Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

Podobné dokumenty
Pevné skupenství. Vliv teploty a tlaku

Pevné skupenství. teplo se nešíří prouděním

MŘÍŽKY A VADY. Vnitřní stavba materiálu

2. Molekulová stavba pevných látek

Kvantová fyzika pevných látek

Vnitřní stavba pevných látek přednáška č.1

ZÁKLADY KRYSTALOGRAFIE KOVŮ A SLITIN

1 Krystalické a amorfní látky. 4 Deformace pevného tělesa 7. Základní stavební jednotkou krystalické látky jsou monokrystaly.

Struktura a vlastnosti pevných látek

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.1 Konstrukční materiály

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenovo záření. Vznik rentgenova záření. Metody využívající RTG záření

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenografie, RTG prášková difrakce

Mol. fyz. a termodynamika

3) Vazba a struktura. Na zaslal(a): Lenka

Elektronová struktura

Přednáška č. 3. Strukturní krystalografie, krystalové mřížky, rentgenografické metody určování minerálů.

Skupenské stavy látek. Mezimolekulární síly

Krystalografie a strukturní analýza

12. Struktura a vlastnosti pevných látek

jádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony

Speciální analytické metody pro léčiva

Mineralogie. Pro 1. ročník, VŠB-TUO HGF. Ing. Jiří Mališ, Ph.D. tel. 4171, kanc. J441

Fourierovské metody v teorii difrakce a ve strukturní analýze

3. Vlastnosti skla za normální teploty (mechanické, tepelné, optické, chemické, elektrické).

Molekuly 1 12/4/2011. Molekula definice IUPAC. Molekuly. Proč existují molekuly? Kosselův model. Představy o molekulách

Mineralogie a petrografie

Přednáška č. 2 Morfologická krystalografie. Krystalové osy a osní kříže, Millerovy symboly, stereografická projekce, Hermann-Mauguinovy symboly

Základní pojmy teorie struktury ideálního krystalu

Nauka o materiálu. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky

Bodové grupy symetrie

STRUKTURA A VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. I. Základní pojmy FCH a kinetická teorie plynů

Metody pro studium pevných látek

Fyzika IV. -ezv -e(z-zv) kov: valenční elektrony vodivostní elektrony. Elektronová struktura pevných látek model volných elektronů

Test vlastnosti látek a periodická tabulka

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Pracovní list č.3 k prezentaci Křivky chladnutí a ohřevu kovů

ČÍSLO PROJEKTU: OPVK 1.4

spinový rotační moment (moment hybnosti) kvantové číslo jaderného spinu I pro NMR - jádra s I 0

České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská. Příloha formuláře C OKRUHY

Úloha 1: Vypočtěte hustotu uhlíku (diamant), křemíku, germania a α-sn (šedý cín) z mřížkové konstanty a hmotnosti jednoho atomu.

RTG difraktometrie 1.

Podještědské gymnázium, s.r.o., Liberec, Sokolovská 328. Krystaly nerostné květiny. (projekt)

Metody pro studium pevných látek

Nauka o materiálu. Přednáška č.10 Difuze v tuhých látkách, fáze a fázové přeměny

Třídění látek. Chemie 1.KŠPA

Rozdělení materiálů Vztah struktury a vlastností materiálů

KONSTITUČNÍ VZTAHY. 1. Tahová zkouška

Přehled otázek z fyziky pro 2.ročník

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově. 06_4_ Struktura a vlastnosti pevných látek

Značení krystalografických rovin a směrů

Vazby v pevných látkách

Od kvantové mechaniky k chemii

C Mapy Kikuchiho linií 263. D Bodové difraktogramy 271. E Počítačové simulace pomocí programu JEMS 281. F Literatura pro další studium 289

Fyzika - Sexta, 2. ročník

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

Molekulová fyzika a termika. Přehled základních pojmů

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.8. Laserové zpracování materiálu. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově. 06_4_ Struktura a vlastnosti pevných látek

Symetrie molekul a stereochemie

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.

