Molekylär spektroskopi och diffraktion, 7,5 hp

Innehåll

Kursen omfattar två moduler:
Modul 1: Teori, 6,5 högskolepoäng
Modul 2, Laborationer, 1 högskolepoäng
Kursen behandlar fundamentala aspekter av of molekylär spektroskopi och diffraktion, dvs tekniker vars principer kommer till användning inom de flesta områden av kemi.

Avsnittet Molekylär spektroskopi fokuserar främst på sådan information som erhålls via optiskt spektroskopi, och då främst infraröd (IR) eller ramanspektroskopi. Dessa metoder ger information of atomernas rörelser inom molekyler samt elektronernas övergångar mellan orbitaler. Som student kommer du därför att lära dig att använda olika centrala symmetri-begrepp samt gruppteori för att på en grundläggande nivå kunna tolka IR och Ramanspektra, samt för att kunna konstruera och använda molekylorbital-diagram för polyatomiska molekyler, som kan användas för att förutsäga elektroniska övergångar i molekyler med s, p samt d-orbitaler.

Avsnittet Diffraktion behandlar grundläggande kristallografi, vilket används för att erhålla information om atomers struktur i fasta material. Detta då kristallina material har atomer vars positioner är periodiskt ordnade, vilket ger upphov till diffraktionsmönster då de bestrålas av tex röntgenvågor, elektroner eller neutroner. Eftersom diffraktionsmönster eller så kallade diffraktogram, är beroende av både vilka grundämnen samt atomernas positioner i ett kristallint material, är olika diffraktionstekniker mycket användbara för att analysera fasta ämnens molekylära struktur.

Kursen ges på engelska om önskemål finnes.

Förväntade studieresultat

Efter avslutad kurs ska studenten kunna:
Avsnitt Molekylär spektroskopi

• Identifiera alla symmetrielement i en molekyl och bestämma dess symmetripunktgrupp.
• Använda symmetribaserade operationer för att identifiera alla IR och Ramanaktiva vibrationer i en molekyl och vilken typ av rörelse de tillhör.
• Använda symmetribaserade operationer för att göra molekylorbitaldiagram och. kunna använda detta för att förutsäga elektroniska övergångar.
• Använda symmetribaserade resonemang för att bestämma hur d-orbitalerna separeras energetisk i övergångsmetaller enligt kritsallfältsteori och använda detta för att förutsäga spinnkonfiguration, färg, reaktivitet och annan information om metallkomplex
• Använda kristallfältsteori och MO teori via ligandfältsteori för att förklara den spektroskopiska serien.

Avsnitt Diffraktion

• Förklara grundläggande kristallografiska principer och koncepten enhetscell, kristallgitter och gitterplan, symmetrioperationer, rymdgrupper, Miller indexering samt den reciproka rymden.
• Förklara elastisk spridning av röntgenvågor (X-ray) av en elektron, en atom samt av en enhetscell i ett kristallint material.
• Förklara de grundläggande principerna bakom diffraktion, konstruktiv interferens samt kunna härleda Bragg's ekvation.
• Indexera enklare enhetsellstyper samt kunna förklara vilka strukturella egenskaper som främst bidrar till positionerna och intensiteterna av reflektionerna i ett diffraktogram.
• Förklara skillnaderna mellan olika diffraktionstekniker, samt kunna utvärdera deras respektive fördelar samt nackdelar.

Avsnitt Laborationer

• Visa förmåga skriftligt diskutera sina slutsatser och den kunskap och de argument som ligger till grund för dessa

Behörighetskrav

Univ: Kemins grunder, 15 hp, eller motsvarande.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, gruppövningar och  laborationer.

Examination

Examinationen sker dels genom skriftligt prov (Modul 1), dels genom skriftlig redovisning av laborationer (Modul 2). På teorimodulen ges något av omdömena Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl godkänd (VG). På laborationsmodulen ges endast något av omdömena Underkänd (U) eller Godkänd (G). Betyget på kursen sätts först när samtliga examinerande delar är godkända, och bestäms av omdömet på modul 1. 

Den som godkänts vid ett prov får ej genomgå förnyat prov för högre betyg. En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten för Kemiska institutionen.

Avsteg från kursplanens examinationsform kan göras för en student som har beslut om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning. Individuell anpassning av examinationsformen ska övervägas utifrån studentens behov. Examinationsformen anpassas inom ramen för kursplanens förväntade studieresultat. Efter begäran av studenten ska kursansvarig lärare, i samråd med examinator, skyndsamt besluta om anpassad examinationsform. Beslut ska sedan meddelas studenten.

Övriga föreskrifter

I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla eller att kursen slutat ges.