Studijní plán N404

Studijní plán - Fyzikální chemie (N404)

1.ročník

Zimní semestr

Povinné předměty programu

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M403001
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Předmět poskytuje znalost základů moderní kvantové chemie, tedy kvantové teorie molekul a molekulových systémů. Student se naučí základním pilířům teorie a získá také praktické dovednosti při řešení problémů v oblastech fyzikální chemie, spektroskopie, anorganické a organické chemie metodami teoretické chemie. Cílem přemětu je podat teoretický základ pro kvalifikované užívání kvantově-chemických přístupů a modelování.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403008
P/C/L
Zakončení
Kredity
3/2/0
Z+Zk
7
Předmět se zabývá stavovým chováním a termodynamickými vlastnostmi homogenních fluidních systémů. Zvýšená pozornost je věnována popisu vícesložkových soustav, ať už při popisu stavového chování, tak i v navazující termodynamické části. Podrobně je probráno použití parciálních molárních veličin. Na závěr je pojednáno o řešení fázových rovnovah pomocí stavových rovnic.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403009
P/C/L
Zakončení
Kredity
0/0/4
KZ
3
Předmět je určen pro studenty magisterského stupně a je zaměřen na praktickou aplikaci pokročilých metod fyzikální chemie.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403016
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Zk
3
Předmět opakuje a rozšiřuje základní matematické znalosti studentů nutné pro teoretické i experimentální uplatnění. Vybrané matematické partie jsou ilustrovány na konkrétních příkladech
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403017
P/C/L
Zakončení
Kredity
0/1/0
Z
1
Cvičení navazuje na přednášku z kvantové chemie. Jeho cílem je poskytnout posluchači základní znalost prakticky pojaté kvantové chemie. Předmět je vhodný pro studenty různých oborů, kteří se s molekulárně orientovanými výpočetními metodami setkávají ve své praxi.
Detail předmětu

Povinně volitelný předmět programu 1, 2

Minimalní počet zapisovaných předmětů: 2

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M112002
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/2/0
Z+Zk
5
Náplní předmětu je problematika distribuce molárních hmotností polymerů, konformační statistiky,rozměrů polymerního řetězce , dále termodynamika roztoků polymerů,fázové rovnováhy a teoretické základy metod stanovení molárních hmotností polymerů. Navazuje na předměty - Makromolekulární chemie, Metody charakterizace polymerů a Fyzika polymerů. Vyžadované vstupní znalosti: základy makromolekulární chemie, fyzikální chemie a matematiky v rozsahu studia na VŠCHT.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M320001
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Zk
4
Předmět je zaměřen na aplikaci poznatků z fyzikální chemie při analýze a řešení problémů v biologických systémech. Základem je charakterizace specifických vlastností biologických systémů, které ovlivňují možnost využití klasických fyzikálně-chemických metod. Nedílnou součástí je rozšíření poznatků o specifické metody využívané pro popis biologických systémů, zvláště pak biomakromolekul.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M402034
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/0/0
Zk
3
Předmět podává základní informace o chiroptických metodách a metodách separace enantiomerů, které nabývají na významu ve farmaceutickém průmyslu při charakterizaci léčiv, neboť, jejich léčebné či škodlivé účinky se často pojí jen s určitým enantiomerem. Jsou vysvětleny principy a způsoby provedení dělení enantiomerů různými separačními technikami, krátce jsou zmíněny další analytické metody strukturní analýzy chirálních látek a jejich detekce a stanovení pomocí senzorů. Ve druhé části přednášek jsou vysvětleny teoretické základy chiroptických metod, je podán přehled dostupné instrumentace a metodologie měření spekter cirkulárního dichroismu. Hlavní pozornost je věnována spektroskopii elektronového a vibračního dichroismu a jejich nejvýznamnějším aplikacím.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403011
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Předmět se věnuje detailně termodynamickému popisu chování vodných soustav a je specializovaným pohledem na problematiku fyzikální chemie roztoků a směsí. Zahrnuje stavové a termodynamické chování vody jako rozpouštědla a popisuje chování roztoků z hlediska mezimolekulárních interakcí, povahy rozpouštěné látky (ionty, nedisociované molekuly, plyny), závislost na teplotě, tlaku a koncentraci. Pozornost je věnována matematickému modelování termodynamických a zčásti i transportních vlastností vodných roztoků. V předmětu je využíváno nejnovějších poznatků z této oblasti, zdrojem informací jsou soudobé odborné publikace.Důraz je kladen na pochopení základních termodynamických principů a jejich implementaci při řešení konkrétních problému v laboratorní či technologické praxi.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403022
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Zk
4
Předmět shrnuje základní pojmy vztahující se ke struktuře a s ní souvisejícími vlastnostmi molekul a nízkodimensionálních materiálů. Budou probrány základní aspekty symetrie molekul a nízkodimensionálních materiálů, elektronová struktura, vibrační a rotační stupně volnosti, jim odpovídající spektra a vyplývající strukturní parametry. Pozornost bude věnována i vnitřním elektronům, elektronovým spinovým technikám, NMR spektorskopii, difraktometrickým metodám a speciálním metodám studia nízkodimensionálních materiálů včetně technik blízkého pole.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M444002
P/C/L
Zakončení
Kredity
1/2/0
KZ
3
Předmět má za cíl seznámit studenty s vybranými softwarovými prostředky pro měření a řízení. Přavážnou část semestru je probíráno především prostředí NI LabVIEW které je svými vlastnostmi pro studenty VŠCHT Praha zcela vyhovující. Prostředí LabVIEW má v sobě implementován "grafický" programovací jazyk který umožňuje pohodlný a rychlý vývoj aplikací pro měření jak ve výzkumu tak v praxi, zároveň však není příliš složitý a základní práci s ním zvládne i člověk bez znalosti vyšších programovacích jazyků. V rámci přednášek i cvičení jsou probírány i možnosti připojení měřících přístrojů k PC a jejich řízení a čtení naměřených dat.
Detail předmětu
Letní semestr