LOGO. Struktura a vlastnosti pevných látek

STRUKTURA A VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK

Metody studia minerálů

TESTY Závěrečný test 2. ročník Skupina A


Vyšší odborná škola, Obchodní akademie a Střední odborná škola EKONOM, o. p. s. Litoměřice, Palackého 730/1

Základy geologie pro geografy František Vacek

VLASTNOSTI VLÁKEN. 3. Tepelné vlastnosti vláken

Fyzika IV. g( ) Vibrace jader atomů v krystalové mříži

UČIVO. Termodynamická teplota. První termodynamický zákon Přenos vnitřní energie

Požadavky na technické materiály

Ch - Elektronegativita, chemická vazba

Teorie Molekulových Orbitalů (MO)

Skupenství látek KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

ZÁKLADY GEOLOGIE. Úvod přednáška 1. RNDr. Aleš Vaněk, Ph.D. č. dveří: 234, FAPPZ

Tenzorový popis fyzikálních vlastností

Fyzika je přírodní věda, která zkoumá a popisuje zákonitosti přírodních jevů.

stavební kostičky, z těch vše sestaví TESELACE chybí měřítko na velikosti kostiček nezáleží Pyrit krychle pentagonalní dodekaedr granát trapezoedr

2. VNITŘNÍ STAVBA MATERIÁLŮ

Orbitaly, VSEPR 1 / 18

Úvod Vlastnosti materiálů a pojmy, které byste měli znát

Kvantová mechanika - model téměř volných elektronů. model těsné vazby

Orbitaly, VSEPR. Zdeněk Moravec, 16. listopadu / 21

Maturitní témata fyzika

Symetrie molekul a stereochemie

Teorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR

1. Látkové soustavy, složení soustav

Látkové množství n poznámky 6.A GVN

Základy Mössbauerovy spektroskopie. Libor Machala

GEOLOGIE. Stavbou Země, jejím sloţením, tvarem se zabývají geologické vědy:

Transkript:

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek Garant předmětu: Vyučující: doc. Ing. Bohumil Dolenský, Ph.D. prof. RNDr. Pavel Matějka, Ph.D., A136, linka 3687, matejkap@vscht.cz doc. Ing. Bohumil Dolenský, Ph.D., A28, linka 4110, dolenskb@vscht.cz Úvod Příprava předmětu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

Přehled hlavních témat 1.Struktura a geometrické parametry molekul 2.Metody strukturní analýzy RTG difrakce 3.Metody strukturní analýzy vibrační spektroskopie 4.Metody strukturní analýzy hmotnostní spektrometrie 5.Metody strukturní analýzy NMR spektroskopie

Struktura a geometrické parametry molekul Statický popis struktury molekul izolovaná molekula Rovnovážné polohy jader pro danou molekulu (konformer) Rovnovážné rozložení elektronové hustoty obsazení MO Dynamický popis Vliv molekulových vibrací a rotací Geometrie základního a elektronově excitovaných stavů Vliv teploty Vliv mezimolekulových interakcí soubor molekul Vliv skupenského stavu, matrice, rozpouštědla

Statický popis struktury molekul Popis rovnovážné polohy jader izolovaná molekula Kartézské souřadnice pro polohy všech jader atomů molekuly Vnitřní souřadnice Vazebné délky (mezijaderné vzdálenosti) optimální vzdálenost vzájemně vázaných atomů, při níž je minimální součet energie přitahování a odpuzování minimum na křivce potenciální energie Vazebné úhly trojice sousedních atomů Torzní úhly alespoňčtveřice atomů úhly mezi rovinami

Statický popis struktury molekul

Statický popis struktury molekul Rovnovážné rozložení elektronové hustoty izolovaná molekula Vnitřní elektrony AO Valenční elektrony MO (a AO) MO vazevné, protivazebné a nevazebné Nejdůležitější FMO (Frontier Molecular Orbital) HOMO, LUMO HOMO nejvyšší obsazený MO LUMO nejnižší neobsazený MO

Statický popis struktury molekul

Dynamický popis struktury molekul Časově proměnná struktura molekul v základním elektronovém stavu vliv molekulových vibrací a rotací v pevné fázi fixace molekul v krystalové struktuře, molekulové kmity a kmity mřížky v kapalné fázi vliv mezimolekulových interakcí, omezená translace, omezené konformační změny, molekulové vibrace v plynné fázi translace molekul, rotace molekul, vibrace molekul (v zředěném plynu model izolovaných molekul) Rotační energetické stavy Změny geometrie rotujícího setrvačníku Vibrační energetické stavy Rozkmit atomů při jednotlivých modech N N β α = g g β α exp ΔE kt

Dynamický popis struktury molekul

Popis struktury látky v pevné fázi v pevné fázi fixace molekul v krystalové struktuře, molekulové kmity a kmity mřížky Vzájemné uspořádání molekul (iontů, atomů) v pevné fázi Krystal pravidelné rozmístění rovnovážných poloh atomů obvykle energeticky výhodnější než amorfní stav Amorfní forma nepravidelné, neperiodické rozložení rovnovážných poloh atomů struktura amorfních látek má krátkodosahové uspořádání

