KD1060 Molekylär struktur 7,5 hp

Molecular Structure

OBS!

Detta är en nedlagd kurs.

Kursen behandlar experimentella och teoretiska metoder för att studera molekylära och supramolekylära system illustrerade med exempel från olika delar av kemin.

  • Utbildningsnivå

    Grundnivå
  • Huvudområde

    Kemi och kemiteknik
    Teknik
  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Sista planerade examination: HT16.

Det finns inget planerat kurstillfälle.

Lärandemål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

  • utföra kvantmekaniska beräkningar på enklare system, såsom partiklar i en- och flerdimensionella lådor, samt utifrån beräkningarna analysera mätbara egenskaper som läge, energi, och rörelsemängd.
  • relatera de mätbara egenskaperna hos enklare system till motsvarande egenskaper för komplexa atomära och molekylära system, samt uppskatta hur egenskaperna beror av systemens storlek och potentiella energifunktionen.
  • beräkna energin för enklare atomära och molekylära system utifrån exakta och approximativa vågfunktioner.
  • analysera den elektroniska sannolikhetsfördelningen i atomära och molekylära system
  • utföra enklare molekylorbitalberäkningar på flerelektronmolekyler.
  • uppskatta molekylers stabilitet och energinivåer utifrån molekylorbitalberäkningar.
  • redogöra för hur materiella egenskaper som elektronisk ledning och magnetism beror av molekylernas elektroniska struktur
  • ge en översikt över moderna kvantkemiska beräkningsmetoder och deras användningsområden.
  • redogöra för de olika formerna av intermolekylär växelverkan, samt beskriva de olika formernas betydelse för gaser-vätskor-vätskekristaller-fasta ämnen egenskaper, solvatisering och biologisk igenkänning.
  • förklara betydelsen av intermolekylär växelverkan för strukturen av biologiska makromolekyler, såsom DNA och proteriner.
  • analysera den kemiska funktionen av biomolekyler utifrån den kemiska strukturen och intermolekylär växelverkan mellan funktionella grupper i reaktionscentra.
  • analysera strukturen för enklare kristallina material från kristallografiska data bestämda med röntgen- eller neutrondiffraktion, samt kunna redogöra för de experimentella metodernas funktionssätt.
  • uppskatta stabiliteten hos joniska kristaller från de ingående jonernas egenskaper.
  • redogöra för grundläggande spektroskopiska begrepp, såsom stimulerad absorption, stimulerad emmission och spontan emmission, samt förklara hur dessa är relaterade till temperaturen, molekylära energinivåer och egenskaper.
  • beräkna och anlysera IR- och mikrovågsspektra för diatomära molekyler.
  • redogöra för urvalsprinciper i IR- och mirkrovåg- och Ramanspektroskopi.
  • analysera IR och Ramanspektra för fleratomiga molekyler.
  • redogöra för elektroniska spektroskopiformer, samt analysera elektroniska spektra utifrån Franck-Condon principen.
  • beskriva laserns funktionsätt och de speciella egenskaperna hos laserstrålning samt redogöra för laserns användningsområden.
  • ge en översikt över moderna spektroskopiformer och deras användningsområden.
  • ge en molekylär beskrivning av fenomen relaterade till hållbar utveckling, såsom växthuseffekten och nedbrytningen av ozonlagret, samt kritiskt kunna granska information om kemiska ämnens miljöeffekter i relation till sådana fenomen.

Kursens huvudsakliga innehåll

  • Elementär kvantmekanik
  • Atomers elektronstruktur, atomorbitaler, periodiska systemets uppbyggnad
  • Kemisk bindning, molekylorbitaler, hybridisering, singlett- och triplettillstånd, tillämpningar av bindningslära på organiska, oorganiska och biologiska molekyler
  • Orientering om moderna kvantkemiska beräkningsmetoder
  • Intermolekylära krafter, gaser-vätskor-vätskekristaller-fasta ämnen, supramolekylära strukturer t. ex. biomembraner
  • Spektroskopiska metoder som IR, Raman, UV/VIS, NMR, MS, ESCA
  • Diffraktionsmetoder
  • Strukturkemi
  • De flesta av de experimentella metoderna och användandet av kvantkemiska beräkningsmetoder exemplifieras med laborationer.

Behörighet

Grundläggande behörighet samt Matematik E, Fysik B och Kemi A

Rekommenderade förkunskaper

KD1020 Inledande kemi
KD1090 Organisk kemi 1
KD1040 Kemisk termodynamik

Litteratur

Atkins and de Paula
Atkins' Physical Chemistry, 9th
Oxford University Press 2010
ISBN-13: 978-0-19-954337-3

Examination

  • LAB1 - Laboration, 1,5, betygsskala: P, F
  • PRO1 - Projekt, 1,5, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, 4,5, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

Tentamen 4,5 hp
Laborationskurs 1,5 hp
Projektarbete 1,5 hp

Ges av

CHE/Kemi

Examinator

Lars Kloo <lakloo@kth.se>

Övrig information

Ersätter 3B1730

Samtentas med kursen KD1070

Påbyggnad

KD2360 Kvantkemi
KD2320 Spektroskopiska verktyg inom kemi

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med HT2011.
Examinationsinformation gäller från och med HT2007.