Molekulární simulace v chemické fyzice

Čapková

Úvod: Vztah struktury a vlastností (struktura a biologická aktivita) a význam tohoto vztahu pro predikci vlastností ve vývoji nových i materiálů.

Základy strukturní krystalografie; Popis 3D periodických krystalových struktur: Volba buňky, typy mříží, operace symetrie bodových a prostorových grup; Reciproká mříž a její vlastnosti. Reciproká mříř a difrakční obraz. Vizualizace krystalových struktur a demonstrace účinků operace symetrie prostorových grup pomocí systému Cerius.

Difrakce Rtg záření na krystalových strukturách; Difrakční podmínka v přímém a reciprokém prostoru; Způsoby naplnění difrakční podmínky a základní typy difrakčních experimentů; Vliv symetrie struktury a typu krystalové mříře na tvar difraktogramů, Friedelův zákon, vyhasínací podmínky. Demonstrace vlivu symetrie struktur a typu mříží na tvar difraktogramů v práškových a monokrystalických vzorcích pomocí systému Cerius.

Fyzikální základy rtg difrakce: Od difrakce na atomech k difrakci na 3D periodických strukturách, strukturní faktor; Intenzita difraktovaného záření; Elektronová hustota a strukturní faktor; Fázový problém strukturní analýzy a metody jeho řešení, Pattersonova funkce, statistické metody v řešení fázového problému.

Difrakce na reálných krystalech: Vliv teplotních kmitů na difrakční obraz, Difrakce na částečně neuspořádaných strukturách; Typy krystalových poruch a jejich projevy na difraktogramech; Difrakce na amorfních látkách - radiální distribuční funkce a její interpretace. Přednostní orientace krystalitů - textura v přírodních a syntetických polymerních vláknech.

Určování struktur makromolekulárních látek maloúhlovým rozptylem; Příklady struktur makromolekulárních látek: struktury polymerů, bílkovin, struktura DNA, struktury virů.

Difrakce neutronů, elektronů a synchrotronového záření, fyzikální povaha a z ní vyplývající možnosti využití ve strukturní analýze.

 

Literatura

J. Chojnacki : Základy chemické a fyzikální krystalografie, Academia Praha 1979.

V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč: Základy strukturní analýzy, Karolinum, Praha, 1992.

I. Kraus : Úvod do strukturní rentgenografie, Academia, 1985.