Fyzikální organická chemie - M110016
Anglický název: Physical Organic Chemistry
Zajišťuje: Ústav organické chemie (110)
Fakulta: Fakulta chemické technologie
Platnost: od 2023
Semestr: letní
Body: letní s.:5
E-Kredity: letní s.:5
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:2/2, Z+Zk [HT]
Počet míst: 13 / 13 (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh: navazující magisterské
Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán
povolen pro zápis po webu
Garant: Krupička Martin Ing. Ph.D.
Záměnnost : N110007
Termíny zkoušek   
Pro tento předmět jsou dostupné online materiály
Anotace -
Poslední úprava: Krupička Martin Ing. Ph.D. (17.09.2023)
Fyzikální organický chemie zkoumá vztahy mezi chemickou strukturou a reaktivitou organických sloučenin za pomoci fyzikálních a chemických metod. Studenti se naučí chápat a analyzovat fyzikální a mechanistické aspekty organických reakcí, včetně termodynamiky, kinetiky a spektroskopie. Důraz je kladen na metody experimentálního studia mechanismů organických reakcí a termodynamiku a kinetiku reakcí v rozpouštědle. Hlavním nástrojem pro studium mechanismů jsou kvantitativní vztahy mezi strukturou a reaktivitou ve formě lineárních závislostí volné energie.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Krupička Martin Ing. Ph.D. (17.09.2023)

Po úspěšném absolvování tohoto předmětu student bude schopen:

1. Znát a aplikovat základní principy a metody fyzikální organické chemie.

2. Analyzovat vztahy mezi strukturou a reaktivitou organických sloučenin.

3. Popisovat a vysvětlit mechanismy organických reakcí na základě termodynamických a kinetických dat.

4. Využít spektroskopické metody pro sledování průběhu reakcí.

5. Navrhovat experimenty, které zkoumají fyzikální a mechanistické aspekty organických reakcí.

6. Interpretovat výsledky experimentů v kontextu fyzikální organické chemie a navrhovat další postupy

Literatura -
Poslední úprava: Krupička Martin Ing. Ph.D. (17.09.2023)

Z: Eric V. Anslyn, Dennis A. Dougherty : Modern Physical Organic Chemistry. 1891389319

Z: Böhm S. : Fyzikální organická chemie, CD verze učebního textu

Studijní opory -
Poslední úprava: Krupička Martin Ing. Ph.D. (17.09.2023)

Učebnice „Modern Physical Organic Chemistry“

Materiály na e-learningu předmětu

Sylabus -
Poslední úprava: Krupička Martin Ing. Ph.D. (17.09.2023)

1. Teorie chemické vazby – orbitaly, hybridizace, molekulové orbitaly, orbitaly funkčních skupin a reaktivních intermediátů

2. Termochemie a stabilita – volná energie, vazebná energie, vztah struktury a reaktivity, konformace, elektronové efekty, příspěvkové metody

3. Nekovalentní interakce – způsoby interakcí, popis chování rozpouštědla, rozpustnost, termodynamika roztoků a supramolekul, molekulové rozpoznávání

4. Kyseliny a báze – kyselost ve vodných a nevodných roztocích a koncentrovaných kyselinách, předpověď kyselosti a bazicity

5. Stereochemie – relativní a absolutní konfigurace, topicita, dynamická stereochemie

6. Kinetika – plocha potenciální energie, teorie tranzitního stavu, kinetická analýza

7. Experimentální termodynamika a kinetika – izotopové efekty, substituční efekty, LFER

8. Katalýza – obecné principy, kyselá a bazická katalýza, enzymatická katalýza, organokatalýza

9. Pericyklické reakce – orbitalová symetrie, cykloadice, elektrocyklické reakce, přesmyky

10. Isomerace a přesmyky – migrace na uhlík a heteroatom, karbaniontové a radikálové přesmyky

11. Fotochemie – mechanismy a procesy, Jablonského diagram

12. Reaktivní intermediáty – struktura a reaktivita, karbokationy, karbanionty, radikály, karbeny

13. Organická reaktivita 1 – mechanismy, jejich potvrzení a závislost na struktuře

(a) nukleofily a elektrofily, kyseliny a báze, orbitalové interakce

(b) adice elektrofilní, nukleofilní a radikálová

(c) hydrolýza esterů

(d) eliminace

14. Organická reaktivita 2 – mechanismy, jejich potvrzení a závislost na struktuře

(a) adičně-eliminační mechanismy, SEAr, SNAr, SRN1

(b) substituce alifatická, SN1, SN2, vliv sousedních skupin

(c) radikálová substituce

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Kundrát Ondřej Ing. Ph.D. (10.01.2018)

Žádné.

Podmínky zakončení předmětu (Další požadavky na studenta) -
Poslední úprava: Krupička Martin Ing. Ph.D. (10.02.2022)

Předmět je zakončen písemnou zkouškou.

Student může přistoupit ke zkoušce z Fyzikální organické chemie poté, co získal zápočet ze cvičení z Fyzikální organické chemie.

Zápočet se uděluje na základě výsledků práce studenta během semestru. Ta se kontroluje kvízy v e-learningu. K udělení zápočtu je zapotřebí úspěšné zvládnutí všech kvízů (pokusy lze opakovat).

Zkouška je písemná, trvá 120 minut. Při zisku méně než 50% bodů je klasifikována známkou "F".

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Účast na přednáškách 1 28
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 1 28
Příprava na zkoušku a její absolvování 2 56
Účast na seminářích 1 28
5 / 5 140 / 140