Chem metali w biol i środ-3 sem

Transkrypt

Załącznik nr 3 do ZW 1/2007
OPISY KURSÓW
•
Kod kursu: CHC023011
•
Nazwa kursu:
Analiza Instrumentalna
•
Język wykładowy:
polski
Forma kursu
Wykład
Tygodniowa
1
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
15
liczba godzin
ZZU*
Forma
Egzamin
zaliczenia
2
Punkty ECTS
Liczba godzin 60
CNPS
Ćwiczenia
Laboratorium
3
Projekt
Seminarium
45
Zaliczenie
3
90
•
Poziom kursu (podstawowy/zaawansowany): podstawowy
•
Wymagania wstępne: Fizyka, Chemia fizyczna 1
•
Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: Stanisław Bartkiewicz dr hab.
•
Imiona i nazwiska oraz tytuły/stopnie członków zespołu dydaktycznego: Jarosław
Myśliwiec dr, Tomasz Misiaszek dr
•
Rok: ....I........ Semestr:......1.................
•
Typ kursu (obowiązkowy/wybieralny): obowiązkowy
•
Cele zajęć (efekty kształcenia): Uzyskanie podstaw Analizy instrumentalnej
•
Forma nauczania (tradycyjna/zdalna): tradycyjna
•
Krótki opis zawartości całego kursu: Kurs obejmuje zasadnicze pojęcia i zastosowania
instrumentalnych technik w analizie chemicznej. Kurs opisuje podstawowe optyczne,
spektroskopowe, elektroanalityczne i chromatograficzne metody analizy
instrumentalnej.
•
Wykład (podać z dokładnością do 2 godzin):
Zawartość tematyczna poszczególnych godzin wykładowych
1. Wprowadzenie. Sygnał i szum. Statystyczne metody w chemii
analitycznej: błędy, przedziały ufności, rozstęp, regresja i korelacja
2. Podzespoły optyczne
3. Metody optyczne
4. Wprowadzenie do spektroskopii UV/Vis
5. Absorpcjometria i luminescencja
6. Zastosowania spektroskopii
7. Elektroanaliza (Polarografia, Potencjometria, Amperometria)
Liczba godzin
2
2
2
2
2
2
2
1
8. Wprowadzenie do metod chromatograficznych (Chromatografia gazowa i
cieczowa)
•
Ćwiczenia - zawartość tematyczna:
•
Seminarium - zawartość tematyczna:
•
Laboratorium - zawartość tematyczna:
1
Potencjometria, Amperometria,
Polarymetria, Refraktometria, Interferometria
Absorpcjometria, Luminescencja,
Fotometria płomienia , Miareczkowanie fotometryczne, Chromatografia
•
Projekt - zawartość tematyczna:
•
Literatura podstawowa:
1.Cygański A., Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, WNT 2002, Warszawa.
2. Cygański A., Metody elektroanalityczne, WNT 1995, Warszawa
3. Minczewski J., Marczenko Z., Chemia analityczna, tom 3, Analiza instrumentalna,
PWN 1985, Warszawa
4. Szczepaniak W., Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN 2004,
Warszawa
•
Literatura uzupełniająca:
1. Szmal Z., Lipiec T., Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej,
PZWL 1997
•
Warunki zaliczenia:
* - w zależności od systemu studiów
2
DESCRIPTION OF THE COURSES
•
Course code: CHC023011
•
Course title: Instrumental Analysis
•
Language of the lecturer: Polish
Course form
Lecture
Number
1
of hours/week*
Number
15
of hours/semester*
Form of the course Examination
completion
2
ECTS credits
Total
Student’s 60
Workload
Classes
Laboratory
3
Project
Seminar
45
Credit
3
90
•
Level of the course (basic/advanced): basic
•
Prerequisites: Fundamental of Physics, Physical Chemistry I
•
Name, first name and degree of the lecturer/supervisor: Stanisław Bartkiewicz dr hab.
•
Names, first names and degrees of the team’s members: Jarosław Myśliwiec dr,
Tomasz Misiaszek dr
•
Year:......I.......... Semester:........1...........
•
Type of the course (obligatory/optional): obligatory
•
Aims of the course (effects of the course): The fundamental knowledge of
Instrumental Analysis
•
Form of the teaching (traditional/e-learning): traditional
•
Course description: The course deals with the fundamental concepts and applications
of instrumental techniques in chemical analysis. The course covers some optic,
spectroscopic, electroanalytical and chromatographic methods of analysis.
•
Lecture:
Particular lectures contents
1. Introduction. Signal and noise statistical methods in analytical
chemistry: errors, confidence limits and intervals analysis of variance,
regression and correlation
2. Components of Optical Instruments
3. Optical methods
4. An Introduction to Ultraviolet/Visible Molecular Absorption
5. Spectrometry, Molecular Luminescence
6. Applications of Molecular Absorption
7. Electroanalytical Chemistry (Polarography, Potentiometry,
Number of hours
2
2
2
2
2
2
2
3
Amperometry)
8. An Introduction to Chromatographic Separations, Gas Chromatography
and Liquid Chromatography
•
Classes – the contents:
•
Seminars – the contents:
•
Laboratory – the contents:
1
Potentiometry, Amperometry
Polarimetry, Refractometry, Interferometry
Absorptiometry, Luminescence,
Flame photometry, Photometric titration, Chromatography
•
Project – the contents:
•
Basic literature:
1.Cygański A., Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, WNT 2002, Warszawa.
2. Cygański A., Metody elektroanalityczne, WNT 1995, Warszawa
3. Minczewski J., Marczenko Z., Chemia analityczna, tom 3, Analiza instrumentalna,
PWN 1985, Warszawa
4. Szczepaniak W., Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN 2004,
Warszawa
•
Aditional literature:
1. Szmal Z., Lipiec T., Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej ,
PZWL, 1997
•
Conditions of the course acceptance/credition: Examination
* - depending on a system of studies
4
OPISY KURSÓW
•
•
Nazwa kursu:
•
Język wykładowy: polski
Forma kursu
Tygodniowa
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
liczba godzin
ZZU*
Forma
zaliczenia
Punkty ECTS
Liczba godzin
CNPS
CHEMIA TEORETYCZNA
2
1
Laboratorium
2
30
15
30
egzamin
zal
3
90
1
30
wykonanie
projektu
2
60
Wykład
Ćwiczenia
Projekt
Seminarium
•
Poziom kursu: zaawansowany
•
Wymagania wstępne: brak
•
Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: Szczepan Roszak, prof.
•
Imiona i nazwiska oraz tytuły/stopnie członków zespołu dydaktycznego: Pawel
Lipkowski, dr; Robert Gora, dr; Krzysztof Strasburger, dr; Borys Szefczyk, dr; W.
Andrzej Sokalski, prof.
•
Rok: ....I..... Semestr:.....1..............
•
Typ kursu: obowiazkowy
•
Cele zajęć (efekty kształcenia): Uczestnik kursu poznaje podstawy chemii kwantowej
oraz nabywa umiejętność jej praktycznego stosowania. Przedmiot daje umiejetność
teoretycznego wyznaczania właściwości cząsteczek, kompleksów molekularnych,
materiałów, a także modelowania procesów chemicznych.
•
•
Krótki opis zawartości całego kursu: Metody obliczeniowe chemii kwantowej
stanowia zrodło wiedzy o strukturze geometrycznej i elektronowej cząsteczek.
Wspołczesne techniki numeryczne umożliwiają zastosowanie chemii teoretycznej do
rozwiązywania wielu problemów chemii, biologii i nauki o materiałach. Wykład
dostarcza wiedzy na temat zastosowania metod mechaniki kwantowej do opisu
układów modelowych oraz prezentuje podstawowe metody wyznaczania struktury
elektronowej układów molekularnych.
5
•
1.podstawowe pojęcia i postulaty mechaniki kwantowej
2. krzywe energii potencjalnej – mechanika molekularna, termodynamika
chemiczna
3.proste problemy modelowe, bariera potencjału, wiązenie wodorowe
4.oscylator harmoniczny – spektroskopia w podczerwieni
5.kwantowanie energii ruchu obrotowego – spektroskopia mikrofalowa
6.atom wodoru, spektroskopia atomu wodoru
7.metoda wariacyjna
8. przybliżenie orbitalne, funkcja wyznacznikowa,
9. struktura atomów wieloelektronowych, układ okresowy pierwiastków
10. metoda Hartree-Focka,
11. metoda Hartree-Focka-Roothaana
12 warianty metod ab initio, bazy funkcyjne
13. wiązanie chemiczne – analiza populacyjna
14. rachunek zaburzeń, oddziaływania molekularne
15. korelacja elektronowa, perspektywy chemii teoretycznej
Liczba godzin
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
•
Ćwiczenia - zawartość tematyczna: ćwiczenia służą wspomaganiu treści wykładu i
rozwiązywaniu zagadnień obliczeniowych związanych z treścią poszczególnych
wykładów, interpretacja pomiarów eksperymentalnych, prezentacja dostępnych
programów komputerowych, stron www i baz danych związanych z chemią
teoretyczną.
•
•
Laboratorium - zawartość tematyczna: Laboratorium służy pozyskaniu umiejętności
korzystania z dostępnych pakietow oprogramowania kwantowo-chemicznego. W
trakcie zajęć opracowywane są projekty dotyczące struktury cząsteczki, analizy
wibracyjnej oraz analizy rozkładu gęstości elektronowej. Studenci zapoznają się z
wykorzystaniem metod teoretycznych w interpretacji eksperymentalnych wyników
spektroskopowych i termodynamicznych.
•
•
Literatura podstawowa: J. Sadlej, W. Kołos, Atom i Czasteczka, PWN; R. F.
Nalewajski, Podstawy i Metody Chemii Kwantowej, PWN;
•
Literatura uzupełniająca: L. Piela, Idee Chemii Kwantowej, PWN; M. A. Ratner, G. C.
Schatz, Introduction to Quantum Mechanics in Chemistry, Prentice Hall; Journal of
Chemical Education, J. B. Foresman, A. Frisch, Exploring Chemistry with Electronic
Structure Methods, Gaussian, Inc.
•
Warunki zaliczenia: egzamin,
6
•
•
Course title: THEORETICAL CHEMISTRY
•
Language of the lecturer: polish
Course form
Number
of hours/week*
Number
of hours/semester*
Form of the course
completion
ECTS credits
Total
Student’s
Workload
Lecture
Classes
Laboratory
2
1
2
30
15
30
exam
test
projects
3
90
1
30
2
60
Project
Seminar
•
Level of the course (basic/advanced): advanced
•
Prerequisites: none
•
Name, first name and degree of the lecturer/supervisor: Szczepan Roszak, prof.
•
Names, first names and degrees of the team’s members: Pawel Lipkowski, dr; Robert
Gora, dr; Krzysztof Strasburger, dr; Borys Szefczyk, dr; W. Andrzej Sokalski, prof.
•
Year:........1........ Semester:.........1............
•
•
Aims of the course (effects of the course): Basics of quantum chemistry are presented
together with the emphasis of its practical application. Course provides knowledge of
theoretical predictions of properties for molecules, complexes, and molecular
materials, and also modeling of chemical processes.
•
•
Course description: The computational methods of quantum chemistry describe
electronic and structural properties of molecules. Modern computational techniques
allow to utilize the theoretical chemistry for the solution of many problems in
chemistry, biology, and material sciences. The course provides information regarding
the application of quantum mechanics for model systems as well as describes methods
being applied to study electronic structure of molecular systems.
