METODY SPEKTROSKOPOWE

Moduł: METODY SPEKTROSKOPOWE

Kierunek: CHEMIA

Specjalność: Chemia budowlana

Studia II stopnia, stacjonarne

Zajęcia: wykład, laboratorium

Moduł Metody Spektroskopowe ma za zadanie przedstawienie studentom podstawowych metod spektroskopii molekularnej oraz podstaw teoretycznych najbardziej popularnych metod spektroskopii. Student poznaje mechanizmy generacji widm, związki pomiędzy widmami a strukturą molekuł, wpływ różnorodnych oddziaływań wewnątrz jak i między cząsteczkowych na widma molekularne. Zna prawa rządzące przejściami spektralnymi i reguły wyboru rządzące nimi oraz rozumie rolę badań spektralnych w rozwiązywaniu konkretnych problemów badawczych w chemii. W trakcie realizacji zajęć, student nabywa umiejętność interpretacji standardowych widm prostych układów molekularnych oraz twórczego wykorzystania metod spektroskopowych w naukach przyrodniczych.

Wykład:

Spektroskopia Ramana (3h). Spektroskopia rotacyjna w zakresie mikrofalowym (2h). Spektroskopia oscylacyjno-rotacyjna w podczerwieni (1h). Magnetyczny rezonans jądrowy węgla 13C (2h). Spektroskopia 13C-NMR (1h). Elektronowy Rezonans Paramagnetyczny (Rezonans spinu elektronowego) (1h). Spektroskopia EPR (ESR) (1h). Przykłady zastosowań metod spektroskopowych w różnych dziedzinach badań fizykochemicznych (2h). Interpretacja widm oscylacyjnych, elektronowych i widm rezonansu jądrowego w badaniach strukturalnych w chemii organicznej (2h).

Laboratorium:

Ogólne podstawy spektroskopii. Metodyka badań spektralnych. Budowa współczesnej aparatury spektralnej (2h). Spektroskopia w podczerwieni. Pomiar i analiza widm oscylacyjnych prostych molekuł (8h). Spektroskopia Ramana - podstawy i analiza widm. Zastosowania spektroskopii oscylacyjnych (4h). Spektroskopia rotacyjna w zakresie mikrofalowym (2h). Spektroskopia oscylacyjno-rotacyjna w podczerwieni. Pomiar i analiza wibracyjno-rotacyjnego widma substancji w fazie gazowej (2h). Spektroskopia elektronowa. Emisyjna spektroskopia elektronowo–oscylacyjna. Fluorescencja i fosforescencja (4h). Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego. Magnetyczny rezonans jądrowy protonów. Analiza i projektowanie widm 1H-NMR. Wpływ stężenia, rozpuszczalnika, temperatury na widma 1H-NMR. Spektroskopia 13C-NMR. Spektroskopia EPR (8h).

Z. Kęcki, „Podstawy spektroskopii molekularnej” PWN, Warszawa, 1992

J. Sadlej, „Spektroskopia molekularna” WNT, Warszawa, 2002

H. Haken, H. Wolf, „Fizyka molekularna z elementami chemii kwantowej” PWN, Warszawa, 1998

W. Zieliński, A. Rajcy, „Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych", Wydawnictwo Naukowo- Techniczne, Warszawa, 1995

R. M. Silverstein, F. X. Webster, D. J. Kiemle, „Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych“, PWN, Warszawa 2007

Posiada wiedzę z zakresu podstawowych pojęć spektroskopii molekularnej.

Umie rozwiązywać rutynowe problemy związane z budową, reaktywnością oraz wzajemnymi oddziaływaniami molekuł w oparciu o widma molekularne.

Zna zasady działania spektrometrów w oparciu o posiadaną wiedzę z zakresu zjawisk fizycznych będących podstawą konkretnego rodzaju spektroskopii molekularnej.

Wykonuje interpretację widm prostych układów molekularnych.

Opracowuje sprawozdania z wykonanych pomiarów widm prostych układów molekularnych.

Rozumie podstawowe zasady etyki badań naukowych i zdaje sobie sprawę z ograniczoności swojej wiedzy. Rozumie konieczność kształcenia ustawicznego będącą wymogiem czasów współczesnych.

Egzamin ustny.

Student losuje zestaw trzech pytań. W zestawie znajduje się jedno pytanie problemowe, jedno pytanie sprawdzające umiejętność wykorzystania wiedzy do rozwiązywania zagadnień typowych oraz jedno pytanie dotyczące podstawowych pojęć i praw. Na przygotowanie ma 15 minut. W tym czasie część odpowiedzi może zamieścić na kartce. Odpowiedź ustna trwa od 15 do 20 minut. Polega na odpowiedzi na wylosowane pytania i dyskusji z egzaminatorem.

Ocena bardzo dobra: student posiada rozległą wiedzę na temat metod spektroskopii molekularnej, ich podstaw teoretycznych i wykorzystania tej wiedzy w zastosowaniach praktycznych; potrafi w pełni samodzielnie interpretować proste widma molekularne; umie rozwiązywać zagadnienia problemowe związane z budową, reaktywnością oraz wzajemnymi oddziaływaniami molekuł w oparciu o widma molekularne; zna zasady działania spektrometrów w oparciu o posiadaną wiedzę z zakresu zjawisk fizycznych będących podstawą konkretnego rodzaju spektroskopii molekularnej, nie popełnia błędów,

Ocena dobra plus - student posiada wiedzę na temat metod spektroskopii molekularnej, ich podstaw teoretycznych i wykorzystania tej wiedzy w zastosowaniach praktycznych; potrafi w pełni samodzielnie interpretować proste widma molekularne; umie rozwiązywać zagadnienia problemowe związane z budową, reaktywnością oraz wzajemnymi oddziaływaniami molekuł w oparciu o widma molekularne; zna zasady działania spektrometrów w oparciu o posiadaną wiedzę z zakresu zjawisk fizycznych będących podstawą konkretnego rodzaju spektroskopii molekularnej, popełnia nieliczne, drugorzędne błędy nie wynikające z braków merytorycznych,

Ocena dobra: student posiada podstawową wiedzę na temat metod spektroskopii molekularnej, ich podstaw teoretycznych i wykorzystania tej wiedzy w zastosowaniach praktycznych; potrafi z pomocą interpretować proste widma molekularne; umie z minimalną pomocą rozwiązywać zagadnienia problemowe związane z budową, reaktywnością oraz wzajemnymi oddziaływaniami molekuł w oparciu o widma molekularne; zna zasady działania spektrometrów w oparciu o posiadaną wiedzę z zakresu zjawisk fizycznych będących podstawą konkretnego rodzaju spektroskopii molekularnej, popełnia nieliczne błędy,

Ocena dostateczna plus - student posiada podstawową wiedzę na temat podstawowych metod spektroskopii molekularnej, ich podstaw teoretycznych i wykorzystania tej wiedzy w zastosowaniach praktycznych; potrafi z pomocą interpretować proste widma molekularne; umie z pomocą egzaminatora rozwiązywać zagadnienia typowe związane z budową, reaktywnością oraz wzajemnymi oddziaływaniami molekuł w oparciu o widma molekularne; zna zasady działania spektrometrów w oparciu o posiadaną wiedzę z zakresu zjawisk fizycznych będących podstawą konkretnego rodzaju spektroskopii molekularnej, popełnia błędy,

Ocena dostateczna: student posiada elementarną wiedzę na temat podstawowych metod spektroskopii molekularnej i ich podstaw teoretycznych; potrafi z pomocą interpretować proste widma molekularne; umie z pomocą rozwiązywać zagadnienia typowe związane z budową, reaktywnością oraz wzajemnymi oddziaływaniami molekuł w oparciu o widma molekularne,

Ocena niedostateczna - student nie rozumie i nie potrafi wyjaśnić podstawowych pojęć i praw z zakresu spektroskopii molekularnej.

Na egzaminie obowiązują treści ujęte w opisie zajęć dydaktycznych i pracy studenta, przekazane na wykładzie oraz zawarte w literaturze obowiązkowej.

Kolokwium pisemne.

Student otrzymuje zestaw maksymalnie siedmiu pytań i problemów do rozwiązania. Zestaw zawiera zadania o różnym stopniu trudności, sprawdzające umiejętności rozwiązywania złożonych zagadnień problemowych, zagadnień typowych z zakresu spektroskopii molekularnej, zastosowania podstawowych praw i pojęć oraz przedstawienia ich treści. Odpowiedź pisemna trwa 45 minut i polega na odpowiedzi na pytania oraz rozwiązaniu wszystkich zawartych w zestawie zadań. Student zdaje pięć kolokwiów w semestrze obejmujących następujące tematy: wstęp do spektroskopii oraz spektroskopia w podczerwieni, spektroskopia Ramana, spektroskopia rotacyjna oraz oscylacyjno-rotacyjna, spektroskopia UV-VIS, spektroskopia jądrowego rezonansu magnetycznego i jądrowego rezonansu paramagnetycznego.