Povinné předměty programu

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M402005
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Zk
4
Je podáván přehled metod molekulové spektroskopie z pohledu experimentu i teorie. Vychází se z principu kvantové mechaniky a stejný formalismus je použit pro rotační, vibrační a elektronovou spektroskopii. Kvantitativní spektroskopická analýza je odvozována z rovnice přenosu záření a meze platnosti Lambert-Beerova zákona jsou diskutovány. Součástí je i aplikace teorie grup. Pozornost je věnována přípravě vzorků pro různé typy spektroskopií s důrazem na rozdíly mezi vzorky s různým původem (geologické, biologické a environmentální)a metody práce s přenosnými spektrometry v terénu a techniky dálkové detekce molekul. V semináři jsou procvičovány principy a příklady molekulové symetrie a spinové váhy z Pauliho principu.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403002
P/C/L
Zakončení
Kredity
3/1/0
Z+Zk
6
Předmět pokrývá základy statistické termodynamiky klasických molekulárních systémů a její aplikace pro molekulového modelování. Výklad zahrnuje též obecné metody matematické statistiky, které lze využít i v mnoha jiných oborech.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403010
P/C/L
Zakončení
Kredity
3/2/0
Z+Zk
7
Předmět se zabývá fázovými rovnováhami tekutých vícesložkových systémů. Probrán je nejprve teoretický fundament: klasická termodynamika roztoků a jednoduché molekulárními modely roztoků. Následně je probírána rovnováha mezi parní a kapalnou fází, rozpustnost plynů v kapalinách, rovnováha kapalina-kapalina, i kapalina-tuhá fáze. Student se seznámí s fenomenologií, experimentem, zpracováním experimentálních dat, inženýrskými výpočty i odhady těchto rovnovah.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403013
P/C/L
Zakončení
Kredity
0/4/0
KZ
4
Cílem předmětu je (formou konkrétních úkolů) seznamovat studenta s metodiku experimentální a/nebo teoretické práce na pracovišti, které bude zaštiťovat jeho budoucí diplomovou práci.
Detail předmětu