•
Lecture:
1. basic ideas and postulates of quantum mechanics
2. potential energy curves – molecular mechanics,
thermodynamics
3.simple model problems, potential barrier, hydrogen bond
Number of hours
2
chemical 2
2
7
4.harmonic oscillator – IR spectroscopy
5.rotator – microwave spectroscopy
6.hydrogen atom, spectroscopy of hydrogen atom
7. variational method
8.orbital approximation, Slater determinant
9. electronic structure of many-electron atoms, periodic table
10.Hartree-Fock method
11.Hartree-Fock-Roothan method
12.ab initio methods; atomic basis functions
13. chemical bond – electron population analysis
14. perturbation theory, intermolecular interactions
15. electron correlation, perspectives of theoretical chemistry
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
•
Classes – the contents: the classes support lecture and provide the solutions to
computational problems regarding particular lectures, interpretation of experimental
data, presentation available computer software, relevant www sites, and data bases.
•
•
Laboratory – the contents: The laboratory is design to develop skills required for using
available quantum-chemical codes. The projects regard structure of complexes,
vibrational analysis, and analysis of electronic density. Students practice the utilization
of theoretical methods for interpretation of experimental spectroscopic and
thermodynamic data.
•
•
Basic literature: in polish - J. Sadlej, W. Kolos, Atom i Czasteczka, PWN; R. F.
Nalewajski, Podstawy i Metody Chemii Kwantowej, PWN;
•
Additional literature: L. Piela, Ideas of Quantum Chemistry, PWN; M. A. Ratner, G.
C. Schatz, Introduction to Quantum Mechanics in Chemistry, Prentice Hall; Journal of
Chemical Education, J. B. Foresman, A. Frisch, Exploring Chemistry with Electronic
Structure Methods, Gaussian, Inc.
•
Conditions of the course acceptance/credition: exam
8
OPISY KURSÓW
•
Kod kursu:
CHC023009
•
Nazwa kursu:
Krystalografia
•
Język wykładowy:
Polski
Forma kursu
Tygodniowa
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
liczba godzin
ZZU*
Forma
zaliczenia
Punkty ECTS
Liczba godzin
CNPS
Wykład
Ćwiczenia
2
1
30
15
E
zaliczenie
3
90
1
30
Laboratorium
Projekt
•
•
Wymagania wstępne: algebra, geometria analityczna, teoria grup
•
Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego:
Seminarium
Veneta Videnova-Adrabińska, dr hab.
•
Imiona i nazwiska oraz tytuły/stopnie członków zespołu dydaktycznego:
•
Rok: ....I........ Semestr:........1..............
•
•
Cele zajęć (efekty kształcenia): Po wysłuchaniu tego kursu student powinien posiadać
umiejętność uzyskiwania kryształów przydatnych do badań strukturalnych jak również
mieć kompetencje w posługiwaniu się różnych technik dyfrakcyjnych do
rozwiązywania problemów analitycznych, identyfikacyjnych i strukturalnych. Student
powinien umieć korzystać z krystalograficznych baz danych i posługiwać się tymi
danymi w swojej dalszej pracy.
•
Forma nauczania (tradycyjna/zdalna): tradycyjna w połączeniu ze zdalną
•
Krótki opis zawartości całego kursu: Wprowadzenie podstawowych wiadomości o
kryształach i relacji symetrycznych i strukturalnych w nich; zapoznanie studentów z
procesem krystalizacji, z różnymi technikami otrzymywania monokryształów oraz
metodami badań strukturalnych i rozwiązywania struktur krystalicznych.
9
•
Liczba godzin
1. Podstawowe pojęcia: sieć krystaliczna, węzły, proste i płaszczyzny
4
sieciowe (symbole i oznaczenia), komórka elementarna, parametry atomów i
sieci.
2. Symetria i wewnętrzna budowa kryształów: operacje symetrii, elementy
symetrii; grupy punktowe, grupy przestrzenne; pozycje; klasy
krystalograficzne i układy krystalograficzne; 14 sieci Bravais’a.
3. Dyfrakcja a struktura kryształu: geometria dyfrakcji promieni
rentgenowskich na sieciach przestrzennych kryształów, równania Laue’go,
równanie Bragga; zmodyfikowane równania kwadratowe; sieć odwrotna relacje pomiędzy siecią krystaliczną a siecią odwrotną, konstrukcja Ewalda;
natężenie rentgenowskich refleksów dyfrakcyjnych – czynniki strukturalne,
systematyczne wygaszanie refleksów dyfrakcyjnych, prawo Friedla, grupy
dyfrakcyjne Laue’go.
4. Eksperymentalne metody badawcze i techniki dyfrakcyjne do badań
strukturalnych
monokryształów: wybór i montownie monokryształu;
czterokolowy dyfraktometr, kamera CCD; wyznaczanie parametrów sieci i
symetrii kryształu, interpretacja dyfraktogramów; wskaźnikowanie refleksów
dyfrakcyjnych, metody rozwiązywanie struktury (metody Pattersona,
bezpośrednie) i udokładnienia struktury (metoda najmniejszych kwadratów).
5. Inne metody do badań strukturalnych: rentgenowska analiza strukturalna
do
badań
próbek
polikrystalicznych;
dyfraktometr
proszkowy;
wskaźnikowanie rentgenogramu proszkowego, wyznaczanie parametrów sieci
i typu komórki Bravais’a; spektroskopia elektronowa; dyfrakcja
neutronograficzna, spektroskopia elektronowa i obrazy strukturalne;
krystalografia białek.
6
6
6
2
6. Procesy krystalizacyjne i metody otrzymywania monokryształów
2
7. Opis struktur krystalicznych: struktury metaliczne, jonowe, modele
opakowania wielościanów; struktury molekularne przestawione jako sieci.
Strukturalne bazy danych
4
•
Utrwalenie wiadomości z wykładów przez rozwiązywania zadań praktycznych;
•
Praca z wykorzystaniem bazy danych strukturalnych Cambridge i zastosowaniem
rożnego rodzaju oprogramowania do obliczenia i wizualizacji struktur
krystalograficznych
•
•
1. Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stróż, M. Surowiec, „Krystalografia”, PWN 2007
10
2. Z. Trzaska Durski, H. Trzaska Durska, „Podstawy Krystalografii”, 2003.
3. Z. Kosturkiewicz, Metody krystalografii, Wydawnictwo Naukowe UAM, 2000.
4. W. Massa, Crystal Structure Determination, Springer, 2004.
5. R.J.D. Tilley, Crystals and Crystal Structures, Wiley, 2006.
6. G. Rhodes, Crystallography made crystal clear, Elsevier, 2006.
•
1. P. Luger, Modern X-ray analysis on Single Crystals, WdeG, 1980.
2. P. Luger, Rentgenografia strukturalna monokryształów, PWN,1989.
3. M. van Meerssche, J. Feneau-Dupont, Krystalografia i chemia strukturalna, PWN,
1984.
4. M.F.C. Ladd and R.A. Palmer, Structure determination by X-Ray crystallography,
Plenum Press, 1985.
5. M. O’Keeffe, B.G. Hide, Crystal Structures, Mineralogical Society of America, 1996.
6. A.V. Shubnikov and V.A. Koptsik, Symmetry in science and art, Plenum Press, 1974.
•
Warunki zaliczenia: testy egzaminacyjne; rozwiązanie problemu strukturalnego.
11
•
Course code:
•
Course title: Crystallography
•
Language of the lecturer: English
Course form
Number
of hours/week*
Number
of hours/semester*
Form of the course
completion
ECTS credits
Total
Student’s
Workload
CHC023009
Lecture
Classes
2
1
30
15
E
credit
3
90
1
30
Laboratory
•
Level of the course (basic/advanced):
•
Prerequisites: algebra, analytical geometry, group theory
•
Name, first name and degree of the lecturer/supervisor:
Project
Seminar
basic
Veneta Videnova-Adrabińska, DSc
•
Names, first names and degrees of the team’s members:
•
Year:.....I........... Semester:.......1..............
•
Type of the course (obligatory/optional):
•
Aims of the course (effects of the course): to provide the student with skills in crystal
growing and competence in crystal structure determination. The student should be
acquainted with different diffraction techniques and familiar with structural data bases.
She/he should be able to use this knowledge for solving of various analytical and
structural problems in chemistry.
•
Form of the teaching (traditional/e-learning): tradional in combination with e-learning
•
Course description: Introduction of a basic knowledge about crystals and the
symmetry and structural relations in them; Making the students familiar with the
crystallization process and with different techniques for single crystal growth as well
as with methods for crystal structure determination.
obligatory
12
•
Lecture:
1. Crystal lattices and lattice parameters: edges, directions, planes, unit cell,
atom indexes
Number of
hours
4
2. Crystal symmetry and crystal structure: symmetry elements, symmetry
operations, point groups, space groups, crystal families and crystal systems;
fourteen Bravais lattices.
3. Diffraction and crystal structure: geometry of X-Ray diffraction,
interference by one-dimensional lattice - the Laue equation, lattice planes
and the Bragg equation, higher orders of diffraction, quadratic form of the
Bragg equation; reciprocal lattice, the Ewald construction; the intensities of
diffracted beams; structure factors – the atomic scattering factor, the
structure factor; symmetry and reflection intensities; the temperature factor;
symmetry of the diffraction patterns – the Laue groups;
4. Experimental techniques and X-ray diffraction methods for single crystal
measurements: choice and mounting of a single crystal; the four circle
diffractometer, area detector systems (CCDC cameras); measuring the
diffraction patterns of single crystals; reflection profiles and scan type;
structure solution methods (Pattersons methods, direct methods) the method
of least squares for structure refinement, crystallographic R-values.
5. Other methods for structural research: Powder X-Ray diffraction method:
measuring the diffraction patterns on polycrystalline probes, determination
of the lattice parameters and Bravais lattice type; electron microscopy and
structure images; Neutron scattering; electron scattering; protein
crystallography.
6
6
6
2
6. Crystallization processes and methods for single crystal growth.
2
7. The depiction of crystal structures: metallic structures, ionic structures
and structure building rules; cation-centered and anion-centered polyhedral
representation of crystals, structures as nets; structural databases.
4
•
Solving problems related with the lecture topics
•
•
Laboratory – the contents: Utilization of the Cambridge Structural Data Base for
solving of various structural problems, use of different graphic tools for solving and
visualization of crystal structures
•
•
Basic literature:
1. Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stróż, M. Surowiec, „Krystalografia”, PWN 2007.
2. Z. Trzaska Durski, H. Trzaska Durska, „Podstawy Krystalografii”, 2003.
13
3. Z. Kosturkiewicz, Metody krystalografii, Wydawnictwo Naukowe UAM, 2000.
4. W. Massa, Crystal Structure Determination, Springer, 2004.
5. R.J.D. Tilley, Crystals and Crystal Structures, Wiley, 2006.
6. G. Rhodes, Crystallography made crystal clear, Elsevier, 2006.
•
Additional literature:
7. P. Luger, Modern X-ray analysis on Single Crystals, WdeG, 1980.
8. P. Luger, Rentgenografia strukturalna monokryształów, PWN,1989.
9. M. van Meerssche, J. Feneau-Dupont, Krystalografia i chemia strukturalna, PWN,
1984.
10. M.F.C. Ladd and R.A. Palmer, Structure determination by X-Ray crystallography,
Plenum Press, 1985.
11. M. O’Keeffe, B.G. Hide, Crystal Structures, Mineralogical Society of America, 1996.
12. A.V. Shubnikov and V.A. Koptsik, Symmetry in science and art, Plenum Press, 1974.
•
Conditions of the course acceptance/credition: examination tests; determination of a
structural problem
14
OPISY KURSÓW
•
Kod kursu:CHC023010
•
Nazwa kursu: Spektroskopia
•
Forma kursu
Tygodniowa
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
liczba godzin
ZZU*
Forma
zaliczenia
Punkty ECTS
Liczba godzin
CNPS
1
Laboratorium
3
15
45
Egzamin
Zaliczenie
2
60
4
120
Wykład
Ćwiczenia
Projekt
Seminarium
•
Poziom kursu (podstawowy/zaawansowany): zaawansowany
•
Wymagania wstępne:
•
Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: Dr hab. Krystyna Palewska
•
Imiona i nazwiska oraz tytuły/stopnie członków zespołu dydaktycznego: Krystyna
Palewska dr hab., Wiesław Żyrnicki prof. dr hab., Jolanta Borkowska-Burnecka dr,
Barbara Kułakowska-Pawlak dr, Piotr Drożdżewski prof. dr hab., Tomasz Misiaczek
dr, Piotr Jamróz dr, Stanisław Bartkiewicz dr hab., Roman Gancarz prof. dr hab.
