Coordination Chemistry – Foundations and Medicinal Applications

Przedmiot zapoznaje studentów z podstawami chemii koordynacyjnej litowców, berylowców, metali przejściowych i lantanowców. Pomaga w nabyciu umiejętności otrzymywania, badania i opisu właściwości fizykochemicznych związków koordynacyjnych, w tym związków występujących w naturze, w organizmach żywych. Akcentuje aplikacyjny charakter szeregu związków koordynacyjnych o zastosowaniach medycznych w terapii i diagnostyce.

Wykład

Wykład obejmuje następujące treści programowe: wprowadzenie do chemii koordynacyjnej (konfiguracje elektronowe, zmiany właściwości w obrębie grupy i okresu, porównanie właściwości pierwiastków szeregu 3d, 4d i 5d); teorię pola krystalicznego (rozszczepienie orbitali d w polach o różnych symetriach, czynniki wpływające na wielkość rozszczepienia, ESPK w polu oktaedrycznym i tetraedrycznym, rozszczepienie orbitali d w koordynacji oktaedrycznej, tetraedrycznej, kwadratowej i innych, szereg spektrochemiczny); teorię orbitali molekularnych związków koordynacyjnych (diagramy orbitali molekularnych, wiązania pi, porównanie koordynacji oktaedrycznej z tetraedryczną i z kwadratową); spektroskopię elektronową związków metali przejściowych (rodzaje i intensywność przejść elektronowych, reguły wyboru, stany elektronowe, rozszczepienie termów stanu podstawowego, diagramy Orgela i Tanabe-Sugano, wpływ budowy i konfiguracji elektronowej kompleksu na przejścia d-d); przegląd związków pierwiastków 4f i 5f elektronowych; zastosowania związków metali przejściowych w medycynie; nowe materiały do obrazowania na bazie związków koordynacyjnych lantanowców, stosowane w metodzie magnetycznego rezonansu jędrowego MRI, związki koordynacyjne stosowane w terapii raka.

Laboratorium

Eksperymenty wykonywane w laboratorium koncentrują się na syntezie, reakcjach i charakterystyce związków koordynacyjnych przy użyciu wielu technik pomiarowych. Synteza obejmuje m.in. kompleksy chromu(II), chromu(III) z kwasem pikolinowym i dipikolinowym w reakcji anacji akwakompleksu chromu(III), chromu(III) z chromu(VI) w wyniku reakcji redoks, związki metaloorganiczne chromu(III), związki manganu(III) i (VI), żelaza(VI) metodą chemiczną i elektrochemiczną, związki żelaza(II) i (III), związki miedzi(II) w różnych rozpuszczalnikach, kompleksy niklu(II).

A. Bartecki, Chemia pierwiastków przejściowych, WNT, Warszawa, 1987.

A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 5, PWN, Warszawa, 2007.

M. Cieślak-Golonka, J. Starosta, M. Wasielewski, Wstęp do chemii koordynacyjnej, PWN, Warszawa, 2010.

F.A. Cotton, G. Wilkinson, P.L. Gaus, Chemia nieorganiczna. Podstawy, PWN, Warszawa, 1995.

P.A. Cox, Krótkie wykłady. Chemia nieorganiczna, PWN, Warszawa, 2004.

S.F.A. Kettle, Fizyczna chemia nieorganiczna, PWN, Warszawa, 1999.

U. Schubert, N. Hüsing, Synthesis of Inorganic Materials, 2nd ed., VILEY-VCH, Weinheim, 2005.

D.F. Shriver, P.W. Atkins, Inorganic Chemistry, 4th ed. Oxford Univerity Press, 2006.

A.F. Wells, Strukturalna chemia nieorganiczna, WNT, Warszawa, 1993.

A.F.W. Williams, Chemia nieorganiczna. Podstawy teoretyczne, PWN, Warszawa, 1986.

Egzamin pisemny (test jednokrotnego i wielokrotnego wyboru, pytania otwarte; test uzupełniający, pytania otwarte, zadania obliczeniowe – łącznie 60 min.)

Laboratorium (ocena ciągła - bieżące przygotowywanie się do zajęć, dyskusja podczas wykonywania eksperymentów, referowanie wyników, raporty z wykonywanych ćwiczeń).

Nie obowiązuje zaliczenie sekwencyjne, brak zaliczenia z laboratorium nie oznacza nieuzyskania zaliczenia z wykładu.