Popis struktury látky v pevné fázi krystalický stav základní pojem krystal omezeny přirozenými rovinnými plochami krystalovými plochami (historický vnější pohled) vnější tvar krystalu odrazem pravidelného uspořádání jeho základních stavebních částic (iontů, atomů, molekul) moderní koncepce charakteristiky vnitřní struktury amorfní stav skelný stav (teplota skelného přechodu) podchlazené kapaliny polymery (za určitých podmínek) amorfní minerály opál metamiktní minerály amorfní pseudomorfóza krystalického minerálu nárazy α částic rozbití struktury minerálu

Popis struktury látky v pevné fázi krystal krystalografie nauka o krystalech (strukturní, chemická, morfologická, fyzikální) pravidelné uspořádání, periodicita 3D struktury anizotropie závislost některých fyzikálních vlastností na směru tvrdost, vodivost (tepelná i elektrická), homogenní (stejnorodé) anizotropní diskontinuum se zákonitou a periodicky? se opakující vnitřní stavbou krystal je každá pevná látka, která vykazuje nespojitý difrakční obrazec (vyhovuje i pro kvazikrystaly) krystalická látka pevná látka s vnitřní stavbou charakteristickou pro krystal lhostejno, zda jednotlivá pevná tělesa (individua) tvořící tuto látku jsou nebo nejsou omezena krystalovými plochami, existence vnějších krystalových ploch není podstatná

Krystal Makroskopická definice krystalu pevnáfáze s ostrým bodem tání a alespoň jednu fyzikální vlastnost anizotropní Mikroskopická definice krystalu je to nekonečné uspořádání identických elementárních buněk, každá obsahuje opakující se motiv, což může být malá molekula či větší částice virusu: elementární buňka je nejmenší jednotka v krystalu a její translací (podél a, b nebo c je krystal generován. Krystal může být chápán jako konvoluce 3 dimenzionální mříže a motivu: Mříž Krystal Motiv

Pevné látky krystalické látky trojrozměrně pravidelná atomová struktura v celém krystalu nebo v části krystalu o rozměrech větších než 10 µm dalekodosahové uspořádání monokrystaly všechny částice v jedné krystalické struktuře, která není přerušená, rozložení částic se periodicky opakuje v celém krystalu (celém objemu pevné látky). Celý monokrystal má pravidelný geometrický tvar. polykrystaly složeny z velkého počtu drobných krystalků zrn (rozměry od 10 µm po několik mm). Částice uvnitř zrn opakující se struktura. Ale zrna uspořádána nahodile, vzájemná poloha neuspořádaná, proto polykrystalické látky bývají navenek izotropní.

Pevné látky látka v různých modifikacích (různé vnitřní struktuře) různé krystalické modifikace jedné látky polymorfismus ZrO 2 tetragonální, monoklinický uhlík diamant kubickáplošněcentrovaná mřížka grafit hexagonální saze amorfní materiál

Pevné látky látky v různých modifikacích (různé vnitřní struktuře) 14 typů Bravaisových mřížek v 3 D prostoru lze uspořádat do sedmi soustav sedm krystalových soustav triklinická 1 mřížka monoklinická 2 mřížky (orto)rhombická 4 mřížky tetragonální 2 mřížky kubická 3 mřížky trigonální (romboedrická) 1 mřížka hexagonální 1 mřížka jedna rodina

Pevné látky sedm krystalových soustav sedm krystalových soustav triklinická 1 mřížka monoklinická 2 mřížky (orto)rhombická 4 mřížky tetragonální 2 mřížky kubická 3 mřížky trigonální (romboedrická) 1 mřížka hexagonální 1 mřížka

Pevné látky sedm krystalových soustav triklinická (trojklonná) nejméně souměrná 3 různocenné osy kosé úhly

Pevné látky sedm krystalových soustav monoklinická (jednoklonná) dvě ze třírůznocenných os libovolný úhel, třetí k nim kolmá hojně zastoupená

Pevné látky sedm krystalových soustav rhombická (kosočtverečná) kolmo proťaté různocenné osy tabulkovité tvary, prizmata

Pevné látky sedm krystalových soustav tetragonální (čtverečná) tvar protaženější než krychle dvě stejnocenné a jedna odlišná osa na sebe kolmé

Pevné látky sedm krystalových soustav kubická (krychlová) krychlovité krystaly zahrnuje i osmistěnné a dvanáctistěnné 3 mřížky plošně centrovaná prostorově centrovaná

Pevné látky sedm krystalových soustav hexagonální/trigonální tři stejnocenné osy v rovině a na ně kolmá odlišná osa šesterečná/trojčetná osa