•
Rok: ....I........ Semestr:.....1
•
Typ kursu (obowiązkowy/wybieralny):Obowiązkowy
•
Cele zajęć (efekty kształcenia): Zaznajomienie słuchaczy z zastosowaniami
współczesnej spektroskopii molekularnej.
•
•
Krótki opis zawartości całego kursu: Kurs zapoznaje studentów z różnymi
nowoczesnymi metodami spektroskopii atomowej i molekularnej od strony
teoretycznej i praktycznej.
•
1.Podstawowe pojęcia.
2.Metody eksperymentalne :źródła światła, techniki furierowskie, detektory
3.Spektroskopia rotacyjna.
4.Spektroskopia oscylacyjne
5.Spektroskopia elektronowe. Naddźwiękowe wiązki molekularne.
6.Spektroskopia pojedynczych cząsteczek (SMS). Spektralne wypalanie
szczelin.
Liczba godzin
1
2
2
2
2
1
15
7.Spektroskopia fotoelektronowa (PES).
8. Paramagnetyczny rezonans elektronowy(EPR), jądrowy rezonans
magnetyczny (NMR) oraz widma wielowymiarowe (COSY).
9. Kierunki rozwoju i zastosowania spektrometrii
1
2
2
•
Laboratorium - zawartość tematyczna: Analiza rotacyjna, analiza oscylacyjna –
energia dysocjacji, widma atomów i jonów, stopień jonizacji różnych pierwiastków w
plazmie, temperatury optyczne: elektronowa, oscylacyjna, rotacyjna, widma w
podczerwieni, EPR - wpływ rozpuszczalnika na kształt widma, symulacja widm EPR,
widma absorpcji- naturalny czas życia fluorescencji i siła oscylatora, równowaga
tworzenia kompleksu CT, efekt solwatochromowy, fotochromia, stała równowagi
dimeryzacji, luminescencja - wygaszanie luminescencji, relacja Sterna- Volmera,
•
1.K. Pigoń i Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna, wyd. V, tom 2, PWN Warszawa 2005
2.P.W.Atkins, Chemia fizyczna, PWN Warszawa 2001
•
Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych
(praca zbiorowa pod redakcją A. Zielińskiego i A. Rajcy, Wydawnictwa NaukowoTechniczne, Warszawa 1992.
•
Warunki zaliczenia:
Wykład: Pozytywna ocena na egzaminie
Laboratorium: Pozytywnie zdane kolokwia wstępne i zaliczenie wszystkich ćwiczeń
16
•
•
Course title: Spectroscopy
•
Course form
Number
of hours/week*
Number
of hours/semester*
Form of the course
completion
ECTS credits
Total
Student’s
Workload
Lecture
Classes
Laboratory
1
3
15
45
Exam
Acceptance
2
60
3
120
Project
Seminar
•
•
Prerequisites:
•
Name, first name and degree of the lecturer/supervisor: Dr hab. Krystyna Palewska
•
Names, first names and degrees of the team’s members: Krystyna Palewska dr hab.,
Wiesław Żyrnicki prof. dr hab., Jolanta Borkowska-Burnecka dr, Barbara
Kułakowska-Pawlak dr, Piotr Drożdżewski prof. dr hab., Tomasz Misiaczek dr, Piotr
Jamróz dr, Stanisław Bartkiewicz dr hab., Roman Gancarz prof. dr hab.
•
Year:....I............ Semester:.....1...............
•
•
Aims of the course (effects of the course): introducing students to modern molecular
spectroscopy
•
•
Course description: The course acquaints students with theoretical and practical
aspects of methods and techniques of atomic and molecular spectroscopy.
•
Lecture:
1.Introduction,basic concepts
2.Experimental methods: light sources, Fourier transformation
techniques , detectors
3.Rotational spectroscopy.
4.Vibrational spectroscopy.
5.Electronic spectroscopy. Supersonic free jet of molecules.
6.Single Molecule Spectroscopy (SMS). Hole burning.
7.Photoelectron spectroscopy (PES).
Number of hours
1
2
2
2
2
1
1
17
8.Electron Paramagnetic Resonance (EPR), Nuclear
Resonance (NMR), Correlation Spectroscopy (COSY).
9. Future developments and applications
Magnetic 2
2
•
Laboratory – the contents: Rotational analysis; vibrational analysis – dissociation
energy; spectra of atoms and ions; ionization degree of various chemical elements in
plasma; optical temperature: electronic, vibrational, rotational; IR spectra; EPR
spectra – effect of solvent on shapes of spectra; simulation of EPR spectra;
absorption spectra: the natural lifetimes and oscillator strengths,, formation
equilibrium in CT complex, solvatochromic effect, photochromism, equilibrium
constants of dimerization; luminescence quenching , the Stern – Volmer relation.
•
Basic literature:
K. Pigoń and Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna, 5th ed., vol. 2, PWN Warszawa 2005
P.W. Atkins, Chemia fizyczna, PWN 2001
• •Additional literature:
Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych A.
Zieliński and A. Rajca (Eds.), Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1992.
•
Conditions of the course acceptance/credition: Acceptance of classes, passed
examination
18
OPISY KURSÓW
•
Kod kursu:BTC023024
•
Nazwa kursu: Biometalurgia
•
Forma kursu
Tygodniowa
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
liczba godzin
ZZU*
Forma
zaliczenia
Punkty ECTS
Liczba godzin
CNPS
Wykład
1
Ćwiczenia
Laboratorium
2
15
30
Egzamin
Sprawozdanie
2
60
2
60
Projekt
Seminarium
•
Poziom kursu (podstawowy/zaawansowany):
•
Wymagania wstępne: brak
•
Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: prof. dr hab. Zygmunt Sadowski
•
mgr inż. Agnieszka Szymańska-doktorant
mgr inż. Izabela Wróbel-doktorant
•
Rok: .II........... Semestr:.3...............
•
Typ kursu (obowiązkowy/wybieralny):
•
Cele zajęć (efekty kształcenia): Przekazanie podstawowych informacji o zastosowaniu
mikroorganizmów do otrzymywania metali z surowców mineralnych.
•
•
Krótki opis zawartości całego kursu: Opis mikroorganizmów oraz sposobu ich
działania w procesach otrzymywania metali z surowców mineralnych. Omówione
zostaną procesy bioługowania w reaktorach i na hałdach.
•
1.Wprowadzenie do biometalurgii
2. Mikroorganizmy używane w procesach bioługowania
3.Mechanizmy biologicznego utleniania siarczków metali
4.Otrzymanie metali (Zn,Co,Ni,Cu) metodami bioługowania
5.Otrzymanie złota z rud trudnych do ługowania
6.Bioługowanie siarczków metali w reaktorze zbiornikowym
Liczba godzin
1
2
2
2
2
2
19
7.Podstawy bioługowania na hałdzie
8. Charakterystyka procesów BIOX i GEOCOAT
2
2
•
•
•
Laboratorium - zawartość tematyczna: Określenie kinetyki wzrostu mikroorganizmów
(Acidithiobacillus ferrooxidans), bioługowanie rudy siarczkowej, hodowla
promieniowców, biosorpcja jonów metali przez komórki mikroorganizmów.
•
•
Literatura podstawowa: Zygmunt Sadowski „Biogeochemia-wybrane zagadnienia”
Oficyna wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2005.
•
Literatura uzupełniająca: D.E.Rawlings, B.D.Johanson „Biomining” , SpringerVerlag, 2007, E.R.Donati, W.Sand, „Microbial Processing of Metal Sulfides”
Springer, 2007.
•
Warunki zaliczenia:
20
•
Course code:BTC023024
•
Course title: Biometallurgy
•
Course form
Number
of hours/week*
Number
of hours/semester*
Form of the course
completion
ECTS credits
Total
Student’s
Workload
Lecture
1
Classes
Laboratory
2
15
30
exam
report
2
60
2
60
Project
Seminar
•
•
Prerequisites:
•
Name, first name and degree of the lecturer/supervisor: Zygmunt Sadowski -professor
mgr inż. Agnieszka Szymanka-Ph-D student
mgr inż. Izabela Wrobel –Ph-D student
•
Year:........II........ Semester:......3...............
•
•
Aims of the course (effects of the course):
•
Form of the teaching (traditional/e-learning):
•
Course description:
•
Lecture:
Introduction to biometallurgy
Microorganisms involved in bioleaching
Mechanisms of bacterial metal sulfide oxidation
Recovery of metals (Zn,Co,Cu,Ni) by bioleaching
Gold recovery from refractory ores
Bioleaching of sulfide mineral in stirred tanks
Principles of heap bioleaching
BIOX and GEOCOAT processes
•
•
Number of hours
1
2
2
2
2
2
2
2
21
•
Laboratory – the contents: Growth kinetic of native Acidithiobacillus ferrooxidans,
batch reactor studies of leaching of sulfide, growth of Sterptomyces, biosorption of
metal ions by microbial cells.
•
•
Basic literature: Zygmunt Sadowski „Biogeochemia-wybrane zagadnienia” Oficyna
wydawnicza Politechniki Wrocławskiej. 2005.
•
Additional literature: D.E.Rawlings, B.D.Johanson „Biomining” , Springer-Verlag,
2007, E.R.Donati, W.Sand, „Microbial Processing of Metal Sulfides” Springer, 2007.
•
Conditions of the course acceptance/credition: examination and raport
22
OPISY KURSÓW
•
•
Nazwa kursu: Chemia związków kompleksowych metali
•
Język wykładowy:polski lub angielski
Forma kursu
Tygodniowa
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
liczba godzin
ZZU*
Forma
zaliczenia
Punkty ECTS
Liczba godzin
CNPS
Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
Projekt
Seminarium
2
30
egzamin
3
90
•
•
Wymagania wstępne: znajomość chemii nieorganicznej i organicznej
•
Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: Maria Cieślak-Golonka-prof.
•
•
Rok: ..I......... Semestr:.....2
•
Typ kursu (obowiązkowy/wybieralny):
•
Cele zajęć (efekty kształcenia): zapoznać studentów z podstawami chemii związków
kompleksowych
•
Forma nauczania (tradycyjna/zdalna):
•
Krótki opis zawartości całego kursu: Student stopniowo będzie zaznajamiał się z
najważniejszymi informacjami dotyczącymi chemii związków kompleksowych. Kurs
zakończony zostanie wykładem przedstawiającym najważniejsze zastosowania
związków kompleksowych.