Povinně volitelný předmět programu 3, 4

Minimalní počet zapisovaných předmětů: 2

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M126005
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Předmět nabízí ucelený výklad významně odlišného chování nanomateriálů (tj. nanostrukturovaných materiálů a nanokompozitů) ve srovnání s materiály "klasickými". Konzistentní top-down přístup spočívající v extrapolaci základních fyzikálních a chemických zákonitostí platných pro makrosvět do "nano" oblasti (1-100 nm) podává vysvětlení významného vlivu velikosti a tvaru nanoobjektů (nanočástic, nanovláken a nanovrstev) na jejich vlastnosti: hustota, tepelná kapacita a tepelná vodivost, kohezní energie, teploty a entalpie fázových transformaci v pevném stavu, tání a sublimace, povrchová a mezifázová energie aj. Předmět dále poskytuje ucelený popis fázových a chemických rovnovah v nanosystémech, v rámci kterého předkládá řešení řady prakticky významných problémů.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M402016
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/2/0
Z+Zk
5
Tento předmět navazuje na předmět Analytická chemometrika. Zahrnuje různé multivariátní chemometrické metody včetně klasifikačních a regresních. Klade důraz na aplikaci metod při řešení konkrétních analytických problémů, což zahrnuje i zpracování experimentálních dat před samotnou statistickou analýzou.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M402022
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/0/0
Zk
3
Předmět je zaměřen na zpracování a interpretaci strukturně spektroskopických dat včetně využití molekulového modelování při strukturní analýze. Další pozornost je věnována využití laboratorních informačních systémů při strukturní analýze farmaceutických látek.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M402031
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/0/0
Zk
3
Předmět seznamuje posluchače se základními technikami a postupy molekulové fyziky a chemické fyziky, které jsou základní pro tvorbu experimentů v molekulární fyzikální a analytické chemii. Dvousemestrální kurs bude dělen do čtyř základních bloků: Optické metody, hmotová spektrometrie, molekulové paprsky a povrchové rastrovací techniky. Jde například o techniky tunelovací skenovací mikroskopie, mikroskopie atomových sil, iontové pasti, kvadrupólové a vícepólové analyzátory, o metody vícefotonových spektroskopií a vícenásobné rezonance, techniky molekulových paprsků, elektronové litografie, interferenční rezonátory a mnoho dalších. Popis těchto experimentálních postupů je doprovázen odpovídající teorií.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403004
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Cílem předmětu je seznámit studenty s fyzikálně-chemickým popisem dějů a jevů vyskytujících se na fázových rozhraních při membránových separačních procesech. Nejprve budou seznámeni s obecným popisem procesů (základy lineární nevratné termodynamiky a termodynamiky otevřených systémů) a odvozené vztahy budou následně aplikovány na transportní děje a příslušné jevy. Obsahem přednášek budou vedle transportních dějů v roztocích elektrolytů zejména transportní děje v různých typech membrán. Část přednášek proto bude věnována fyzikálně chemickému popisu dějů při jejich aplikaci pro různé typy separačních procesů, tzn. I) tlakové procesy, II) dělení směsí plynů a par a pervaporace a III) membránové destilace a elektromembránové procesy.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403005
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
V návaznosti na základní kurz fyzikální chemie rozvíjí předmět oblast chemické kinetiky. Student se seznámí se základními pojmy chemické kinetiky, experimentálními metodami, metodami pro řešení rychlostních schémat a teoretickými přístupy pro odhad rychlostních parametrů chemických reakcí. Techniky chemické kinetiky budou aplikovány na řadu konrétních situací, kupř. na polymerizační reakce či katalytické děje.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403007
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/0/0
Z+Zk
4
Předmět podává ucelený přehled o metodách používaných pro predikci fyzikálně-chemických veličin. Přednášky jsou doplněny o řadu ukázek použití predikčních metod pro řešení reálných chemicko-inženýrských problémů, použití komerčních kvantově-chemických programů a jiných programových prostředků pro predikci fyzikálně-chemických dat.
Detail předmětu

2.ročník

Zimní semestr

Povinné předměty programu

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M403003
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Předmět je zaměřen na pochopení dějů na fázových rozhraních. Studenti budou seznámeni se základy lineární nevratné termodynamiky, odvozené Saxenovy vztahy budou aplikovány na elektrokinetické jevy. Na základě bilančních rovnic bude odvozena obecná rovnice kontinuity i rovnice kontinuity složky, které budou aplikovány na difúzní děje. Obsahem přednášek budou také transportní děje v roztocích elektrolytů, membránové rovnováhy a difúze ve vícesložkových systémech, včetně metod stanovení difúzních koeficientů. Dále budou studenti seznámeni s povrchovými jevy při adsorpci a sorpci včetně metod stanovení
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403006
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
V první části kurzu jsou studenti seznámeni s obecnými základy elektrochemie jakožto přístupu ke studiu redox reakcí na elektrodě z hlediska termodynamiky, kinetiky a mechanismu. Přitom jsou objasněny důležité pojmy, vztahy a souvislosti. V druhé části pak následuje přehled všech hlavních elektrochemických technik a elektroanalytických metod, vysvětlení jejich principu a popis možností jejich využití v různých oblastech chemie. Součástí je i základní kvalitativní vyhodnocení získaných dat a křivek a interpretace výsledků.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403014
P/C/L
Zakončení
Kredity
0/4/0
KZ
4
Cílem předmětu je (formou konkrétních úkolů) seznamovat studenta s metodiku experimentální a/nebo teoretické práce na pracovišti, které bude zaštiťovat jeho budoucí diplomovou práci.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403015
P/C/L
Zakončení
Kredity
0/0/5
KZ
5
Cílem předmětu je prohloubení teoretických znalostí studentů magisterského stupně prostřednictvím praktické aplikace pokročilých experimentálních metod fyzikální chemie.
Detail předmětu

