Předmět Struktura a reaktivita (C7410)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu C7410 - Struktura a reaktivita, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita (MU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Na konci tohoto kurzu bude student schopen porozumět vztahu mezi strukturou organických sloučenin a jejich chemickou reaktivitou. Získané znalosti o způsobech chemické aktivace, průběhu chemických reakcí a metodách studia reakčních mechanismů pomohou studentovi orientovat se v odborné literatuře a interpretovat výsledky experimentálních a teoretických studií.

Osnova

1. Základní pojmy. Rozměr, čas, rychlost a energie v chemii. Vazba. Vnitřní parametry struktury a jejich deformace. Fyzikální vlastnosti sloučenin podmíněné polohou a dislokacemi atomových jader a změnami elektronové hustoty. Efekty substituentů. Prostředky k určování struktury.2. Molekulové orbitaly a reaktivita. Konstrukce molekulových orbitalů, Hückelova aproximace, korelační diagramy.3. Stabilita molekul. Termochemické aditivní výpočty. Konformace acyklických a cyklických uhlovodíků. Vliv heteroatomu na konformační chování. Torzní a stereoelektronové efekty. Hyperkonjugace. Anomerní efekt.4. Aromaticita. Antiaromaticita. Homoaromaticita. Aromatické ionty a dipóly. Polycyklické aromatické sloučeniny. Aromatický charakter TS pericyklických reakcí.5. Nekovalentní interakce a solvatace. Chemie v plynné a kapalné fázi. Roztoky. Iontové páry. Hughesův-Ingoldův model. Vodíková vazba. pi-Interakce. Hydrofobní efekt. Molekulární rozpoznávání.6. Kyseliny a zásady. Acidobazické rovnováhy ve vodném i nevodném prostředí a v plynné fázi. Aciditní funkce. Vliv substituentů na sílu Brønstedových kyselin a zásad. Kinetická kyselost.7. Popis chemické reaktivity. Tvrdé a měkké kyseliny, báze, nukleofily a elektrofily (teorie HSAB). Rychlostní konstanty a teorie tranzitního stavu. Aktivace a hnací síla chemických reakcí. Aktivační entalpie a entropie. Kinetika cyklizačních reakcí. Hammondův postulát. Bellův–Evansův–Polanyiho princip. O'Ferrallovy-Jencksovy diagramy. Curtinův-Hammettův princip.8. Termodynamika a kinetika jako prostředky ke studiu mechanismů chemických reakcí. Vztah pro Gibbsovu energii (LFER): Hammettova rovnice. Taftova rovnice. QSAR. Kinetické izotopové efekty.9. Katalýza. Specifická a obecná acidobazická katalýza. Brønstedova korelace. Termodynamický cyklus. Heterogenní katalýza. Katalýza s přenosem mezi fázemi.10. Přenos elektronu. Ionizační potenciál, elektronová afinita a charge-transfer (CT) komplexy. Marcusova teorie. Reakce ve vnitřní a vnější sféře. Přenos elektronu v SN2 a SRN1 reakcích.11. Fotochemie. Excitace elektromagnetickým zářením. Přechody mezi elektronovými stavy. Zářivé a nezářivé procesy. Přenos energie. Studium mechanismů fotoreakcí.12. Neklasické aktivace chemických reakcí. Spinová chemie: Efekt magnetického pole (MFE) a magnetický izotopový efekt (MIE). Mikrovlnná chemie. Sonochemie. Mechanochemie. Radiační chemie. Plazmová chemie.

Literatura

povinná literaturaE. V. Anslyn, D. A. Dougherty: Modern Physical Organic Chemistry. University Science Books, Kausalito, California 2005. ISBN 1-891389-9neurčenoO. Exner: Korelační vztahy v organické chemii. SNTL, Praha 1981O. Exner: Struktura a fyzikální vlastnosti organických sloučenin. SNTL, Praha 1985.I. Fleming: Hraniční orbitaly a reakce v organické chemii. SNTL, Praha 1983.F. A. Carey, R. J. Sundberg: Advanced Organic Chemistry, 3rd edition, Part A: Structure and Mechanisms. Plenum Press, New York, 1993.

Požadavky

(( C1020 Obecná chemie && C2021 Organická chemie I &&( C3022 Organická chemie II/1 || C3050 Organická chemie II )&&( C4660 Základy fyzikální chemie || C3140 Fyzikální chemie I || C3401 Fyzikální chemie I )&&( C4020 Pokročilá fyzikální chemie || C4402 Fyzikální chemie II ))&& NOW ( C7415 Struktura a reaktivita ))|| SOUHLASorganická chemie, fyzikální chemie, fyzika

Garant

prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D.

Vyučující

prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D.