Ocena bardzo dobra -student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu wybranej spektroskopii molekularnej, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki, nie popełnia błędów,

Ocena dobra plus - student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu wybranej spektroskopii molekularnej, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki, popełnia nieliczne błędy nie wynikające z braków merytorycznych,

Ocena dobra - student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu wybranej spektroskopii molekularnej oraz rozwiązuje zagadnienia problemowe, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki popełniając nieliczne błędy merytoryczne,

Ocena dostateczna plus - student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu wybranej spektroskopii molekularnej, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki popełniając nieliczne błędy merytoryczne oraz rachunkowe,

Ocena dostateczna - student rozumie i potrafi wyjaśnić podstawowe pojęcia i prawa z zakresu wybranej spektroskopii molekularnej, rozwiązuje zagadnienia typowe z zakresu spektroskopii molekularnej popełniając błędy,

Ocena niedostateczna - student nie rozumie i nie potrafi wyjaśnić podstawowych pojęć i praw z zakresu wybranej spektroskopii molekularnej.

Powyższemu opisowi odpowiada następująca skala procentowa:

poniżej 60% ndst

60-69% dost

70-74% + dost

75-84% dobry

85-89% + dobry

90 bardzo dobry

Sprawozdanie pisemne z wykonanego ćwiczenia student sporządza z pomocą podanej literatury przedmiotu. Sprawozdanie powinno zawierać następujące elementy: wstęp teoretyczny związany z realizowanym zagadnieniami, opis metodyki oraz sposobu postępowania podczas pomiarów, opracowanie wyników pomiarów i ich analizę, porównanie z literaturą oraz dyskusję wyników i wnioski.

Ocena bardzo dobra - samodzielnie wykonane sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student samodzielnie interpretuje standardowe widma prostych układów molekularnych, korzysta swobodnie z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie nie zawiera błędów.

Ocena dobra plus - samodzielnie wykonane sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student samodzielnie interpretuje standardowe widma prostych układów molekularnych, korzysta swobodnie z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera nieliczne błędy edytorskie,

Ocena dobra - samodzielnie wykonane sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student interpretuje standardowe widma prostych układów molekularnych, korzysta z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera nieliczne błędy,

Ocena dostateczna plus - sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student interpretuje standardowe widma prostych układów molekularnych z pomocą prowadzącego, po konsultacjach wykorzystuje również wiedzę z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera błędy, które zostają wyeliminowane po konsultacjach z prowadzącym,

Ocena dostateczna - sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student interpretuje standardowe widma prostych układów molekularnych z pomocą prowadzącego, po konsultacjach wykorzystuje również wiedzę z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów; widoczne jest wzorowanie się na pracy kolegów; sprawozdanie zawiera błędy, które zostają wyeliminowane po konsultacjach z prowadzącym,

Ocena niedostateczna- sprawozdanie nie jest kompletne, student nie rozumie i nie potrafi interpretować standardowych widm prostych układów molekularnych.

Student składa sprawozdanie pisemne prowadzącemu laboratorium w terminie do 2 tygodni od dnia wykonania ćwiczenia. Prowadzący do dwóch tygodni informuje studenta o jego zaliczeniu bądź konieczności poprawy.

Ocenianie ciągłe:

Przygotowanie do ćwiczenia w oparciu o treść wykładu poprzedzającego zajęcia oraz podaną literaturę przedmiotu.

Ocena bardzo dobra - student aktywnie uczestniczy w dyskusji na zajęciach, zadaje pytania do omawianego materiału świadczące o wcześniejszym przygotowaniu się do zajęć, rozumie realizowane zagadnienie, działanie aparatury, metodykę pomiaru.

Ocena dobra - student potrafi odpowiedzieć na zadane mu pytanie na zajęciach; rozumie realizowane zagadnienie, działanie aparatury, metodykę pomiaru.

Ocena dostateczna - student potrzebuje dodatkowych wskazówek do prawidłowego rozwiązania omawianego problemu, nie wykazuje aktywności w dyskusji na zajęciach.

Ocena niedostateczna - student biernie uczestniczy w zajęciach, nie rozumie podstawowych pojęć z zakresu objętego tematyką ćwiczenia.

W czasie trwania ćwiczeń laboratoryjnych prowadzący sprawdza pracę studenta pod kątem wymagań merytorycznych dotyczących oceniania ciągłego.