(in Polish) Supramolekularna chemia strukturalna

Celem przedmiotu jest:

a) zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami jakie stosuje się w chemii supramolekularnej cieczy i ciała stałego

b) zapoznanie z siłami międzycząsteczkowymi w roztworach oraz krysztale

c) omówienie wpływu rodzaju, liczby i charakteru podstawników na stabilność kompleksów supramolekularnych

d) przedstawienie wpływu oddziaływań międzycząsteczkowych na takie pola zastosowania ich jak, diody OLED, biochemia, kataliza, inżynieria krystaliczna

e) zapoznanie studentów z oprogramowaniem umożliwiającym wizualizację struktur molekularnych/krystalicznych, identyfikację sił międzycząsteczkowych stabilizujących strukturę krystaliczną oraz obliczenia energii sieci krystalicznej.

Wykład

I część - supramolekularna chemia strukturalna - roztwór:

1. Właściwości geometryczne związków organicznych oraz konsekwencje istnienia równowag konformacyjnych. Opis rotametrii, tautomerii i izomerii w świetle oddziaływań międzycząsteczkowych oraz samoorganizacji cząsteczek związków organicznych.

2. Rodzaje oddziaływań stabilizujących oraz destabilizujących kompleksy supramolekularne. Liczba i charakter wiązań wodorowych, oddziaływań drugiego rzędu na trwałość kompleksów.

3. Wpływ struktury związków organicznych na tworzone przez nie kompleksy – równowagi konformacyjne, przeniesienie protonu, liczba wiązań wodorowych a liczba i charakter oddziaływań drugiego rzędu.

4. Zastosowanie kompleksów supramolekularnych w wybranych gałęziach chemii.

5. Metody eksperymentalne i obliczeniowe badania asocjacji związków organicznych.

6. Praca z literaturą naukową oraz krytyczne podejście do danych

II część – supramolekularna chemia strukturalna – ciało stałe:

1. Pojęcie struktury molekularnej oraz krystalicznej oraz krótkie wprowadzenie do oprogramowania umożliwiającego wizualizację struktur molekularnych/krystalicznych.

2. Siły międzycząsteczkowe stabilizujące struktury krystaliczne.

3. Energia sieci krystalicznej i jej znaczenie w formowaniu

i przewidywaniu struktur krystalicznych.

4. Układy typu gospodarz-gość w ciele stałym (klatraty, MOFy).

5. Dynamika w monokryształach a siły międzycząsteczkowe.

6. Wprowadzenie do inżynierii krystalicznej.

1. Wyszukiwanie cząsteczek w bazie danych (Reaxys) pod kątem ich właściwości związanych z występowaniem wiązań wodorowych.

2. Wyszukiwanie cząsteczek posiadających wewnątrzcząsteczkowe wiązania wodorowe oraz korelowanie parametrów geometrycznych z właściwościami.

3. Projektowanie cząsteczek mających tworzyć kompleksy stabilizowane wiązaniami wodorowymi oraz halogenowymi.

4. Projektowanie wpływu dodatkowych grup znajdujących się w cząsteczce związku organicznego na jej oddziaływania międzycząsteczkowe.

5. Zapoznanie się z programem Mercury umożliwiającym wizualizację struktury molekularnej/krystalicznej.

6. Identyfikacja sił międzycząsteczkowych występujących w krysztale z zastosowaniem analizy danych strukturalnych oraz programu CrystalExplorer.

7. Obliczenia energii sieci krystalicznej z zastosowaniem programu CrystalExplorer.

8. Porównanie oddziaływań międzycząsteczkowych w fazach krystalicznych wyodrębnionych podczas indukowanych transformacji strukturalnych w monokrysztale.

1. „Wybrane aspekty chemii supramolekularnej” red. Grzegorz Schroeder

2. „Wstęp do chemii supramolekularnej” H. Dodziuk

3. „Kompleksy typu gość-gospodarz” red. Grzegorz Schroeder

4. „Comprehensive Supramolecular Chemistry” J. Atwood

5. "Supramolecular Chemistry" Jonathan W. Steed

6. „Core concepts in supramolecular chemistry and nanochemistry” Jonathan W. Steed, David R. Turner, Karl J. Wallace

Egzamin/zaliczenie:

niedostateczny – 2 (<50%)

dostateczny – 3 (>50%)

dostateczny plus – 3+ (>60%)

dobry – 4 (>65%)

dobry plus – 4+ (>75%)

bardzo dobry – 5 (>80%)

nie przewiduje się praktyk zawodowych