Moleculaire architectuur (B-KUL-X0C66C)
Doelstellingen
De cursus 'Moleculaire Architectuur' heeft tot doel het belang van symmetrie en de kennis van de (driedimensionale) structuur van de materie voor het begrijpen van haar eigenschappen aan te tonen, en draagt bij tot het verder ontwikkelen van het ruimtelijk denken op atomair en moleculair niveau.
Twee belangrijke complementaire struktuurbepalingsmethoden, röntgendiffractie en nucleaire magnetische resonantie, worden hierbij toegelicht.
De studenten kunnen de puntgroep van een voorwerp of molecule bepalen, de symmetrie van een tweedimensionaal patroon via een vlakgroep beschrijven en een eenvoudige ruimtegroep tekenen volgens de richtlijnen van de International Tables for Crystallography.
De student kan de verschillende stappen van een kristalstructuurbepaling uitleggen (meer bepaald het opwekken van röntgenstraling, intensiteitmetingen, oplossen fasenprobleem, fouriersynthese, verfijning en interpretatie model) en kan het verband leggen met het gedeelte over symmetrie. Hij/zij kan de betekenis van de begrippen reciproke rooster, bol van Ewald, Pattersonfunctie en resolutie uitleggen en de intensiteit en richting van een reflectie berekenen.
De student kan de werking van een NMR apparaat uitleggen en een eenvoudig 1H-NMR spectrum interpreteren.
Begintermen
Basiskennis natuurkunde (diffractie), wiskunde (Fourierreeksen, Fouriertransformatie, complexe getallen) en chemie (atoombouw, chemische binding, functionele groepen in organische chemie).
Volgtijdelijkheidsvoorwaarden
Dit opleidingsonderdeel is een voorwaarde voor het opnemen van volgende opleidingsonderdelen:
G0O48B : Spectroscopische meettechnieken
Identieke opleidingsonderdelen
Dit opleidingsonderdeel is identiek aan de volgende opleidingsonderdelen:
G0O37B : Moleculaire architectuur
Plaats in het onderwijsaanbod
- Bachelor in de biologie (programma voor studenten gestart vóór 2023-2024) (Kortrijk) (Minor economie en technologie) 180 sp.
- Bachelor in de biologie (programma voor studenten gestart vóór 2023-2024) (Kortrijk) (Optie Biochemie en Biotechnologie) 180 sp.
- Bachelor in de chemie (programma voor studenten gestart vóór 2023-2024) (Kortrijk) (Minor economie en technologie) 180 sp.
- Bachelor in de chemie (programma voor studenten gestart vóór 2023-2024) (Kortrijk) (Optie biochemie en biotechnologie) 180 sp.
- Bachelor in de chemie (programma voor studenten gestart vóór 2023-2024) (Kortrijk) (Optie chemie) 180 sp.
- Bachelor in de chemie (programma voor studenten gestart in 2023-2024) (Kortrijk) (Optie chemie) 180 sp.
Onderwijsleeractiviteiten
4.6 sp. Moleculaire architectuur (B-KUL-X0C66a)
Inhoud
Deel 1. Symmetrie
- Moleculaire symmetrie: puntgroepen (Schoenflies, Hermann-Mauguin)
- Translatiesymmetrie: vlakgroepen en Bravaisroosters
- Ruimtegroepen: notatie, International Tables for Crystallography, verband puntgroep-ruimtegroep-fysische eigenschappen
Deel 2. Structuurbepaling van een vaste stof – röntgendiffractie
- Opwekken en eigenschappen van röntgenstraling
- Wet van Bragg en de reciproke ruimte (Ewaldsfeer)
- Intensiteit van afgebogen bundels: verstrooiing door elektron, atoom, eenheidscel, kristal
- Fouriersynthese van de elektronendichtheid
- Pattersonfunctie
- Kristalstructuurbepaling: faseprobleem, zwaar-atoomtechniek, kleinste-kwadratenverfijning
- Interpretatie van een kristalstructuurbepaling
- Kristallografische databanken
- Overzicht van belangrijke kristalstructuren: metalen (bolstapelingen), anorganische en organische verbindingen, biologische macromoleculen
Deel 3. Structuurbepaling in oplossing – Nucleair Magnetische Resonantie
- Principe en schema NMR spectrometer
- Chemische shift, spin-spinkoppeling
- Dynamische processen
- Analyse van spectra van eenvoudige (bio)organische verbindingen
Studiemateriaal
Cursustekst, Toledo
1.4 sp. Moleculaire architectuur: oefeningen (B-KUL-X0C68a)
Inhoud
- Puntgroepen
- Vlakgroepen
- Ruimtegroepen
- Reciprook rooster - Bol van Ewald
- Structuurfactoren
- Pattersonfunctie
- Demo kristalstructuurbepaling
Studiemateriaal
Cursustekst, Toledo
Toelichting werkvorm
Oefensessie