Povinně volitelný předmět programu 5, 6

Minimalní počet zapisovaných předmětů: 2

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M402004
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/0/0
Zk
3
Předmět shrnuje základní pojmy, vztahující se ke struktuře molekul a povrchové analýze. Postupně jsou probírány techniky povrchové analýzy, ať již prvkové, molekulové i morfologické, včetně mikroskopií blízkého pole. Dále pak je podán přehled o jednotlivých technikách strukturní analýzy a informacích, které o struktuře mohou poskytnout. Pozornost je věnována i aktuálním aplikacím jednotlivých technik. V řadě případů předmět navazuje na znalosti, které posluchači získali v základním kurzu Analytiká chemie I a II (absolvování těchto předmětů je doporučeno).
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M402032
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/0/0
Zk
3
Pokračování předmětu, který seznamuje posluchače se základními technikami a postupy molekulové fyziky a chemické fyziky, které jsou základní pro tvorbu experimentů v molekulární fyzikální a analytické chemii. Dvousemestrální kurs bude dělen do čtyř základních bloků: Optické metody, hmotová spektrometrie, molekulové paprsky a povrchové rastrovací techniky. Jde například o techniky tunelovací skenovací mikroskopie, mikroskopie atomových sil, iontové pasti, kvadrupólové a vícepólové analyzátory, o metody vícefotonových spektroskopií a vícenásobné rezonance, techniky molekulových paprsků, elektronové litografie, interferenční rezonátory a mnoho dalších. Popis těchto experimentálních postupů je doprovázen odpovídající teorií.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403012
P/C/L
Zakončení
Kredity
1/1/0
Zk
2
V rámci předmětu jsou nejprve zopakovány základní principy řešení chemické a iontové rovnováhy. Následuje rozšíření na problematiku simultánního řešení více reakcí. Je probrán nestechiometrický způsob řešení chemické rovnováhy pro velký počet chemických reakcí (včetně nezbytného matematického základu) a způsob řešení chemických rovnováh v systémech obsahujících pevnou fázi.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403019
P/C/L
Zakončení
Kredity
3/0/0
Zk
4
V tomto kurzu se seznámíme s hlavními principy fázových přechodů na základě obecných principů a jednoduchých modelů. Přednáška zahrnuje krátké shrnutí toho nejdůležitějšího z termodynamiky (její základy se předpokládají) a statistické mechaniky (i pro ty, kteří o ni dosud neslyšeli). Vývoj přednášky směřuje od obecných zákonitostí k populárním aplikacím (nanotechnologie, 'microfluidics', tekuté krystaly...).
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403020
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
5
Předmět pokrývá pokročilejší partie kvantové mechaniky, které nejsou součástí základních kurzů fyziky na chemických vysokých školách. Cílem je seznámit studenta s používanými pojmy, technikami a metodami kvantové teorie se zřetelem na chemické aplikace.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M403021
P/C/L
Zakončení
Kredity
0/3/0
KZ
3
Cílem předmětu je návrh mikroskopických teoretických modelů, které umožňují propojení klasických experimentů a počítačových simulací. Vybraná témata budou ilustrována na současných publikacích ve fyzikálně-chemických impaktovaných časopisech. Aparát statistické termodynamiky a techniky molekulárně dynamických simulací budou využity pro termodynamický popis systémů a jejich dynamiku. Kromě atomárních simulací se budeme věnovat i návrhu zhrubených, coarse-grained (CG) modelů, a provedeme srovnání s klasickými mean-field teoriemi (Flory, Debye-Hückel, Kramersova teorie). Nedílnou součástí předmětu jsou samostatné studentské projekty na zvolené téma, kde budou studenti pracovat s konkrétními teoretickými modely, probíranými v přednáškách.
Detail předmětu
Letní semestr

Povinné předměty programu

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M963001
P/C/L
Zakončení
Kredity
0/0/30
Z
30
Cílem diplomové práce je prokázat schopnost studentů samostatně vyřešit zadané téma práce, popsat metody a výsledky řešení, kriticky zhodnotit a diskutovat získané výsledky, formulovat nejdůležitější závěry. Práce typicky sestává z literární části, v níž student vypracuje literární rešerši z odborné, převážně cizojazyčné literatury , při níž si rozšíří teoretické znalosti v oblasti tématu diplomové práce, a části praktické. Praktická část má experimentální nebo výpočetní charakter a vyžaduje aktivní aplikaci znalostí a dovedností získaných v předchozím studiu a poznatků získaných v literární části k tomu, aby byly získány původní výsledky. Součástí práce musí být přehledná a adekvátní prezentace dosažených výsledků, jejich kritické zhodnocení a diskuse v kontextu současného stavu poznání, prezentovaného v literární části, a formulace závěrů, dokumentujících splnění cílů práce.
Detail předmětu