pdf dokumentu)
  • Miroslav Karlík: Úvod do transmisní elektronové mikroskopie, Vysoké učení technické 2011 (ISBN 978-80-01-04729-3)
  • Kubínek R., Vůjtek M., Mašláň M., Mikroskopie skenující sondou, Vydavatelství Univerzity Palackého v Olomouci, 2003
  • Dračínský M., NMR spektroskopie pro chemiky, Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakulta 2021 (ISBN 978-80-7444-085-4)
  • Gross J. H.: Mass spectrometry (ISBN 3-540-40739-1)

Rozšiřující

  • Horst Friebolin: Basic One- and Two-Dimensional NMR Spectroscopy, Wiley, 2010 (ISBN: 978-3-527-32782-9)
  • J. Dlouhá: Mössbauerův jev a jeho využití, SNTL - Nakladatelství technické literatury, Praha 1968
  • Robert E. Dinnebier, Simon J. L. billinge: Powder Diffraction Theory and Practice, RSC publishing (ISBN: 978-0-85404-231-9)
  • David B. Williams, C. Barry Carter: Transmission Electron Microscopy, Springer (ISBN: 978-0-387-76500-6)
  • David Jiles, Introduction to Magnetism and Magnetic Materials, Chapman&Hall 1994
  • Skoog A. a kol.: Fundamentals of Analytical Chemistry, 9th edition, Brooks/Cole, Cengage Learning, USA 2014
  • Thomas Brückel, Dieter Richter, Georg Roth, Andreas Wischnewski and Reiner Zorn: Neutron Scattering (ISBN 978-3-95806-055-5, dostupná pro studenty on-line ve formě pdf dokumentu)
  • McLafferty F.W.: Interpretation of Mass Spectra (ISBN 0-935702-25-3)
Poslední úprava: Hraníček Jakub, RNDr., Ph.D. (03.10.2023)
Požadavky ke zkoušce

Zkouška je písemná. Obsahem zkoušky je ověření znalostí základních principů jednotlivých charakterizačních metod a interpretace naměřených spekter. Test je složen ze 4 částí podle kapitol vyučovaných jednotlivými vyučujícími. Pro splnění zkoušky je třeba získat alespoň 60% z celkového hodnocení testu a zároveň minimální počet bodů v každé ze 4 částí testu, které jsou bodovány následovně: 

  1. část (optické metody, Hraníček) 25 bodů, minimum 9 bodů;
  2. část (Magnetické odezvy, difrakční metody, mikroskopie, Zákutná) 30 bodů, minimum 10 bodů;
  3. část (MS, Štícha) 20 bodů, minimum 7 bodů;
  4. část (NMR, Tošner) 25 bodů, minimum 9 bodů.

Při nesplnění minimálního počtu bodů kterékoliv části je nutné opakovat celý test.

 

Výsledné hodnocení zkoušky je založeno na celkovém počtu dosažených bodů v testu, a to  následovně: 

100 - 86 bodů = stupeň 1

85 - 71 bodů = stupeň 2

70 - 60 bodů = stupeň 3

 

Poslední úprava: Hraníček Jakub, RNDr., Ph.D. (03.10.2023)
Sylabus
  • Atomová a molekulová spektroskopie

- elektromagnetické záření a jeho vlastnosti, struktura atomů a molekul, energetické změny, vznik atomových a molekulových spekter, absorpční a emisní spektra
- Lambertův-Beerův zákon, Jablonskiho diagram
- UV-Vis, RTG, absorpce, fluorescence, luminiscence
- excitace jader – Mössbauerova spektroskopie
- vibrační a vibračně-rotační spektra – IČ a Ramanova spektroskopie

  • Magnetické projevy

Magnetický dipólový moment, efektivní magnetický moment volných iontů (d a f prvky), magnetické materiály, měření magnetických odezev, Mossbauerova spektroskopie

  • Difrakční metody

Roentgenova, elektronová a neutronová difrakce – difrakce na monokrystalu a na práškovém vzorku
Maloúhlový rozptyl - X-ray a neutrony

  • Mikroskopické metody

elektronová mikroskopie (TEM, SEM) a mikroskopie rastrovací sondou (AFM, SPM, STM)

  • Nukleární magnetická rezonance

Princip, vodíková a uhlíková spektra organických molekul, chemický posun, J-interakce

  • Hmotnostní spektrometrie

Základní části hmotnostního spektrometru, způsoby ionizace a principy separace iontů.
Získávání informací na základě interpretace hmotnostních spekter.

Poslední úprava: Hraníček Jakub, RNDr., Ph.D. (03.10.2023)