Γενικά
Ανόργανη Χημεία ΙΙΙ (νέο πρόγραμμα σπουδών)
Διδάσκοντες: Καθ. Θεμιστοκλής Καμπανός, Καθ. Μαρία Λουλούδη
Περιγραφή μαθήματος
Eισαγωγή στην Οργανομεταλλική Χημεία. Ο κανόνας των 18-ηλεκτρονίων. Μεταλλοκαρβονύλια. Μεταλλονιτροζύλια. Σύμπλοκα μοριακού αζώτου. Μεταλλο-αλκύλια/καρβένια/καρβίνια και καρβίδια. Ενώσεις του κυκλοπενταδιενίου. Υδρίδια μεταλλοκαρβονυλίων. Ισολοβικά κλάσματα. Αντιδράσεις οργανομεταλλικών συμπλόκων. Η2 το καύσιμο του μέλλοντος; Προβλήματα-προοπτικές. Μεταφορά ηλεκτρονίων-φωτοβολταϊκά. Μεταλλικές πλειάδες-δεσμοί μετάλλου- μετάλλου.
Μηχανισμοί ανόργανων αντιδράσεων: Οξεοβασική συμπεριφορά μετάλλων στα σύμπλοκα. Αντίδραση Οξειδωτικής Προσθήκης. Αντίδραση Εισαγωγής. Αντιδράσεις Ενταγμένων Υποκαταστατών. Κατάλυση από ενώσεις ένταξης: Ισομερισμός. Υδογόνωση. Υδροφορμυλίωση. Σύνθεση Οξικού Οξέος. Οξειδώσεις. Βιοανόργανη Χημεία: Μεταλλοπορφυρίνες. Αιμερυθρίνη. Τυροσινάση. ΠρωτεΐνεςΣιδήρου-Θείου.Αποθήκευση και Μεταφορά Σιδήρου.Μαθησιακοί στόχοι
Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα πρέπει να είναι σε θέση:
1. Να κατανοούν τους τρόπους αλληλεπίδρασης μικρών μορίων (CO, NO κλπ) με μέταλλα και τις πρακτικές τους εφαρμογές στην καθημερινότητα
2. Να κατανοούν το ρόλο των οργανομεταλλικών ενώσεων στα βιολογικά συστήματα καθώς επίσης και τις πρακτικές τους εφαρμογές
3. Να κατανοούν τις αντιδράσεις μεταφοράς ηλεκτρονίων και τις πρακτικές τους εφαρμογές στη ζωή μας (μετατροπή ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική, καύση υδρογόνου για παρεγωγή ενέργειας κλπ.)
4. Να κατανοούν τις βασικές αρχές των Μηχανισμών Ανόργανων Αντιδράσεωνκαι πως συσχετίζονται με βασικές ανόργανες αντιδράσεις
5. Να αντιλαμβάνονται θεμελιώδεις Καταλυτικές Αντιδράσεις και πως αυτές συσχετίζονται με στοιχειομετρικές ανόργανες αντιδράσεις κατανοώντας καθοριστικά ενδιάμεσα στάδια του μηχανισμού τους
6. Να αντιλαμβάνονται κάποιες φυσιολογικές λειτουργίες όπως η αναπνοή συσχετίζοντάς τες με την ενεργή δράση των μεταλλικών συμπλόκων.
Μαθησιακά αποτελέσματα
Γνώσεις
· Γνώση και κατανόηση βασικών αρχών της οργανομεταλλικής χημείας.
· Γνώση και κατανόηση των αντιδράσεων μεταφοράς ηλεκτρονίων.
· Γνώση και κατανόηση των βασικών εννοιών, αρχών και θεωριών που σχετίζονται με τους μηχανισμούς ανόργανων αντιδράσεων.
· Γνώση και κατανόηση βασικών εννοιών, αρχών, στοιχειωδών αντιδράσεων και μηχανισμών που σχετίζονται με καταλυτικές αντιδράσεις.
· Γνώση και κατανόηση βασικών βιολογικών λειτουργιών που σχετίζονται με ενεργά μεταλλικά σύμπλοκα.
Δεξιότητες
· Δεξιότητες στην επίλυση προβλημάτων που σχετίζονται με την οργανομεταλλική χημεία.
· Δεξιότητες στην επίλυση προβλημάτων που σχετίζονται με τη μεταφορά ηλεκτρονίων.
· Δεξιότητες στη επίλυση προβλημάτων που σχετίζονται με μηχανισμούς ανόργανων αντιδράσεων και πρόβλεψη δομής των προϊόντων.
· Δεξιότητες στη επίλυση προβλημάτων που σχετίζονται με ενδιάμεσες αντιδράσεις, δομές, οξειδωτικές καταστάσεις καταλυτικών αντιδράσεων.
· Δεξιότητες στην ερμηνεία ή/και πρόταση κατάλληλου καταλυτικού κύκλουμέσω ανάλυσης δεδομένων.
· Δεξιότητες στη επίλυση προβλημάτων που σχετίζονται με βιολογικές λειτουργίες ενεργών μεταλλικών κέντρων.
Ικανότητες
· Ικανότητα να εφαρμόζει τη γνώση του στην αντιμετώπιση προβλημάτων που άπτονται θεμάτων μηχανισμώνανόργανων αντιδράσεων.
· Ικανότητα να συνδυάζειβιβλιογραφικά/πειραματικά δεδομένα και να προτείνειμηχανισμό καταλυτικών αντιδράσεων.
· Ικανότητα να αλληλοεπιδρά με άλλους φοιτητές ή ερευνητές σε θέματα μηχανισμών καταλυτικών ή/και βιολογικών αντιδράσεων.
· Ικανότητα να επιλέγει και να εφαρμόζει σχετική μεθοδολογία για την επίλυση ενός συγκεκριμένου μηχανιστικού προβλήματος που εμπλέκεται μεταλλικό κέντρο.
Λέξεις κλειδιά
Κανόνας 18-ηλεκτρονίων, μεταλλοκαρβονύλια, καρβονυλικά ανιόντα, υδρίδια μεταλλοκαρβονυλίων, ενώσεις Μετάλλου-Αιθυλενίου, μεταλλονιτροζύλια (Μ-ΝΟ), τύποι αντιδράσεων στις οργανομεταλλικές ενώσεις, μεταλλικές πλειάδες, ηλεκτροχημεία, δυναμικό αναγωγής, φωτοβολταϊκά τύπου Gratzel, μηχανισμοί αντιδράσεων, αντίδραση παρεμβολής, αντιδράσεις ενταγμένων υποκαταστατών, αντιδράσεις ενταγμένου μοριακού οξυγόνου, κατάλυση, καταλυτικοί κύκλοι, ομογενής κατάλυση, ετερογενής κατάλυση, πρωτεΐνες μεταφοράς ηλεκτρονίων, αιμογλοβίνη, μυογλοβίνη, βιολογικά συστήματα.