Fizička organska hemija   (2252H)

Školska godina:

2012/2013.

Uslovi pohađanja:

Nema uslova

ESPB:

8

Vrsta studija:

master akademske studije

Studijski program:

Hemija: 1. godina, zimski semestar, izborni (2IP3H), stručno-aplikativni predmet

Nastavnik:

dr Ivan O. Juranić

Saradnik:

dr Željko J. Vitnik
naučni saradnik, Institut za hemiju, tehnologiju i metalurgiju, Njegoševa 12, Beograd

Fond časova:

Nedeljno: tri časa predavanja + dva časa teorijskih vežbi + tri časa laboratorijskih vežbi (3+2+3)

Ciljevi:

U ovom kursu se izučavaju fizičke osnove reaktivnosti hemijskih jedinjenja. Kroz to se studenti upoznaju sa metodama za proučavanje i određivanje mehanizama organskih reakcija.

Ishod:

Nakon ovog kursa studenti mogu samostalno procenjivati validnost mehanizama hemijskih reakcija.

Oblici nastave:

Predavanja, eksperimentalne vežbe, teorijske/računske vežbe, i seminari.

Vannastavne aktivnosti:

Seminarski radovi se pripremaju i pišu kod kuće i u računarskoj učionici. Bar jednom nedeljno studenti mogu tražiti konzultacije sa profesorom i/ili asistentom.

Literatura:

Osnovna literatura:

• Ivan Juranić: Fizička organska hemija, nerecenzirani udžbenik.

Pomoćna literatura:

• Howard Maskill: Physical Basis of Organic Chemistry, Wiley 2004. Oxford.
• Web stranice koje se odnose na reaktivnost organskih jedinjenja.

Dodatni materijal:

—

Predavanja:

10 poena (3 časa nedeljno)

Program rada:

1. Termohemija. Standardna stanja. Termohemijska entalpija disocijacije veze.
2. Brzine reakcija. Definicija brzine reakcije. Red reakcije. Složeniji izrazi za kinetiku. Uticaj temperature na brzine reakcija. Reakciona koordinata i aktivirani kompleks.
3. Fizičko značenje aktivacionih parametara prostih reakcija. Hammond-ov postulat. Kinetički izotopski efekti.
4. Linearne relacije slobodne energije.
5. Nelinearni Hammett-ovi grafici. Yukawa-Tsuno-ova jednačina. Taft-ova jednačina.
6. Kiseline i baze. Kataliza kiselinama i bazama.
7. Brønsted-ov zakon katalize. Eigen-ov mehanizam prenosa elektrona. Marcus-ova teorija. Funkcije kiselosti i brzine reakcija.
8. Alifatične nukleofilne supstitucije. Adicije i eliminacije.
9. Adicije na karbonilnu grupu. Aromatične supstitucije.
10. Slobodni radikali. Karakteristike organskih slobodnih radikala. Efekat kaveza. Termohemija radikala. Strukturni efekti. Lančane reakcije.
11. Radikalske adicije i eliminacije. Supstitucija na aromatičnom jezgru. Preuređivanje radikala. Oksidacije i redukcije koje uključuju radikale.
12. Reakcije kontrolisane simetrijom orbitala. Cikloadicione reakcije. Elektrociklične reakcije. Sigmatropna preuređivanja. Enske reakcije.
13. Fotohemijske reakcije. Primarni fotofizički procesi. Prenos energije. arakteristike fotoreakcija. Kvantitativna merenja (kvantni prinos). Tipične fotoreakcije. Hemilluminiscencija.
14. Elektroorganske reakcije. Elektroaktivna molekulska vrsta. Mehanizmi elektrohemijskih reakcija.
15. Hemijske reakcije u akustičkim poljima. Osnovne karakteristike sonohemijskih reakcija.

Teorijske vežbe:

0 poena (2 časa nedeljno)

Program rada:

1-2. Merenje kinetike solvolize t-butil hlorida. Određivanje konstante brőine prvog reda na različitim temperaturama. Izračunavanje parametara Arenijusove jednačine.

3-4. Kinetika reakcija drugog reda. Saponifikacija etil acetata. Merenje brzine reakcije na različitim temperaturama. Kostrukcija Arenijusovog grafika.

5-7. Kinetika pseudo-prvog reda. Iz izmerenih konstanti preudo-prvog reda izračunavaju se stvarne konstante drugog reda. Iz Arenijusovih grafika određuju se aktivacioni parametri rekaci pseudo-prvog i drugu reda.

8-9. Određivanje Hametove konstante reakcije solvolize estara. Analiza značenja vrednosti konstante ro.

10-11. Kataliza kiselinama i bazama.

12-13. Određivanje faktora parcijalnih brzina bromovanja supstituisanih benzena katalizovanog Luisovim kiselinama.

14. Prezentacije seminarskih radova.

Laboratorijske vežbe:

0 poena (3 časa nedeljno)

Seminarski radovi:

20 poena

Kolokvijumi:

40 poena

Pismeni ispit:

30 poena