•
1.Wstęp. Rys historyczny i podstawowe definicje
2. Wiązanie chemiczne w związkach kompleksowych. TWW, TPK, TOM,
oddziaływania niekowalencyjne
3.Geometria związków kompleksowych. Podstawowe zależności. Liczby
koordynacyjne
4.Reakcje związków kompleksowych-kinetyka i mechanizmy
procesów
5.Trwałość związków kompleksowych. Termodynamika
kompleksowania
Liczba godzin
2
5
3
4
2
23
6.Izomeria związków kompleksowych
7.Synteza związków kompleksowych
8.Kompleksy metaloorganiczne i metalonieorganiczne
9.Elementy chemii supramolekularnej
10. Związki kompleksowe-aspekty aplikacyjne
2
3
3
2
4
•
Literatura podstawowa: A. Bielański “Podstawy chemii nieorganicznej”, A. Bartecki
“Chemia pierwiastków przejściowych” , P.A, Cox “Chemia nieorganiczna, krótkie
wykłady, W. Kaim, B. Schwederski “Bioinorganic chemistry of life”
•
Literatura uzupełniająca: Comprehensive Coordination Chemistry, Elsevier (2004),
Coordination Chemistry Reviews,
•
Warunki zaliczenia: egzamin
24
•
•
Course title: Chemistry of complex compounds
•
Language of the lecturer: Polish or English
Course form
Number
of hours/week*
Number
of hours/semester*
Form of the course
completion
ECTS credits
Total
Student’s
Workload
Lecture
Classes
Laboratory
Project
Seminar
2
30
Exam
3
90
•
•
Prerequisites: inorganic and organic chemistry courses
•
Name, first name and degree of the lecturer/supervisor: Cieślak-Golonka, Maria,
prof.
•
•
Year:....I Semester:.....2
•
•
Aims of the course (effects of the course): to give students a basic knowledge of
chemistry of complex compounds
•
•
Course description: Gradualny student will be informed on the basic knowledge on
chemistry of complex compounds. The final lecture will be devoted to the most
important applications of complex compounds.
•
Lecture:
Number of hours
Introduction. Historical view and fundamental definitions
2
Chemical bonding in complex compounds. VBT, CFT, MOT, non5
covalent ints.
Geometry of complex compounds. Basic relationships. Coordination
3
numbers
Reactions of complex species- kinetics and mechanisms
4
Stability of complexes. Thermodynamics of complexation processes
2
Isomerism of complex compounds
2
Synthesis of complex compounds
3
Metaloorganic and metaloinorganic complexes
3
25
Elements of supramolecular chemistry
Chemistry of complexes -an application studies
2
4
•
Basic literature: A. Bielański “Podstawy chemii nieorganicznej”, A. Bartecki “Chemia
pierwiastków przejściowych” , P.A, Cox “Chemia nieorganiczna, krótkie wykłady, W.
Kaim, B. Schwederski “Bioinorganic chemistry of life”
•
Additional literature: Comprehensive Coordination Chemistry, Elsevier (2004),
Coordination Chemistry Reviews,
•
Conditions of the course acceptance/credition: the exam
26
OPISY KURSÓW
•
Kod kursu: CHC023006w
•
Nazwa kursu:
•
Chemia ekologiczna
Forma kursu
Wykład
Tygodniowa
2 godz.
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
30 godz.
liczba godzin
ZZU*
Forma
Egzamin
zaliczenia
pisemmy
3
Punkty ECTS
90
Liczba godzin
CNPS
Ćwiczenia
Laboratorium
Projekt
Seminarium
•
•
Wymagania wstępne: wykłady z chemii nieorganicznej, organicznej oraz chemii
środowiska
•
Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: prof. Władysław Walkowiak
•
•
rok: 2 semestr: 3
•
•
Cele zajęć (efekty kształcenia): Celem tego wykładu jest wyjaśnienie studentom
kierunku Chemia podstawowych zagadnień dot. oddziaływań pomiędzy
organizmami żywymi i ich środowiskiem w oparciu o znajomość chemii.
•
•
Krótki opis zawartości całego kursu: Wykład obejmuje charakterystykę dot.
poszczególnych geosfer, bilans energetyczny z uwzględnieniem Słońca, cykle
biogeochemiczne najważniejszych pierwiastków, zagadnienia klimatu Ziemi,
efekt cieplarniany z uwzględnieniem dwutlenku węgla, promieniotwórczość
naturalna i sztuczna, ozon w stratosferze, eutrofizacja wód oraz oddziaływania
chemiczne w przyrodzie.
27
•
Liczba godzin
2
1.
Zakres tematyczny wykładu. Podstawowe informacje o budowie i
składzie chemicznym poszczególnych geosfer: atmosfera, hydrosfera i
litosfera.
2
2.
Budowa i skład chemiczny atmosfery. Bilans energetyczny
atmosfery: widmo emisyjne Słońca; wymiana energii cieplnej między
atmosferą a powierzchnią. Cyrkulacja atmosfery, dyfuzja turbulentna oraz
inwersja temperaturowa.
3.
Hydrosfera: wody powierzchniowe, podziemne i lodowce, wody mórz
2
i oceanów. Cechy hydrosfery: bilans cieplny i wodny, skład chemiczny wód,
bilans elektrolitów, substancje organiczne w wodach powierzchniowych i
morskich. Przepływy w rzekach i transport zanieczyszczeń. Przemieszczanie
wód gruntowych.
2
4.
Litosfera i gleby. Skład chemiczny skorupy ziemskiej. Czynniki
wewnętrzne i zewnętrze działające na powierzchni Ziemi. Charakterystyka i
skład gleb.
5.
Cykle biogeochemiczne pierwiastków: węgiel, tlen, wodór, azot, fosfor
2
i wybrane metale. Rola biosfery Ziemi w zakresie kształtowania składu
chemicznego poszczególnych sfer ziemskich.
6.
Zmiany składu chemicznego atmosfery a klimat na Ziemi. Zjawisko
2
„efektu cieplarnianego”. Spektroskopia wybranych gazów. „Potencjał
globalnego ocieplania” poszczególnych gazów. Para wodna i cykl
hydrologiczny. Źródła głównych gazów szklarniowych: dwutlenek węgla,
ozon, podtlenek azotu i freony.
2
7.
Aerozole atmosferyczne. Skład chemiczny aerozoli. Właściwości
optyczne aerozoli. Procesy chemiczne z udziałem poszczególnych aerozoli.
Ekologiczne skutki aerozoli.
2
8.
Utleniające właściwości atmosfery. Reakcje chemiczne w
atmosferze. Utlenianie tlenku węgla, metanu i alkenów. Wtórne
zanieczyszczenia atmosfery: smog fotochemiczny, ozon, PAN. Ekologiczne
następstwa wzrostu zawartości mocnych utleniaczy w atmosferze. Wpływ
zawartości ozonu w atmosferze na organizmy żywe.
2
9.
Kwaśny deszcz (kwaśny opad). Skład chemiczny opadów
atmosferycznych. Sucha i mokra depozycja substancji kwaśnych. Kwaśne
opady w Polsce, Europie i na świecie. Ekologiczne skutki kwaśnych
opadów.
3
10.
Chemia ozonu w atmosferze. Model powstawania i zanikania ozonu
wg Chapmana. Ozon stratosferyczny: cykle tlenu, wodoru, azotu i chloru.
Potencjał niszczenia ozonu wybranych gazów. Pojęcie dziury ozonowej w
stratosferze. Reakcje heterogeniczne na powierzchni kryształków lodu.
3
Oddziaływanie freonów na ozon.
11.
Antropogeniczne zanieczyszczenia środowiska. Eutrofizacja wód
powierzchniowych. Promieniotwórczość atmosfery, gleby, wód
powierzchniowych i morskich. Skażenie środowiska substancjami
promieniotwórczymi. Promieniowanie jonizujące i niejonizujące. Skutki
ekologiczne promieniowania jonizującego i niejonizującego.
12.
Energia a środowisko. Paliwa kopalne jako główne źródło energii.
2
Problem zmniejszania zanieczyszczenia przez elektrownie i ciepłownie.
Odnawialne źródła energii: energia Słońca i wiatru, energia wodna i biomasy.
28
Problem nadmiernej emisji dwutlenku węgla.
13. Oddziaływania chemiczne w przyrodzie. Oddziaływania między
grzybami, glonami i bakteriami. Toksyny roślinne. Oddziaływania pomiędzy
roślinami, zwierzętami oraz oddziaływania roślina- zwierzę.
•
•
•
•
•
4
1. J. B. Harborne, Ekologia biochemiczna, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 1997.
2. S. Więckowski, Ekologia ogólna, Oficyna wydawnicza Branta, Bydgoszcz 1999.
3. A. Mackenzie, A. S. Ball, S. R. Virdee, Ekologia – krótkie wykłady,
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005.
•
1. G. Bergström, Chemical ecology, Pure Appl. Chem., 2007, Vol. 79, No. 12, pp. 2305-2323
•
Warunki zaliczenia: Pisemny test z uzyskaniem min. 50 % maksymalnej liczby
punktów.
29
•
Course code: CHC023006w
•
Course title: Ecological chemistry
•
Course form
Number
of hours/week*
Number
of hours/semester*
Form of the course
completion
ECTS credits
Total
Student’s
Workload
Lecture
2
Classes
Laboratory
Project
Seminar
30
3
90
•
•
Prerequisites: Lectures of general, organic and inorganic chemistry
•
Name, first name and degree of the lecturer/supervisor: Prof. Władysław Walkowiak
•
•
Year: 2 Semester: 3, 4
•
Aims of the course (effects of the course): Getting knowledge for students of
Chemistry about basic problems of interactions between living organisms and their
environment on the base of chemistry.
•
•
Course description: The content of this lecture is characteristic of geosphere,
energetic balance (with the Sun), biogeochemical cycles of the most importance
elements, climate of the Earth, greenhouse effect with taking into consideration of
carbon dioxide, natural and artificial radioactivity, ozone in stratosphere,
eutrophisation of surface waters, and chemical interactions in nature.
•
Lecture:
Number of hours
1. Content of the lecture. Basic information about structure and
2
content of geospheres: atmosphere, hydrosphere and lithosphere.
2. Atmosphere: energetic balance, emission spectrum of the Sun,
circulation of atmosphere, turbulent diffusion, temperature
2
inversion.
3. Hydrosphere: surface underground and glacial waters. Balance of
2
heat and water, chemical content of waters, organic substances in
waters, temperature inversions.
30
4. Lithosphere and soils. Chemical content of earth’s crust.
Characteristics and chemical content of soils.
5. Biogechemical cycles of elements: carbon, oxygen, hydrogen,
nitrogen, sulfur, and phosphorus. Biosphere rule on chemical
content of geo sphers.
6. Climate on the Earth and its influence on atmosphere content.
Spectroscopy of chosen gases. Global potential of Earth heating
for particular gases. Hydrogeological cycle and water vapor.
Sources of greenhouse gases: CO2, CO, N2O, and freon.
7. Atmospheric aerosols – nomenclature and their characteristics.
Chemical processes with aerosols.
8. Oxidation properties of atmosphere. Chemical reactions in
atmosphere. Photochemical smog. Ozone. Influence of ozone in
atmosphere on live organisms.
9. Acidic rains. Chemical composition of atmospheric fall-out.
Oxidation of acids. Acidic rains in Poland and Europe. Ecological
effect of acidic rains.
10. Chemistry of ozone in atmosphere. Chapman cycle of ozone
forming and decomposition.
Ozone hole in stratosphere.
Heterogenic reactions on crystalline ice. Influence of freones on
ozone decomposition.
11. Anthropogenic contamination of environment. Eutrophisation of
surface waters. Radioactivity of atmosphere, soils and surface
waters. Ionizing and nonionizing radioactivity. Radioactivity
effect on living organisms.
12. Energy and environment. Natural fuels as main sources of
energy. Alternative energy sources: solar, wind, water and
biomass energy.
13. Chemical interactions in the nature. Interactions between alga,
fungi and bacterial. Plant toxins.
2
2
2
2
2
2
3
3
2
4
•
•
•
•
•
Basic literature:
1. J. B. Harborne, Ecological biochemistry, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 1997.
2. S. Więckowski, General ecology, Oficyna Wydawnicza Branta, Bydgoszcz 1999.
3. A. Mackenzie, A. S. Ball, S. R. Virdee, Ekologia – krótkie wykłady,
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005.
