Podstawy spektroskopii molekularnej B 1200-1ZMPSMBW4

Wykład ma za zadanie
a) przedstawić systematycznie wiedzę potrzebną do świadomego wykorzystania metod spektroskopowych w chemii,
b) zapoznać studenta z podstawami teoretycznymi najważniejszych metod spektroskopii molekularnej,
c) zapoznać studenta z metodyką rejestracji widm oraz interpretacją widm.

W części wstępnej przypomniane zostaną właściwości promieniowania elektromagnetycznego oraz podstawowe wiadomości z chemii kwantowej dotyczące kwantowania energii elektronowej, oscylacyjnej i rotacyjnej molekuły. Następnie wyjaśniona zostanie korelacja między strukturą poziomów energetycznych molekuły a postacią widma absorpcyjnego, emisyjnego oraz rozproszenia Ramana oraz związek między stanami kwantowymi molekuły a intensywnością widma. Rozkład Boltzmanna. Wprowadzone zostaną najważniejsze pojęcia teorii grup w zastosowaniu do symetrii molekuł. Podczas kolejnych wykładów będą omawiane poszczególne techniki spektroskopowe. Spektroskopia rotacyjna – poziomy energetyczne dwuatomowego rotatora sztywnego; rotacje wieloatomowych molekuł; widmo mikrofalowe i rotacyjny efekt Ramana. Spektroskopia oscylacyjna - oscylator harmoniczny i anharmoniczny; poziomy energetyczne i funkcje falowe dwuatomowego oscylatora harmonicznego, pojęcie drgania normalnego; widmo podczerwieni i oscylacyjny efekt Ramana; rezonansowy efekt Ramana, zastosowanie teorii grup w interpretacji widm oscylacyjnych, rezonans Fermiego, widma oscylacyjno-rotacyjne - reguły wyboru; transformacja Fouriera. Widma elektronowe, reguły wyboru w atomach i cząsteczkach, zastosowanie teorii grup w interpretacji widm elektronowych; struktura oscylacyjna i rotacyjna widm elektronowych; wyznaczanie energii dysocjacji z widm elektronowych; widma luminescencji. Dichroizm kołowy. Spektroskopia fotoelektronów - podstawy spektroskopii XPS, UPS i Augera. Elektronowy rezonans paramagnetyczny (EPR) - kwantowanie energii elektronu w zewnętrznym polu magnetycznym; współczynnik rozszczepienia spektroskopowego g; struktura nadsubtelna widm EPR. Jądrowy rezonans magnetyczny (NMR) - stany energetyczne magnetycznych jąder w zewnętrznym polu magnetycznym; warunek rezonansu; zjawisko ekranowania jąder; sprzężenia spinowo-spinowe; równocenność chemiczna i magnetyczna; rezonans 1H, 13C, 14N, 15N i 19F; procesy relaksacji w NMR; efekt Overhausera; wielowymiarowe widma NMR. Tomografia NMR.
Pokazane zostaną możliwości zastosowania metod spektroskopowych w rozwiązywaniu różnych problemów w chemii (identyfikacja związków organicznych, określanie budowy związków chemicznych, zastosowania analityczne).