Διδασκόμενη ύλη

Εισαγωγή

Δονητική φασματοσκοπία μορίων

Θεωρία Ομάδων

Φασματοσκοπία ορατού-υπεριώδους (UV-vis)

Νόμος Beer-Lambert, Ηλεκτρονιακές μεταβάσεις, ορατή περιοχή φάσματος, συσχέτιση χρώματος/μήκους κύματος, χαρακτηριστικά παραδείγματα φασμάτων διαφόρων ενώσεων, διαφορετικά είδη φασμάτων (απορρόφησης, διαπερατότητας, ανάκλασης) σε υγρά και στερεά δείγματα.

Φασματοσκοπία υπερύθρου (FT-IR)

Διπολική ροπή, δονητικά/περιστροφικά επίπεδα, είδη μοριακών δονήσεων, κανόνες επιλογής, οργανολογία, συμβολόμετρο Michelson, χαρακτηριστικά φάσματα FT-IR οργανικών ενώσεων, μέθοδος αποσβεννύουσας ολικής ανάκλασης (Attenuated Total Reflectance, ATR), εφαρμογές.

Φασματοσκοπία Raman

Βασικές αρχές, γραμμές Stokes/Anti-Stokes, πολωσιμότητα, είδη δονήσεων/περιστροφών, κανόνες επιλογής, σύγκριση και διαφορές με FT-IR φασματοσκοπία, οργανολογία, χαρακτηριστικά φάσματα Raman οργανικών και ανόργανων ενώσεων/υλικών, εφαρμογές.

Φασματοσκοπία φθορισμού (XRF)

Βασικές αρχές, ηλεκτρονικές μεταβάσεις (θεμελιώδης και διεγερμένες καταστάσεις), κανόνες επιλογής, οργανολογία (φθορισίμετρο), χαρακτηριστικά φάσματα φθορισμού ενώσεων, εφαρμογές.

Φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (Nuclear Magnetic Resonance, NMR)

Μαγνητικό πεδίο, spin, σχάσεις, θεωρία χημικής μετατόπισης, τύποι φασμάτων (πυρήνας υδρογόνου ¹H και άνθρακα ¹³C), μονοδιάστατα και πολυδιάστατα φάσματα (COSY,HMQC, κτλ.), οργανολογία, εφαρμογές σε οργανικές ενώσεις.

Εργασίες/Παρουσιάσεις

Ιστοσελίδα μαθήματος

Το eclass του μαθήματος.

Μαθησιακά αποτελέσματα

Η κατανόηση από τους φοιτητές των βασικών αρχών και εννοιών σχετικά με τη χρήση σύγχρονων φασματοσκοπικών τεχνικών στο πεδίο της επιστήμης των υλικών.

Οι φοιτητές στο τέλος του μαθήματος να έχουν αποκτήσει τις βάσεις και την εμπειρία για το πόσο σημαντικές είναι οι φασματοσκοπικές τεχνικές στην επιστήμη τους.

Οι δεξιότητες που θα πρέπει να έχουν αποκτήσει οι φοιτητές από την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος αφορούν:

• πειραματικές τεχνικές φασματοσκοπίας που χρησιμοποιούνται ευρύτατα στην δομική και χημική ανάλυση υλικών, όπως φασματοσκοπία ορατού-υπεριώδους (UV-vis), φασματοσκοπία υπερύθρου (FT-IR), φασματοσκοπία Raman, φασματοσκοπία φθορισμού (XRF) και φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (ΝΜR).
• τη σωστή επιλογή και χρήση εξειδικευμένων τεχνικών φασματοσκοπίας για τον δομικό και χημικό χαρακτηρισμό υλικών.

Το μάθημα σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Πλαίσιο Προσόντων Δια Βίου Μάθησης είναι επιπέδου 6 ως μάθημα πρώτου κύκλου σπουδών.

Μέθοδοι Aξιολόγησης

• Την ενεργό συμμετοχή τους στις διαλέξεις του μαθήματος.
• Τις ερωτήσεις/ασκήσεις κατά τη διάρκεια και το τέλος κάθε διάλεξης.
• Την εκπόνηση και παρουσίαση προφορικής εργασίας (σε ομάδες).
• Τη γραπτή εξέτασή τους στα ελληνικά, που περιλαμβάνει συνδυασμό:
  • Ερωτήσεων με επιλογή πολλαπλών απαντήσεων.
  • Ανάπτυξης θεμάτων.

Βιβλιογραφία

1. P. Atkins, J. De Paula, “Φυσικοχημεία”, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2018
2. Skoog, Holler, Crouch, “Αρχές Ενόργανης Ανάλυσης”, 6η Έκδοση, 2007
3. D. C. Harris, “Ποσοτική χημική ανάλυση”, Τόμος Β, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2010
4. D.C. Harris, M.D. Bertolucci, “Symmetry and Spectroscopy” (Dover, NY 1978)

Συναφή επιστημονικά περιοδικά

• Analytical and Bioanalytical Chemistry
• Spectrochimica Acta Part A
• Microchemical Journal
• Physical Chemistry Chemical Physics