Detail předmětu

Supramolekulární chemie

FCH-MCO_SKOAk. rok: 2019/2020

Předmět je co do svého obsahu rozdělen do tří bloků. V prvním bloku jsou studentům představeny základní koncepce a terminologie supramolekulární chemie a podrobně probrány mezimolekulové interakce, které hrají v supramolekulární chemii klíčovou úlohu (vodíkové vazby, van der Waalsovy interakce, pi interakce ad.). V dalším bloku jsou seznámeni s reprezentativními přírodními (enzymatické, fotosyntetické apod.) a syntetickými supramolekulárními systémy. Poslední blok přednášek se zaměřuje na analytické metody, využívané v supramolekulární chemii, a na koncepci designu supramolekulárních zařízení.

Výsledky učení předmětu

Znalost základních pojmů supramolekulové chemie.
Přehled základních typů interakcí a jejich význam pro komplexaci v živých i neživých systémech.
Znalost nejnovějších trendů v oblasti návrhu a realizace supramolekulárních systémů a zařízení.

Prerekvizity

Znalosti z vybraných kapitol z předmětu Organická chemie, Biochemie a Fyzikální chemie.

Doporučená nebo povinná literatura

Steed J. W., Atwood J. L.: Supramolecular chemistry. John Wiley & Sons Ltd, Chichester 2000. (CS)
Lehn J. - M.: Supramolecular chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 1995. (CS)
Ariga K., Kunitake T.: Supramolecular chemistry: fundamentals and applications: advanced textbook. Springer, Berlin 2005. (CS)
Schalley, C.: Analytical Methods in Supramolecular Chemistry. Wiley-VCH Verlag 2007 (CS)
Schneider, H.J.: Application of supramolecular chemistry, CRC Press 2012. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška: písemná i ústní.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

Úvod do supramolekulární chemie (historie, základní koncepty a terminologie, aplikace)
Mezimolekulární interakce I (elementární interakce, interakční potenciál, kovalentní vs. nekovalentní interakce, interakce nabitých, polárních a nepolárních částic, van der Waalsovy interakce)
Mezimolekulární interakce II (H - vazba, pi - interakce, iontově specifické efekty, koordinační vazby)
Supramolekulární chemie vody (historie, anomálie vody, molekula vody, struktura ledu a kapalné vody, voda v organismu)
Supramolekulární chemie živých soustav I (membránový potenciál, membránový transport, iontové a vodní kanálky, tetrapyrolové cykly, supramolekulární rysy fotosyntézy a respirace)
Supramolekulární chemie živých soustav II (enzymová katalýza, neurotransmitery a hormony, nukleové kyseliny, další příklady přírodního self-assembly)
Syntetické ionofory I (činidla pro komplexaci kationtů - podandy, korandy, kryptandy, sferandy)
Syntetické ionofory II (kalixareny, činidla pro komplexaci aniontů)
Komplexace neutrálních látek I (inkluzní sloučeniny – klatráty, interkaláty, zeolity, organické náhražky zeolitů)
Komplexace neutrálních látek II (kavitandy – cyklodextriny, uhlíkové nanočástice – fullereny, uhlíkové trubky)
Self-assembly v pevných látkách a kapalinách (krystalové inženýrství, tenzidy, kapalné krystaly, iontové kapaliny)
Analytické metody v supramolekulární chemii
Supramolekulární zařízení (supramolekulární senzory, elektronické, fotonické a mechanické supramolekulární zařízení)

Cíl

Cílem předmětu je poskytnutí základních vědomostí z oblasti supramolekulové chemie, seznámení se s reprezentativními přírodními i syntetickýmii supramolekulovými systémy a oblastmi jejich hlavní aplikace.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na přednáškách je nepovinná, doporučená.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPCP_SCH magisterský navazující

    obor NPCO_SCH , 2. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinně volitelný

  • Program NKCP_SCH magisterský navazující

    obor NKCO_SCH , 2. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinně volitelný

  • Program CKCP_CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor CKCO_CZV , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor