Morzyk-Ociepa Barbara, dr hab. prof UJD

Celem wykładu jest zapoznanie słuchaczy z kluczowymi metodami spektroskopowymi stosowanymi w analizie farmaceutycznej i identyfikacji związków biologicznie czynnych. Omówione zostaną podstawy oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z materią oraz charakterystyka przejść rotacyjnych, oscylacyjnych i elektronowych. Przedstawione zostaną techniki UV‑VIS, fluorymetria, spektroskopia w podczerwieni (MIR, NIR, FIR) oraz spektroskopia Ramana z metodami wzmocnienia sygnału. Wykład obejmuje również spektroskopię NMR jako podstawowe narzędzie identyfikacji i analizy strukturalnej związków organicznych. Wykład łączą aspekty teoretyczne i praktyczne, podkreślając znaczenie metod spektroskopowych w nowoczesnej analizie farmaceutycznej.

Wykład obejmuje podstawy chemii ogólnej i nieorganicznej w zakresie niezbędnym do zrozumienia procesów chemicznych istotnych w naukach farmaceutycznych. Treści obejmują budowę atomu i właściwości pierwiastków, rodzaje wiązań chemicznych oraz oddziaływania międzycząsteczkowe, a także podstawowe typy reakcji chemicznych, w tym reakcje redoks. Izotopy promieniotwórcze i ich zastosowanie w diagnostyce oraz terapii. Znaczenie pierwiastków biogennych.
Istotna część kursu dotyczy roztworów wodnych i równowag chemicznych, w tym zagadnień takich jak pH, hydroliza soli, bufory oraz iloczyn rozpuszczalności. Omawiane są również podstawy analizy jakościowej kationów i anionów oraz interpretacja metod farmakopealnych stosowanych w identyfikacji substancji nieorganicznych.
Uzupełnieniem treści są związki kompleksowe, ich geometria i izomeria oraz wpływ kompleksowania na właściwości chemiczne i rozpuszczalność substancji. Wprowadzane są również podstawy teorii wiązań chemicznych (w ujęciu elementarnym).

Eksperymentalne i teoretyczne badania struktur molekularnych i widm oscylacyjnych.

Materiały dydaktyczne wykorzystywane na zajęciach laboratoryjnych: regulaminy, harmonogram, instrukcje do poszczególnych zajęć.

Wprowadzenie do spektroskopii molekularnej i spektroskopii oscylacyjnej. Model oscylatora harmonicznego w ujęciu klasycznym i kwantowym. Model oscylatora anharmonicznego. Reguły przejść dla spektroskopii w oscylacyjnej. Obliczanie stałych siłowych i częstości drgań dla układów wieloatomowych. Analiza współrzędnych normalnych metodą GF Wilsona. Obliczenia widm oscylacyjnych metodami ab initio i teorii funkcjonałów gęstości dla molekuł wieloatomowych. Klasyfikacja drgań normalnych. Widma IR złożonych cząsteczek. Techniki pomiarowe stosowane spektroskopii w  podczerwieni. Widma normalnego i rezonansowego efektu Ramana. Zastosowanie teorii grup do określania liczby drgań normalnych różnych typów symetrii, reguły wyboru.

Związki kompleksowe - pojęcia podstawowe i nomenklatura. Izomeria oraz równowagi w roztworach związków kompleksowych. Model VSEPR i typy orbitali zhybrydyzowanych dla kompleksów. Teoria pola krystalicznego dla kompleksów o symetrii O_h i innych symetriach: tetraedrycznej, kwadratowej, piramidy kwadratowej, bipiramidy trygonalnej i pentagonalnej. Deformacje kompleksów oktaedrycznych. Zastosowanie teorii grup do badania możliwości nakładania się i mieszania orbitali dla cząsteczek o  symetrii C_2v, C_3v, D_3h, D_4h, T_d, O_h. Iloczyny proste – najogólniejsze reguły. Zastosowanie teorii orbitali molekularnych w chemii nieorganicznej i koordynacyjnej. Kompleksy oktaedryczne ze zdelokalizowanymi orbitalami oraz schematy poziomów energetycznych. Termy atomowe, wybrane diagramy korelacyjne i  widma elektronowe pierwiastków metali d-elektronowych. Związki metali przejściowych zawierające wiązania metal-metal (klastery). Wielojądrowe karbonylki, nitrozylki i ich pochodne, niższe halogenki i tlenki. Związki metaloorganiczne metali przejściowych z  węglowodorami: alkenami, alkinami, dienami i ich analogami pierścieniowymi, oraz z  węglowodorami aromatycznymi. Systematyka pierwiastków d- i f-elektronowych.