•
G. Bergström, Chemical ecology, Pure Appl. Chem., 2007, Vol. 79, No. 12, pp. 2305232
•
Conditions of the course acceptance/credition: Minimum 50 % of points from
written test
31
OPISY KURSÓW
•
Kod kursu:
•
Nazwa kursu: Chemia Strukturalna
•
Język wykładowy:
Forma kursu
Tygodniowa
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
liczba godzin
ZZU*
Forma
zaliczenia
Punkty ECTS
Liczba godzin
CNPS
CHC023021
Wykład
polski
2
Laboratorium
2
30
30
E
Sprawozdanie
3
90
2
60
Ćwiczenia
Projekt
Seminarium
•
•
Wymagania wstępne: zaliczone kursy z chemii nieorganicznej, chemii organicznej i
krystalografii
•
zawansowany
Veneta Videnova-Adrabińska, dr hab.
•
•
Rok: ......I..... Semestr:............2........
•
•
Cele zajęć (efekty kształcenia):
•
Forma nauczania (tradycyjna/zdalna): tradycyjna w kombinacji ze zdalną
•
Krótki opis zawartości całego kursu: Wykład wprowadzający dotyczy relacji
pomiędzy strukturą elektronową pierwiastków a siłami przyciągania i odpychania
pomiędzy nimi (systematyka wiązań i oddziaływań). Następne pięć wykładów są
poświęcone związkom nieorganicznym, począwszy od prostych dwuskładnikowych
struktur jonowych, poprzez złożone polianionowe i polikationowe struktury, fazy
półmetaliczne, systematycznie obsadzanie pozycji międzywęzłowych w gęsto
opakowanych strukturach aż do klasterów i ich organizacji w ciele stałym. Relacje
pomiędzy strukturą a właściwościami tych związków są dyskutowane ze specjalnym
uwzględnieniem geometrycznych i symetrycznych czynników, decydujących o ich
organizację strukturalną. Druga część wykładu dotyczy relacji strukturalnych w
bardziej skomplikowanych układach organicznych i metaloorganicznych i w zasadzie
leży w obszarze szeroko pojętej chemii supramolekularnej. Zasada rozpoznawania
molekularnego i oddziaływania międzycząsteczkowe są dyskutowane pod kątem
preorganizacji układów i selektywnego lub interaktywnego kompleksowania. Ostatnie
32
trzy wykłady przybliżą takie zagadnienia jak projektowanie i niekowalencyjna synteza
modułów cząsteczkowych, które dalej są organizowane w trójwymiarowe sieci
metaloorganiczne i/lub supramolekularne (sieci wiązań wodorowych).
•
Liczba godzin
1. Struktura a wiązanie: siły przyciągania i odpychania, relacje pomiędzy 2
układem elektronowym i rozmiarem pierwiastków a typem wiązania
(jonowe, metaliczne, kowalencyjne, koordynacyjne), energia sieci, izomery.
2. Strukturalna chemia nieorganiczna: związki jonowe, stosunek promieni 2
jonowych, struktury binarne i trójskładnikowe, związki z jonem
kompleksowym, reguły Paulinga i Bauera.
3. Nieorganiczne struktury molekularne I: związki grup głównych, teoria 2
odpychania par elektronowych (VSERP); orbitale molekularne a wiązanie
chemiczne w niemetalach, struktury dwu- i wieloskładnikowe, struktury typu
diamentowego.
4. Nieoraniczne struktury molekularne II: związki metali przejściowych,; 2
teoria pola ligandów, związki polianionowe and polikationowe; zasada 8-N,
związki tworzące klasery
5. Wielościany koordynacyjne: łączenie sześcianów przez wierzchołek, 2
krawędź lub ścianę; sześciany ze wspólnymi wierzchołkami i krawędziami
lub wspólnymi krawędziami i ścianami; tetraedry ze wspólnymi
wierzchołkami (krzemiany) lub krawędziami (zeolity)
6. Gęste opakowanie kul z obsadzonymi pozycjami międzywęzłowymi, typy 2
struktur: obsadzenie oktaedyczne (perowskity); obsadzenie tetraedryczne
(spinele)
7. Strukturalna chemia organiczna: kształt i geometria molekuł, konformacja, 2
izomeria (konstytucyjna, pozycyjna, funkcjonalna), stereoizometria
(geometryczna i optyczna) chirałność (enancjomery i diastereoizomery).
8. Chemia supramolekularna: rozpoznawanie molekularne, związki gość – 2
gospodarz; receptory, zasada „klucz-do-zamka”; preorganizacja i
komplementarność; chelatacja i efekty makrocykliczne; natura oddziaływań
międzycząsteczkowych (jon-jon, jon-dipol, dipol-dipol, hydrogen bonding,
kation-π, π−π stacking, van der Waalsa, efekty hydrofobowe).
9. Supramolekularna chemia życia: membrany i transport, fotosynteza roślin; 2
pobieranie i transport tlenu przez hemoglobinę; neurotransmitery i hormony;
DNA – struktura i funkcje.
10. Struktury supramolekularne: gospodarze wiążące kationy – etery 2
koronowe,
podandy,
kryptandy,
sferandy;
preorganizacja
i
komplementarność; receptory kationowe – selektywne kompleksowanie
organicznych kationów, dyskryminacja chiralna.
33
11. Receptory anionowe: miejsca wiążące; selektywność i geometria; 2
gospodarze
dwuwymiarowe,
receptory
guanidyniowe,
receptory
organometaliczne; odwrócona korona w roli gospodarza anionowego.
12. Interaktywne kompleksowanie obojętnych cząsteczek: związki 2
inkluzyjne, organiczne klatraty, klatraty Wernera, klatraty mocznika, klatraty
kanalowe ( kwas trimesowy, helikalne tubulandy); kawitandy, kaliksareny,
cykodekstryny, cyklofany i fulereny.
13. Inżynieria kryształów: koncepcje, strategie projektowania, wiązanie 2
wodorowe jako element projektowania, motywy, grafy i reguły Etter,
hodowla kryształów, chiralna indukcja, dekonstrukcja kryształów,
kokryształy (alkohol-amina, amina-amina, kwas-kwas, kwas-zasada); π−π
stacking i inne syntony supramolekularne.
14. Wielowymiarowe sieci wiązań wodorowych: łańcuchy, mono- i 2
biwarstwy, rozety, trójwymiarowe sieci typu diamentowego.
15. Polimery koordynacyjne: koordynacyjne łańcuchy, drabiny, warstwy; 2
struktury biomimetyczne; uwiklane sieci metaloorganiczne (katenany,
rotaksany, podwójne i potrójne helisy), węzły molekularne.
•
•
•
Laboratorium - zawartość tematyczna: Laboratorium komputerowe: Studenci nauczą
się korzystać i pracować w bazie danych Cambridge. Ponadto poznają różnego
rodzaju oprogramowania do wizualizacji struktury cząsteczkowej oraz do budowy
kryształu. W drugiej części laboratorium każdy student powinien wybrać konkretne
zagadnienie tematyczne z zakresu wykładu i pracować samodzielnie nad nim.
Korzystając z danych literaturowych oraz odpowiedniego programu do budowy i
wizualizacji, student powinien opracować własny projekt, na podstawie którego
dostanie zaliczenie.
•
•
1. U. Müller, Structural Inorganic Chemistry, Wiley, 2007;
2. A. F. Wells, Structural Inorganic Chemistry, Clarendon Press Oxford, 1983;
3. A.F. Wells, Strukturalna chemia nieorganiczna, Wydawnictwa NaukowoTechniczne, Warszawa, 1993.
4. J. W. Steed, J.L. Atwood, Supramolecular chemistry, Wiley-VCH, 2000;
•
Oryginalna literatura naukowa (czasopisma)
•
Warunki zaliczenia:
Egzamin z wykładu
Opracowanie i prezentacja zagadnienia tematycznego
34
•
•
Course title: Structural Chemistry
•
Language of the lecturer:
Course form
Number
of hours/week*
Number
of hours/semester*
Form of the course
completion
ECTS credits
Total
Student’s
Workload
Lecture
Polish or English
Classes
Laboratory
2
2
30
30
exam
credit
3
90
2
60
Project
Seminar
•
•
Prerequisites: Passed organic chemistry, coordination chemistry, crystallography
•
advanced
Veneta Videnova-Adrabińska
•
•
Year:.....I......... Semester:....2................
•
•
Aims of the course (effects of the course):
•
•
Course description: In the introductory lecture the attractive and repulsion forces
between chemical elements are discussed with respect to the electronic structure and
the bonding type. The next five lectures are concerned with variable inorganic
compounds, starting from simple ionic compounds through more complicated
polyanionic and polycationic compounds, intermetallic phases, systematic occupation
of holes (interstices) in close packing and finally clusters in solid state structures. The
symmetric and geometric factors responsible for the structural organization are
particularly discussed with an emphasis on the structure – property relationships. The
second part of the course is within the actual field of supramolecular chemistry and
deals with structural relationships in more complicated organic and inorganic-organic
hybrid systems. The principles of molecular recognition and intermolecular interaction
are discussed with respect to preorganization and selective or interactive
complexation. Finally, non-covalent synthesis of molecular modules and design
strategies for their organization are presented and extended hydrogen-bonded and/or
metal-organic networks are discussed.
obligatory
35
•
Lecture:
1. Structure and bonding: electronic structure, effective size of atoms, attractive
and repulsive forces, relationship between electronegativity and bond type (ionic,
metallic, covalent, coordination); intermolecular interactions, lattice energy,
isomers.
2. Structural inorganic chemistry: ionic compounds; radius ratios; binary and
ternary compounds; compounds with complex ions; rules of Pauling and Bauer.
3. Inorganic molecular structures I: compounds of main group elements and
Valence Shell Electron-Pair Repulsion (VSEPR) theory; molecular orbitals and
chemical bonding in solids, structures of nonmetals; binary and polynary
structures, diamond-like structures.
4. Inorganic molecular structures II: compounds of transition metals and Ligand
Field Theory; polyanionic and polycationic compounds; generalized 8-N rule;
cluster compounds.
5. Linked polyhedra: vertex-, edge- and face-sharing octahedral; octahedral
sharing vertices and edges; octahedral sharing edges and faces, vertex sharing
tetrahedral (silicates), edge sharing tetrahedral (zeolites).
6. Packing of spheres with occupied interstices - interstitial compounds: structure
types with occupied octahedral interstices (perovskites); occupation of
tetrahedral interstices (spinels).
7. Structural organic chemistry: molecular shape, molecular conformation,
isomerism (constitutional, positional and functional), stereoisomerism
(geometrical and optical), chirality: enantiomers and diastereoisomers.
8. Supramolecular chemistry: molecular recognition and host-guest chemistry,
compounds (classification); receptors, lock and key principle; preorganization
and complementarity; chelate and macrocyclic effects; nature of supramolecular
interactions: ion-ion, ion-dipole, dipole-dipole, hydrogen bonding, cation-π,
π−π stacking, van der Waals, hydrophobic effects.
9. Supramolecular chemistry of life: membrane transport, plant photosynthesis;
uptake and transport of oxygen by haemoglobin; neurotransmitters and
hormones; DNA structure and function.
10. Supramolecular structures: cation binding hosts - crown ethers, podands,
criptands, spherands; preorganization and complementarity, chiral recognition,
selective complexation of organic cations, cationic receptors.
11. Binding of anions: anion receptors and binding sites; shape selectivity; twodimensional hosts; guanidinium based receptors; organometallic receptors;
hydrogen bonding, hosts anticrowns, coordination interactions.
12. Interactive complexation of neutral molecules; inclusion chemistry; organic
clathrate compounds: Werners clathrates; urea clathrates, channel clathrates
trimesic acid, helical tubulands; cavitands, calixarenes, cyclodextrins,
cyclophanes and fullerene hosts.
13. Crystal engineering: concepts, design strategies, special role of hydrogen
bonds, graphset analysis and Etter Rules, crystal growth, chirality induction,
crystal deconstruction, hydrogen-bonded cocrystals (alcohol-amine, amineamine, acid-acid, acid-base), π−π stacking and other supramolecular synthons.
14. Multidimensional hydrogen-bonded networks: chains, mono- and bilayers,
Number of
hours
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
36
rosettes, diamandoid lattices
15. Coordination polymers: biomimetic structures; coordination chains, ladders,
monolayres; entangled metal arrays (catenanes, rotaxanes, double and triple
helicates), molecular knots.
•
•
•
•
•
Basic literature:
•
•
Conditions of the course acceptance/credition:
2
passed exam; problem solving
37
OPISY KURSÓW
•
•
Nazwa kursu: Fizykochemiczne metody badawcze
•
Forma kursu
Tygodniowa
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
liczba godzin
ZZU*
Forma
zaliczenia
Punkty ECTS
Liczba godzin
CNPS
Wykład
2
Ćwiczenia
–
Laboratorium Projekt
4
–
Seminarium
–
30
–
60
–
pisemne
kolokwium
3
90
–
sprawozdania
4
120
•
Poziom kursu (podstawowy/zaawansowany): zaawansowany
•
Wymagania wstępne: podstawy chemii fizycznej
•
Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: Marek Duczmal, dr hab. inż.
•
Maria Cieślak-Golonka, prof. dr. hab.; Veneta Videnova-Adrabińska, dr hab.; Ewa
Matczak-Jon, dr hab.; Andrzej T. Kowal, dr inż.; Maria Zoń, dr inż.
•
Rok: I
•
•
Cele zajęć (efekty kształcenia): Poznanie metod badawczych stosowanych w
badaniach kompleksów, szczególnie związków biologicznie czynnych. Zaznajomienie
się z metodami obróbki i analizy wyników pomiarowych.
•
•
Krótki opis zawartości całego kursu: Podstawy teoretyczne metod fizykochemicznych
stosowanych w badaniach związków koordynacyjnych. Aparatura, pomiary i obróbka
wyników dla wybranych metod pomiarowych.
•
Semestr:
2
1. Metody badawcze stosowane we współczesnych badaniach związków
koordynacyjnych. Podstawy teorii budowy atomu.
2. Symetria funkcji falowych i cząsteczek. Reprezentacje funkcji falowych.
Koncepcja pola ligandów.
3. Orbitale d w regularnych polach krystalicznych, schematy parametryzacji.
Termy wolnych jonów. Sprzężenie spinowo-orbitalne. Rozszczepienie orbitali
Liczba
godzin
2
2
38
atomowych, diagramy Tanabe-Sugano.
4. Efekt Zeemana. Właściwości magnetyczne jonów d i f elektronowych.
5. Spektroskopia EPR. Wygaszanie momentów orbitalnych. Hamiltonian
spinowy.
6. Charakterystyka spektroskopii UV/VIS i aparatury pomiarowej. Typy
przejść elektronowych, teorie elektronowych widm absorpcyjnych.
7. Wpływ ligandów na widma elektronowe jonów d-elektronowych. Wpływ
rozpuszczalników na położenie pasm absorpcyjnych. Metody rozkładu widma
elektronowego na pasma składowe.
8. Zjawisko jądrowego rezonansu magnetycznego – podstawy fizyczne.
Analiza widm 1H I rzędu. Elementy widma. Przesunięcie chemiczne i czynniki
wpływające na jego wielkość.
9. Analiza widm 1H NMR aminokwasów i prostych peptydów. Analiza
układów spinowych ABX pod kątem wykorzystania w analizie konformacyjnej
aminokwasów i peptydów.
10. Spektroskopia 13C NMR. Dwuwymiarowa spektroskopia NMR. Podstawy
teoretyczne. Przykłady wykorzystania widm dwuwymiarowych 1H-1H COSY i
13 1
C- H NMR w analizie strukturalnej.
11. Podstawy teoretyczne spektroskopii podczerwieni. Zastosowanie w
analizie jakościowej związków chemicznych – częstości grupowe, pasma
charakterystyczne dla grup funkcyjnych, biblioteki widm.
12. Zastosowanie QSPR – wpływ zmian struktury, konformacji, izomerii na
liczbę i intensywność obserwowanych przejść.
13. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Supramolekularny aspekt
oddziaływań międzycząsteczkowych z wyszczególnieniem wiązań
wodorowych i aromatycznych w układach o znaczeniu biologicznym.
14. Analiza strukturalna geometrii, topologii i stereopreferencji miejsc
aktywnych. Projektowania nowych kompleksów z metalami w oparciu o
uprzednio uzyskane informacje strukturalne.
15. Równowagi reakcji kwasowo-zasadowych w roztworze. Obliczenie
stałych protonowania na podstawie krzywej miareczkowania. Określenie
zakresu istnienia kompleksów następczych w roztworze.
•
•
•
Spektroskopia UV/VIS – 8 godzin.
Spektroskopia NMR – 16 godzin.
Spektroskopia podczerwieni – 12 godzin.
Analiza strukturalna – 8 godzin.
Magnetochemia – 8 godzin.
Potencjometria – 8 godzin.
•
•
S.F.A. Kettle, FIZYCZNA CHEMIA NIEORGANICZNA, PWN 1999
B. Jeżowska-Trzebiatowska (red.), METODY BADAWCZE CHEMII
KOORDYNACYJNEJ, PWN 1967
B. Staliński, MAGNETOCHEMIA, PWN 1966
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
39
•
R.S.Drago, PHYSICAL METHODS IN CHEMISTRY, Saunders Corp. 1977
J.D. Woollins (red.), INORGANIC EXPERIMENTS, Wiley-VCH 2003
•
Warunki zaliczenia:
40
•
•
Course title: Physicochemical research methods
•
Course form
Number
of hours/week*
Number
of
hours/semester*
Form of the course
completion
ECTS credits
Total Student’s
Workload
Lecture
2
Classes
–
Laboratory
4
Project
–
Seminar
–
30
–
60
–
–
test
reports
3
90
4
120
•
•
Prerequisites: physical chemistry
•
Name, first name and degree of the lecturer/supervisor: Marek Duczmal, dr hab.
•
Maria Cieślak-Golonka, prof. dr. hab.; Veneta Videnova-Adrabińska, dr hab.; Ewa
Matczak-Jon, dr hab.; Andrzej T. Kowal, dr inż.; Maria Zoń, dr inż.
•
Year: 1
•
•
Aims of the course (effects of the course): Practical knowledge of basic instrumental
methods used in the research on the coordination compounds, especially those of
biological activity. Methods of elaboration and analysis of measured data.
•
•
Course description: Theory and practice of research methods applicable in
determination of physico-chemical properties of biologically important compounds.
Instruments, measurements and analysis of the experimental data.
•
Lecture:
Semester:
2
Number of hours
1. Research methods in modern coordination chemistry. The basic theory
of hydrogen-like ions.
2
2. Symmetry of wavefunctions and molecules. The representations of
wavefunctions. The concept of a ligand field.
2
3. The crystal field effect on the d wavefunctions. Free ion terms. Spinorbit coupling. Tanabe-Sugano diagrams.
2
4. The Zeeman effect. The magnetic properties of d- and f-electron ions.
2
41
5. EPR spectroscopy. Quenching of orbital angular momentum. The spin
Hamiltonian.
6. Background of UV/VIS spectroscopy. Electronic spectra of d-electron
ions.
7. Solvent effects in electronic spectra. Reflection spectroscopy.
Deconvolution of the spectral contour into Gaussian components.
8. Background of NMR spectroscopy. 1H NMR spectra. Chemical shift.
9. 1H NMR spectra of amino acids and peptides.
10. 13C NMR. Two-dimensional NMR spectroscopy. 1H–1H COSY and
13
C–1H spectra in structural analysis.
11. Methods and instrumental techniques of the IR spectroscopy.
Qualitative analysis of compounds.
12. Application of QSPR in interpretation of IR spectra.
13. Supramolecular aspects of intermolecular interactions – the hydrogen
and the aromatic bonds.
14. Geometry and topology of active centers. Determination of possible
new metal complexes on the basis of structural data.
15. Potentiometric titration. Acid-base equilibria.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
•
•
•
UV/VIS spectroscopy – 8 h.
NMR spectroscopy – 16 h.
IR spectroscopy – 12 h.
Structural analysis – 8 h.
Magnetochemistry – 8 h.
Potentiometric titration – 8 h.
•
•
Basic literature:
S.F.A. Kettle, FIZYCZNA CHEMIA NIEORGANICZNA, PWN 1999
B. Jeżowska-Trzebiatowska (red.), METODY BADAWCZE CHEMII
KOORDYNACYJNEJ, PWN 1967
B. Staliński, MAGNETOCHEMIA, PWN 1966
•
R.S.Drago, PHYSICAL METHODS IN CHEMISTRY, Saunders Corp. 1977
J.D. Woollins (red.), INORGANIC EXPERIMENTS, Wiley-VCH 2003
•
Conditions of the course acceptance/credition:
42
OPISY KURSÓW
•
Kod kursu: :
•
Nazwa kursu:
•
Język wykładowy:
CHC023025
LEKI NIEORGANICZNE
Forma kursu
Wykład
Tygodniowa
1
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
15
liczba godzin
ZZU*
Forma
kolokwium
zaliczenia
Punkty ECTS
1
Liczba godzin
30
CNPS
Polski
Ćwiczenia
Laboratorium
•
•
Wymagania wstępne:
•
Projekt
Seminarium
podstawowy
nie ma
prof. dr. hab. inż. Danuta Michalska-Fąk
•
•
Rok: II
•
•
Cele zajęć (efekty kształcenia): Zapoznanie studentów z zastosowaniem związków
nieorganicznych (głównie kompleksów metali) w diagnostyce i terapii medycznej.
Dostarczenie studentom podstawowej wiedzy o współczesnych technikach
diagnostyki medycznej: metody rezonansu magnetycznego (MR), pozytonowej
tomografii emisyjnej (PET) i medycyny nuklearnej ( SPECT).
•
•
Krótki opis zawartości całego kursu: Rozwój leków nieorganicznych. Metody
diagnostyki medycznej: badania Rtg, rezonans magnetyczny (MR), pozytonowa
tomografia emisyjna (PET) i medycyna nuklearna (SPECT). Zastosowanie związków
metali jako środków kontrastujących i znaczników promieniotwórczych
w
diagnostyce medycznej.
Kompleksy platyny i
rutenu w terapii
przeciwnowotworowej. Zastosowanie związków wanadu i złota w terapii
medycznej.
Semestr:..3
43
•
1. Rozwój leków nieorganicznych
2. Diagnostyka medyczna: badania Rtg z zastosowaniem kontrastów
nieorganicznych
3. Metoda rezonansu magnetycznego (MRI) i zastosowanie związków Gd(III)
jako kontrastów typu T1, nowe kontrasty typu T2
4. Metoda diagnostyczna PET (pozytonowej tomografii emisyjnej) i
zastosowanie radioizotopów emitujących pozytony
5. Medycyna nuklearna (Scyntygrafia, SPECT) i zastosowanie izotopów
promieniotwórczych metali (związki Tc-99m)
6. Cisplatyna i mechanizm działania w terapii przeciwnowotworowej
7. Leki platynowe nowych generacji
8. Kompleksy rutenu w leczeniu przerzutów choroby nowotworowej
9. Wanadany i związki koordynacyjne oksowanadu jako potencjalne środki
w leczeniu cukrzycy (mimikowanie insuliny)
10. Chryzoterapia - leczenie związkami złota reumatoidalnego zapalenia
stawów
•
•
•
•
•
1) J.L. Sessler, S. R. Doctrow, T. J. McMurry, S.J. Lippard,
Medicinal Inorganic Chemistry, Oxford University Press, 2005.
