Kwantumchemie, spectroscopie, fysische organische chemie 2009-2010

Spectroscopy, Physical Organic Chemistry

P. GEERLINGS (email: pgeerlin@vub.ac.be )

Vakgroep Scheikunde

Opleiding Master in de Chemie

Faculteit Wetenschappen en Bio-ingenieurswetenschappen

verdiepend
5 studiepunten in het 1ste semester en 150 uren studietijd

26 contacturen Hoorcollege ( P. GEERLINGS )
26 contacturen Werkcollege, Oefeningen of Practica ( P. GEERLINGS )

Eindcompetenties

Doelstellingen

Uitgaande van de in 2BA en 3BA verworven kennis van de kwantumchemie bespreekt dit opleidingsonderdeel hoe de basispricipes van de spectroscopie en de fundamenten van de verschillende in de chemie gehanteerde spectroscopieën hieruit voortvloeien(atoom,UV,IR,Raman,NMR..(gedeelte spectroscopie).Anderzijds wordt in het gedeelte Fysische Organische Chemie getoond hoe ,weer uitgaande van de kwantumchemie , de elektronenverdeling in organische moleculen kan geanalyseerd worden met aandacht voor zowel het sigma als het pi elektronensysteem.De relatie met experimentele structuur- en reactiviteitsgegevens wordt daarbij toegelicht.
Een maximale coödinatie met de cursussen organische chemie (BA en MA), Moleculaire structuurbepaling en Hoge Resolutie NMR(R.Willem;3BA en 1MA)wordt daarbij nagestreefd.
In de oefeningen wordt getracht naar concrete ,chemisch relevante, problemen toe te werken waarbij naar het eind toe ook  het gebruik van kwantumchemische softwarepakketten aan bod komt.

Eindcompetenties

De student
.kan zijn kennis van de kwantummechanica en -chemie toepassen bij de verschillende kwantummechanische modellen gebruikt bij de interpreatie van  spectroscopische gegevens.
.kan zich een oordeel vormen over de  beperkingen van deze verschillende modellen en de gevolgen ervan bij de confrontatie tussen experiment en theorie
.kan zijn kennis  aanwenden bij het oplossen van eenvoudige spectrosopische  problemen waarbij hanteren van de concepten en rekenvaardigheden gecombineerd worden.
.kan zijn kennis van de kwantummechanica en -chemie toepassen bij de studie van de elektronische structuur van organische moleculen  en de gevolgen ervan inschatten op stabiliteit en reactiviteit. Terug naar boven

Aanbevolen voorkennis

Fysica
Fysicochemie:Kwantumchemie
Organische Chemie:structuur/reactiviteit Terug naar boven

Inhoud

Hoorcollege

Spectroscopie

              Basisprincipes en overzicht
              ESR en NMR Spectra
              Atoomspectroscopie
              Moleculaire Spectroscopie:Basisprincipes
              Vibrationele Spectroscopie (IR en Raman)
              Rotationele Spectroscopie
              Elektronische spectroscopie van organische verbindingen(UV)

Fysische Organische Chemie

              Onverzadigde systemen:het Pi elektronsysteem (resonantie en aromaticiteit)
              Verzadigde systemen:hybridisatie

              Woodward Hoffmannregels voor pericyclische reacties.


Oefeningen
              ESR spectrum H-atoom:koppeling elektron- en kernspin
              Atoomspectroscopie:termsymbolen ;Russell-Saunders vs. j-j koppeling
              Vibrationele spectroscopie :krachtsconstanten van diatomische moleculen
              Rotationele Spectroscopie: evenwichtsafstanden in OCS
              Kinetisch Isotoopeffect


Terug naar boven

Studiemateriaal

Een volledig collegedictaat wordt uitgegeven:Kwantumchemie,Spectroscopie en Fysische Organische Chemie-P.Geerlings, Dienst Uitgaven,VUB

Basisreferenties zijn

P.W. Atkins en R.S.Friedman,Molecular Quantum Mechanics,Fourth Edition,Oxford University Press,Oxford,2005

P.F.Bernath,Spectra of Atoms and Molecules,Second Edition,Oxford University Press,New York,1995

L.Gilchrist,R.C.Storr,Organic Reactions and Orbital Symmetry,Second Edition,Cambridge University Press,Cambridge,1979 Terug naar boven

Wijze examineren

Schriftelijk gedeelte (oefening-gesloten boek) gevolgd door een mondeling gedeelte met schriftelijke voorbereiding(theorie)
Deze combinatie laat toe zowel het fysich en chemisch inzicht, rekenvaardigheden en zin voor analyse en synthese te peilen.

Terug naar boven

Vrije Universiteit Brussel • Algemene Chemie • Pleinlaan 2 • 1050 Elsene • Tel.: 02/629.33.09 • Webmaster • 2009