Krystalochemia organiczna

Znajomość podstawowych pojęć z zakresu krystalografii geometrycznej, sterochemii cząsteczek, budowy kryształu/

godziny kontaktowe (z udziałem nauczyciela)

wykład 15

laboratorium 30

łączna liczba godzin kontaktowych 45

liczba punktów ECTS kontaktowych 1.5

godziny niekontaktowe (praca własna studenta)

przygotowanie się do laboratorium 15

czytanie wskazanej literatury 20

pisemne opracowanie wyników ćwiczeń laboratoryjnych 20

przygotowanie się do egzaminu i egzamin 20

łączna liczba godzin niekontaktowych 75

łączna liczba punktów za godziny niekontaktowe 2.5

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu 4

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXII - 39.9/12 z dnia 25 kwietnia 2012 r. tj. od cyklu kształcenia 2012/2013

W1 - W5, U1 - U3, K1, K2 - LABORATORIUM - opracowania z ćwiczeń laboratoryjnych

W1 - W5, U1 - U4, K1, K2 - LABORATORIUM - kolokwia pisemne śródsemestralne

W1-W5, U1, K1, K2 - LABORATORIUM + WYKŁAD - egzamin pisemny

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXIV – 18.23/18 z dnia 27 czerwca 2018 r. tj. od cyklu kształcenia 2018/2019

W1, U1, K1 - LABORATORIUM - opracowania z ćwiczeń laboratoryjnych, kolokwia śródsemestralne

W1, U1, K1 - LABORATORIUM + WYKŁAD - egzamin pisemny

Wykład - zagadnienia:

Symetria: układy krystalograficzne, grupy punktowe, grupy przestrzenne, symetria cząsteczek, symetria sieci trójwymiarowej;

Parametry opisujące geometrię cząsteczek: długości wiązań, kąty walencyjne, kąty torsyjne, najlepsze płaszczyzny;

Oddziaływania międzycząsteczkowe: typy oddziaływań, wiązanie wodorowe, parametry geometryczne opisujące wiązanie wodorowe, podział wiązań wodorowych, konfiguracje wiązań wodorowych, typy asocjacji cząsteczek przez wiązanie wodorowe;

Przykłady opisu struktur cząsteczek: steroidy, cukry, oligopeptydy, konformacje fragmentów kwasów nukleinowych;

Polimorfizm kryształów molekularnych związków organicznych: metody badania odmian polimorficznych i przejść fazowych, wpływ czynników fizykochemicznych na otrzymywanie odmian, różnice strukturalne między odmianami, reguły względnej trwałości odmian, przykłady polimorfizmu wybranych związków (woda, cymetydyna, sulfatiazol, paracetamol i in.);

Elementy chemii supramolekularnej: kompleksy typu gość- gospodarz: korandy, karcerandy, receptory syntetyczne małych cząsteczek, heliakalne układy kompleksów metali z multidentatnymi ligandami organicznymi; układy supramolekularne trwałe w fazie krystalicznej: liniowe kompleksy molekularne, warstwowe kompleksy molekularne, trójwymiarowe sieci typu gość-gospodarz (związki inkluzyjne, klatraty, solwaty);

Kryształy racematów, fazy mezomorficzne (ciekłe kryształy);

Podstawy rentgenowskiej analizy strukturalnej

Laboratorium - zagadnienia:

Określanie symetrii własnej cząsteczek w ciele stałym;

Interpretacja parametrów geometrycznych cząsteczek w ciele stałym (długości wiązań, kątów walencyjnych i torsyjnych): zastosowanie do opisu budowy cząsteczek;

Analiza i opis geometrii wybranych grup związków: m.in. związków kompleksowych, steroidów, oligopeptydów, sacharydów z wykorzystaniem programu Mercury;

Analiza sposobów asocjacji cząsteczek w kryształach kwasów karboksylowych, amin, alkoholi, hydroksykwasów i in.; analiza wiązań wodorowych występujących w sieci;

Polimorfizm w kryształach molekularnych związków organicznych, zapoznanie się z rodzajami polimorfizmu, samodzielna analiza polimorfizmu wybranych związków;

Bazy danych strukturalnych: CSD (Cambridge Structural Database), PDB (Protein Database Bank).

J.P. Glusker, K.N. Trueblood, Zarys rentgenografii kryształów, PWN, 1977

J.P. Glusker, M. Lewis, M. Rossi, Crystal structure analysis for chemist and biologists, VCH Publishers, 1994

Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stróż, M. Surowiec Krystalografia, PWN, 2001;

Z. Kosturkiewicz, Metody Krystalografii, Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań, 2004

G.A. Jeffrey, An introduction to Hydrogen Bonding, Oxford University Press, 1997

P. Luger, Rentgenografia strukturalna monokryształów, PWN, 1989

I.Z. Siemion, Biostereochemia, PWN, 1985

G. Rhodes, Crystallography made crystal clear, Elsevier Inc., 2006

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXII - 39.9/12 z dnia 25 kwietnia 2012 r. tj. od cyklu kształcenia 2012/2013

WIEDZA

W1 Posiada pogłębioną wiedzę z wybranych, ważnych działów chemii oraz znaczenia chemii dla postępu nauk ścisłych i przyrodniczych, poznania świata i rozwoju cywilizacji K_W01

W2 Zna matematykę w zakresie niezbędnym do zrozumienia i opisu w języku matematyki problemów w wybranych działach chemii K_W02

W3 Posiada rozszerzoną wiedzę na temat elektronowej struktury ciał stałych i wybranych metod jej badania K_W07

W4 Posiada wiedzę na temat oddziaływań międzycząsteczkowych K_W11

W5 Posiada wiedzę w zakresie opisu i klasyfikacji symetrii obiektów skończonych i uporządkowanych nieskończonych oraz na temat metod ich badania K_W14

UMIEJĘTNOŚCI

U1 Potrafi samodzielnie opisywać, klasyfikować symetrię cząsteczek i sieci przestrzennych kryształów K_U12

U2 Potrafi korzystać z krystalograficznych baz danych i wybranych programów komputerowych do opisu symetrii cząsteczek i kryształów K_U19

U3 Potrafi utworzyć opracowania i raporty przedstawiające osiągnięte rezultaty w ramach zajęć dydaktycznych oraz na zadany określony temat K_U24

U4 Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze także w językach obcych K_U29

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1 Potrafi formułować zagadnienia służące dalszemu pogłębianiu jego wiedzy K_K03

K2 Rozumie ważność pozyskiwania informacji naukowych w literaturze z wykorzystaniem komputerowych baz danych K_K06

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXIV – 18.23/18 z dnia 27 czerwca 2018 r. tj. od cyklu kształcenia 2018/2019

WIEDZA

W1 - zna i rozumie w pogłębiony sposób wybrane fakty, teoria i zjawiska oraz metody z zakresu struktury fazy stałej K_W01

UMIEJĘTNOŚCI

U1 - potrafi zastosować zdobytą wiedzę w zakresie symetrii, budowy cząsteczek i faz krystalicznych do pokrewnych dziedzin nauki i dyscyplin naukowych K_U01

KOMPETENCJE

K1 - jest gotów do krytycznej oceny otrzymywane informacje i uznawania znaczenia wiedzy chemicznej w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych K_K03