Liczba godzin
2
1
2
2
2
2
1
1
1
1
1
2) Concepts and Models in Bioinorganic Chemistry, Ed. H Kraatz, N. Metzler-Nolte,
2006. (review article) by Thompson and Orvig: „Medicinal Inorganic
Chemistry”, pages 25 - 46.
•
1) G.L. Patrick, Chemia medyczna. Podstawowe zagadnienia.
II wyd. WNT Warszawa, 2003
2) Metallopharmaceuticals I,
DNA Interactions Eds. M.J. Clarke, P.J. Sadler
(1999).
3) Metallopharmaceuticals II, Diagnosis and Therapy Eds. M.J. Clarke, P.J.
Sadler (1999).
•
Warunki zaliczenia:
uzyskanie pozytywnej oceny z kolokwium
44
•
Course code:
CHC023025w
•
Course title:
Inorganic Drugs
•
Language of the lecturer:
Course form
Number
of hours/week*
Number
of hours/semester*
Form of the course
completion
ECTS credits
Total
Student’s
Workload
Lecture
1
Polish
Classes
Laboratory
Project
Seminar
15
test
1
30
•
•
Prerequisites:
•
basic
none
prof. dr. hab.inż. Danuta Michalska-Fąk
•
•
Year:. II
•
•
Aims of the course (effects of the course): The course presents the diagnostic and
therapeutic applications of inorganic compounds (mainly metal complexes) in
medicine. It develops an understanding of the basic mechanisms of the modern
diagnostic techniques: Magnetic Resonance Imaging (MRI), Positron Emission
Tomography (PET), nuclear medicine (SPECT) and the role of
metallopharmaceuticals.
•
•
Course description: A comprehensive review of the diagnostic and therapeutic
applications of inorganic compounds in medicine. Development of inorganic drugs.
Basic mechanisms of modern diagnostic techniques: Magnetic Resonance Imaging,
(MRI), Positron Emission Tomography (PET), nuclear medicine (SPECT). The role of
metallopharmaceuticals as the contrast agents or radiotracers. Platinum and ruthenium
complexes in anticancer therapy. Application of vanadium and gold compounds in
medicine.
Semester:..3
obligatory
traditional
45
•
Lecture:
1 Development of inorganic drugs.
2. Diagnostic methods: X-ray and application of inorganic contrasts
agents
3 Magnetic Resonance Imaging (MRI) and the use of Gd(III)
complexes as the T1-type contrast agents, new T-2contrast agents
4. Positron Emission Tomography (PET) and application of radiotracers
5. Nuclear medicine and the use of technetium Tc-99m compounds
6. Cisplatin and its mechanism of action in anticancer therapy
7. New generation platinum drugs
8. Ruthenium complexes in therapy of cancer metastases
9. Vanadium salts and coordination compounds as insulin mimics
for diabetes treatment
10. Chrysotherapy - gold complexes in treatment of rheumatoid arthritis
•
•
•
•
•
Basic literature:
Number of hours
2
1
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1) J.L. Sessler, S. R. Doctrow, T. J. McMurry, S.J. Lippard,
Medicinal Inorganic Chemistry, Oxford University Press, 2005.
2) Concepts and Models in Bioinorganic Chemistry, Ed. H Kraatz, N. Metzler-Nolte,
2006. (review article) by Thompson and Orvig: „Medicinal Inorganic
Chemistry”, pages 25 - 46.
•
1) G.L. Patrick, Chemia medyczna. Podstawowe zagadnienia.
II wyd. WNT Warszawa, 2003
2) Metallopharmaceuticals I, DNA Interactions Eds. M.J. Clarke, P.J. Sadler
(1999).
3) Metallopharmaceuticals II, Diagnosis and Therapy Eds. M.J. Clarke, P.J.
Sadler (1999).
•
Conditions of the course acceptance/credition: passing the final test
46
OPISY KURSÓW
•
Kod kursu: BLC023004w
•
Nazwa kursu: Metale w biologii
•
Forma kursu
Tygodniowa
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
liczba godzin
ZZU*
Forma
zaliczenia
Punkty ECTS
Liczba godzin
CNPS
Wykład
2
Laboratorium
2
30
30
egzamin
sprawozdania
3
90
2
60
Ćwiczenia
Projekt
Seminarium
•
•
Wymagania wstępne: podstawowe kursy chemii ogólnej (biochemii)
•
Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: dr hab. Ewa Matczak-Jon
•
Imiona i nazwiska oraz tytuły/stopnie członków zespołu dydaktycznego: dr Agnieszka
Wojciechowska, dr Maria Kucharska-Zoń
•
Rok: ....I....... Semestr:.......2................
•
•
Cele zajęć (efekty kształcenia): Studenci zapoznają się z podstawowymi pojęciami
biochemii białek, kwasów nukleinowych, i lipidów (błony biologiczne, kanały i
pompy błonowe). Studenci poznają nieorganiczne aspekty chemii biologicznej, w
szczególności funkcje najważniejszych bio-metali takich jak sód, potas, wapń,
magnez, cynk oraz żelazo i miedź, roli i budowy centrów aktywnych oraz podstawy
molekularne funkcji biologicznych biocząsteczek wiążących jony metali.
•
•
Krótki opis zawartości całego kursu: kurs opisuje najważniejsze klasy
makrocząsteczek biologicznych, które oddziałują z jonami metali: białka, kwasy
nukleinowe, i lipidy, rolę najważniejszych jonów metali (Na, K, Ca, Mg, Zn, Fe, Ca)
w układach biologicznych oraz demonstruje przykłady zastosowania związków
nieorganicznych w jako leków i w diagnostyce medycznej.
47
•
Liczba godzin
2
1. Metale o znaczeniu biologicznym. metale podstawowe i toksyczne
Przegląd najważniejszych funkcji metali w układach biologicznych.
2. Struktura i funkcja białek. aminokwasy, struktura pierwszorzędowa,
2
struktura drugorzędowa, struktura trzeciorzędowa, struktura czwartorzędowa.
Łańcuchy boczne białek jako potencjalne miejsca wiązania jonów metali.
3. DNA/RNA – budowa i funkcje. Stabilizacja struktur kwasów
2
nukleinowych przez jony metali. Specyfika oddziaływania z jonami metali.
4. Lipidy i błony biologiczne, kanały i pompy błonowe – składniki, cechy
2
dwuwarstw, model płynnej mozaiki, błony w komórkach eukariotycznych
bierny i aktywny transport jonów metali.
5. Chemia koordynacyjna układów biologicznych. Aspekty termodynamicze i
2
kinetyczne. Twarde i miękkie kwasy i zasady Lewisa, wpływ jonów metali
na wartości pKa skoordynowanych ligandów, dostrajanie potencjałów red-ox.
Szybkość wymiany ligandów. Typowe struktury koordynacyjne jonów metali
w metaloproteinach.
6. . Biodostępność i pozyskiwanie jonów metali ze środowiska. Strategie
2
wzbogacania i regulowania chemii metali mało rozpowszechnionych: VO43-,
CrO42. Relacje między właściwościami chemicznymi jonu metalu a jego
funkcją biologiczną
7. Generowanie i wykorzystanie gradientów jonowych Na+ , K+ i Ca2+.
2
Pompy, kanały i wymienniki jonowe.
8. Transport i regulacja stężenia jonów Ca2+ w organizmach wyższych.
2
Podstawy molekularne procesów wewnątrzkomórkowych regulowanych
jonami Ca2+, białka z rodziny dłoni "EF”.
9. Różnice we własnościach chemicznych determinujące różne funkcje
2
biologiczne jonów Ca2+ i Mg2+. Mg2+- kofaktor reakcji katalitycznego
przeniesienia reszty fosforanowej.
10. Cynk w układach biologicznych. Enzymy cynkozależne: klasyfikacja ze
2
względu na funkcję i budowę centrum katalitycznego, przykłady.
11. Nie-katalityczna funkcja jonów Zn2+.. regulatorowe białka cynkowe
2
oddziałujące z kwasami nukleinowymi. TFIIIA - budowa i funkcja.
12. Absorpcja i kontrola stężenia Cu i Fe w komórkach. Przenoszenie
2
żelaza: transferyny, magazynowanie żelaza: ferrytyna. Cu-ATP-azy,
metalochaperony. Metalotioneiny i białka pokrewne-.
13. Żelazo: rodzaje i funkcje białek zawierających żelazo. Hemoproteiny,
2
białka z ugrupowaniem [Fe-O-Fe], białka żelazo-siarkowe.
14. Miedź: rodzaje i funkcje miedzioprotein. Typy centrów miedziowych w
2
białkach. Transport ditlenu, białka przenoszące elektrony, oksydazy i
monooksygenazy- przykłady
15. Metale i ich związki w medycynie: profilaktyka, diagnostyka, terapia.
2
•
•
•
Laboratorium - zawartość tematyczna: Preparatyka i badania fizykochemiczne
związków kompleksowych modelujących struktury i właściwości metalicznych
centrów aktywnych obecnych w substancjach biologicznych oraz innych związków
metali mających zastosowanie w medycynie, diagnostyce farmakologii i chemii
środowiska.
48
•
•
Berg, J.M., Tymoczko, J.L., Stryer, L. „Biochemia” PWN SA 2005/6 (tłumaczenie 5
wydania amerykańskiego)
Lippard S. J., Berg J. M., Podstawy chemii bionieorganicznej, PWN, 1998.
•
Kaim W., Schwederski B., Bioinorganic Chemistry, John Wiley & Sons, 1995.
R. W. Hay, „Chemia bionieorganiczna”, PWN 1990
Materiały źródłowe z najnowszych publikacji naukowych
•
Warunki zaliczenia: W trakcie semestru organizowane są 2 kolokwia zaliczeniowe (+
jeden termin poprawkowy obejmujący zagadnienia z całości materiału), ocena
końcowa wynika z punktów uzyskanych w ich trakcie. Warunkiem zaliczenia kursu
jest uzyskanie > 50% możliwych do zdobycia punktów.
Laboratorium: Ocena na podstawie przygotowanych sprawozdań.
49
•
Course code: BLC023004w
•
Course title: Metals in biology
•
Course form
Number
of hours/week*
Number
of hours/semester*
Form of the course
completion
ECTS credits
Total
Student’s
Workload
Lecture
Classes
Laboratory
2
2
30
30
examination
reports
3
90
2
60
Project
Seminar
•
•
Prerequisites: basic chemistry (biochemistry) courses
•
Name, first name and degree of the lecturer/supervisor: Ewa Matczak-Jon, PhD, DSc
•
Names, first names and degrees of the team’s members: Agnieszka Wojciechowska,
PhD, Maria Kucharska-Zoń, PhD
•
Year:......I......... Semester:.....2.............
•
•
Aims of the course (effects of the course): Familiarization with the basic concepts of
biochemistry of proteins, nucleic acids and lipids (cell membranes, membrane
channels and pumps). To know and recognize essential and toxic metals in biology. To
be familiar with basic chemical principles which lead to the understanding of
fundamental functions of metal ions in biology with particular emphasis on the role of
sodium, potassium, calcium magnesium, zinc , copper and iron. To know examples of
metal based drugs and diagnostic agents.
•
•
Course description: The course describes structure and functions of biological
macromolecules: in particular proteins, nucleic acids and lipids emphasizing the rules
governing their interactions with metal ions; the role of individual non-redox and redox active metal ions such as sodium, potassium, calcium, magnesium, zinc, copper and
iron in living systems as well as examples of metal based drugs and diagnostic agents.
50
•
Lecture:
Number of hours
1. Beneficial and toxic metal ions. Overview of biological functions of
2
metal ions in living systems.
2. Protein structure and function. Amino acids, primary, secondary,
2
tertiary and quaternary structure of proteins, side chain amino acids
interacting with metal ions.
3. DNA/RNA – structure and functions. Specificity of interactions with
2
metal ions.
4. Lipids and cell membranes – common features, constituents of lipids,
2
bilayer permeability, the fluid model mosaic model, compartments in
eucaryotic cells. Passive and active transport of metal ions.
2
5. Coordination chemistry of metals in biology. Thermodynamic and
kinetic aspects. Lewis acidity (HSAB concept). Impact of metal ions on
the pKa values of coordinated ligands, tuning the redox potential. Ligand
exchange rates. Typical coordination environment of metals in
metaloproteins.
6. Bioavailability and uptake of metal ions from the environment.
2
Enrichment strategies and intracellular chemistry of low-abundance
metals. Relations between chemical properties and biological functions.
7. The generation and uses of Na+, K+ and Ca2+ ionic gradients. Ion
2
pumps, channels, symport and antiport exchangers.
8. Calcium transport and control of calcium cell concentration in higher
2
organisms. Intramolecular processes regulated by calcium, calciumbinding EF-hand proteins.
9. Different biological functions of calcium and magnesium in relation to
2
differences in their chemical properties. The role of magnesium in
catalytic reactions of the phosphate transfer.
10. Zinc in biological systems. Zinc enzymes, their classification and
2
functions, examples.
11. Zinc binding domains in nucleic acids binding proteins. TFIIIA –
2
structure and function
12. Uptake, transport and storage of redox-active ions (Cu, Fe) in living
2
systems. Transport and storage of iron (transferrins, ferritin). CuATPases, and metallochaperones. Metallothioneins and related proteins.
13. Iron: classification and functions of iron-containing proteins.
2
Hemoproteins, [Fe-O-Fe] proteins and iron-sulfur proteins- examples.
14. Copper: classification and functions of copper-containing proteins.
2
Classification of copper centers. Dioxygen transfer, electron carriers,
examples of oxidases and monooxigenases.
15. Metals in medicine and diagnosis.
•
•
•
Laboratory – the contents: Preparative work and physicochemical investigations of
complex compounds modeling the structures and properties of metal centers in
biological systems and other compounds applied in medicine, diagnosis,
pharmacology and environmental chemistry.
•
51
•
Basic literature:
Berg, J.M., Tymoczko, J.L., Stryer, L. „Biochemia” PWN SA 2005/6
Lippard S. J., Berg J. M., Podstawy chemii bionieorganicznej, PWN, 1998
•
Kaim W., Schwederski B., Bioinorganic Chemistry, John Wiley & Sons, 1995.
R.W. Hay, „Chemia bionieorganiczna”, PWN 1990
Original recent review articles
•
Conditions of the course acceptance/credition: Two tests (comprise short answers to
the questions): one midterm and the second at the end of the semester. (+ one
additional term for a test covering a whole material). The final course grade depends
on the total marks completed from both tests. (more than 50% of the maximum marks
is necessary to pass the course)
Laboratory: Final course grade will be assigned based on the quality of reports.
52
OPISY KURSÓW
•
•
Nazwa kursu: Modelowanie molekularne centrów metalicznych
•
Forma kursu
Tygodniowa
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
liczba godzin
ZZU*
Forma
zaliczenia
Punkty ECTS
Liczba godzin
CNPS
Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
2
Projekt
Seminarium
30
sprawozdanie
3
90
•
Poziom kursu (podstawowy/zaawansowany): zaawansowany.
•
Wymagania wstępne: znajomość obsługi komputera.
•
Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: Wiktor Zierkiewicz, doktor.
•
Imiona i nazwiska oraz tytuły/stopnie członków zespołu dydaktycznego: nie dotyczy.
•
Rok: .I.......... Semestr:..2.............(studia II stopnia).
•
Typ kursu (obowiązkowy/wybieralny): obowiązkowy.
•
Cele zajęć (efekty kształcenia): Celem tego przedmiotu jest zapoznanie studentów z
możliwościami jakie oferuje pakiet obliczeniowy Gaussian 03 w zakresie
modelowania kompleksów zawierających jony metalu. Po ukończeniu tego kursu,
student powinien zdobyć umiejętności pozwalające na zbudowanie wstępnej struktury
wybranego kompleksu (przy użyciu programu Moden) oraz wykonanie obliczeń
geometrii, energii oraz widm IR (przy pomocy pakietu Gaussian 03).
•
Forma nauczania (tradycyjna/zdalna): tradycyjna.
•
Krótki opis zawartości całego kursu:
•
•
•
•
Laboratorium - zawartość tematyczna: Opis geometrii układu (macierz współrzędnych
kartezjańskich, macierz-z). Budowanie wstępnej struktury wybranego kompleksu
(Molden). Konstrukcja pliku wsadowego do pakietu obliczeniowego Gaussian 03.
Wybór poziomu obliczeń (kombinacja metoda/baza funkcyjna). Obliczanie przy
użyciu pakietu obliczeniowego Gaussian 03: energii oraz struktur ligandów oraz
53
kompleksów metali, ładunków na atomach, widm w podczerwieni (częstości drgań i
intensywności
pasm),
własności
termochemicznych.
Obliczanie energii
oddziaływania. Analizy NBO (natural bond orbital). Interpretacja uzyskanych
wyników.
•
Wykład (podać z dokładnością do 2 godzin)
1. Wstęp na temat zastosowań metod obliczeniowych w chemii.
Przedstawienie dwóch sposobów opisu geometrii układu (macierz
współrzędnych kartezjańskich, macierz-z).
2. Konstruowanie struktur cząsteczek oraz kompleksów przy wykorzystaniu
programu Molden.
3.-4. Zapoznanie z układem pliku wsadowego (inputu) do pakietu
obliczeniowego Gaussian 03. Omówienie możliwości (w zakresie obliczania
właściwości molekuł, kompleksów itd.) jakie oferuje pakiet obliczeniowy
Gaussian 03. Omówienie dokładności obliczeń metod chemii kwantowej w
przewidywaniu struktur, widm w podczerwieni oraz energii oddziaływania
kompleksów z metalami. Wybór poziomu obliczeń (kombinacji metoda/baza
funkcyjna).
5. Nauka obsługi programów: WinSCP3 (służącym do transferu danych
pomiędzy lokalnym komputerem a serwerem obliczeniowym) oraz PuTTY
(służącym jako konsola pozwalająca na połączenie z
serwerem
obliczeniowym
przy pomocy protokołu SSH). Zapoznanie się z
podstawowymi komendami systemu operacyjnego UNIX, niezbędnych do
korzystania z pakietu obliczeniowego Gaussian 03 zainstalowanego we
Wrocławskim Centrum Superobliczeniowo Sieciowym (WCSS).
6.-8. Przygotowanie pliku wsadowego do pakietu obliczeniowego Gaussian
03. Obliczanie: energii oraz struktury badanego kompleksu, ładunków na
atomach, widm w podczerwieni (częstości drgań i intensywności pasm),
zajętości orbitali, własności termochemicznych. Obliczanie energii
oddziaływania. Interpretacja uzyskanych wyników.
9.-10. Wprowadzenie do analizy NBO (natural bond orbital).
11.-15. Indywidualne wykonanie obliczeń dla wybranego kompleksu oraz
przedłożenie wyników w formie sprawozdania.
Liczba godzin
2
2
4
2
6
4
10
•
•
J. B. Foresman, A. Frisch, „Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods”,
Gaussian, Inc. Pittsburg, PA, 1993.
P. Comba, T. W. Hambley, „Molecular Modeling of Inorganic Compounds”, WileyVCH Verlag BmbH, Weinheim, 2001.
•
B. Rankin, “Linux same konkrety”, MIKOM, Warszawa, 1997.
T. R. Cundari, “Computational Organometallic Chemistry”, Marcel Dekker, Inc. New
York, 2001.
•
Warunki zaliczenia: Warunkiem zaliczenia tego kursu jest dokonanie samodzielnych
obliczeń dla wybranego związku oraz przedłożenie wyników pracy w formie
sprawozdania.
54
•
•
Course title: Molecular Modeling of Metal Centers
•
Course form
Number
of hours/week*
Number
of hours/semester*
Form of the course
completion
ECTS credits
Total
Student’s
Workload
Lecture
Classes
Laboratory
Project
Seminar
2
30
report
3
90
•
Level of the course (basic/advanced): advanced.
•
Prerequisites: basic computer skills,
•
Name, first name and degree of the lecturer/supervisor: Wiktor Zierkiewicz, phd.
•
•
Year:.....I.......... Semester:...2................(the second level study)
•
Type of the course (obligatory/optional): obligatory.
•
Aims of the course (effects of the course): The purpose of this course is to acquaint
students with the abilities of the computational chemistry package Gaussian 03 in
modeling of complexes containing metal ions.After this course students should posses
the skills which allow them to use the Molden program for constructing molecules and
to perform calculations of the molecular structures, energies and IR spectra of metal
complexes using Gaussian 03 package.
•
Form of the teaching (traditional/e-learning): traditional.
•
Course description:
•
Lecture:
•
•
•
Laboratory – the contents: Specifying a molecular geometry (cartesian coordinates
matrix and z-matrix). Design of the molecules and complexes using Molden program.
Preparation of the input file for Gaussian 03. The choice of the level of calculation
(method/basis set combination). The use of the computational chemistry package
Gaussian 03 for calculations of energies and structures of ligands and metal
complexes, atomic charges, vibrational frequencies, IR intensities, thermochemical
55
properties. Calculation of interaction energy. NBO (natural bond orbital) analysis.
Interpretation of the results.
•
Lecture:
Number of hours
Introduction to the computational methods in chemistry,. Two ways of
2
specifying a molecular geometry: cartesian coordinates matrix and zmatrix.
Design of the molecules and complexes using Molden program.
2
The input file for Gaussian 03. Description of the sections of this file.
4
Presentation of the abilities of Gaussian 03 package in predicting of the
properties of metal complexes. The accuracy of quantum chemical
methods for the calculation of molecular structures, vibrational spectra
and interaction energy of metal complexes. The choice of the level of
calculation (method/basis set combination).
Transfer of the files between a local computer and a remote server using
2
WinSCP3 program. Connection to a server using PuTTY program
(terminal emulator application). Commands in the UNIX operating
system necessary to carry out calculations on UNIX machine at Wroclaw
Center for Networking and Supercomputing (WCSS).
Preparation of the input file for Gaussian 03. Calculations of: energies
6
and structures of investigated molecules or complexes, atomic charges,
vibrational frequencies, IR intensities, thermochemical properties.
Calculation of interaction energy. Interpretation of the results.
Introduction to NBO (natural bond orbital) analysis.
4
The individual computational calculations for selected complexes and
10
presentation of the results as a report.
•
•
Basic literature:
J. B. Foresman, A. Frisch, „Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods”,
Gaussian, Inc. Pittsburg, PA, 1993.
P. Comba, T. W. Hambley, „Molecular Modeling of Inorganic Compounds”, WileyVCH Verlag BmbH, Weinheim, 2001.
•
B. Rankin, “Linux same konkrety”, MIKOM, Warszawa, 1997.
T. R. Cundari, “Computational Organometallic Chemistry”, Marcel Dekker, Inc. New
York, 2001.
•
Conditions of the course acceptance/credition: The conditions of the course
acceptance are as following: the individual computational calculations for particular
compound and presentation of the results as a report.
56

Chem metali w biol i środ-3 sem

Transkrypt

Podobne dokumenty

ETD 2003 Wprowadzenie do elektroniki i telekomunikacji 2

OPISY KURSÓW/PRZEDMIOTÓW:

ETD 7063

ETD 2909 Szecowka

Podstawy organizacji i zarządzania w administracji publicznej

ETD 1061

Nazwa przedmiotu PR i reklama Forma kształcenia II stopieo Liczba

OPISY KURSÓW • Kod kursu: ARM004019C • Nazwa kursu: Metody