Βιοσυναρμοστική Χημεία, Τόμος 2: Σύνθεση & Μελέτη Ενώσεων Συναρμογής

Ο δεύτερος τόμος της «Βιοσυναρμοστικής Χημείας» ασχολείται με τη σύνθεση και τη μελέτη των ενώσεων συναρμογής. Θα εξεταστούν οι κυριότερες φασματοσκοπικές τεχνικές, που επιτρέπουν να βγουν συμπεράσματα για τη δομή, την μαγνητική συμπεριφορά και τις φυσικές και χημικές ιδιότητες των συμπλόκων.
Όπως έχει αναφερθεί και στον πρώτο τόμο, η χημεία ενώσεων συναρμογής αποτελεί το κύριο αντικείμενο γνώσης για την κατανόηση της συμπεριφοράς και δράσης των βιολογικών συστημάτων. Η παρασκευή και η μελέτη ενώσεων-μοντέλων αποτελεί ένα δυναμικό κλάδο της Βιοανόργανης Χημείας, της χημείας που εξετάζει το ρόλο των ανόργανων στοιχείων στα βιολογικά συστήματα. Πολλές από τις ενώσεις που θα παρασκευαστούν και θα μελετηθούν στο πειραματικό μέρος, έχουν χρησιμοποιηθεί ως δυναμικά μοντέλα μελέτης μεταλλικών κέντρων μεταλλοπρωτεϊνών και μεταλλοενζύμων.
Στο πρώτο κεφάλαιο αυτού του τόμου θα δοθούν γενικά χαρακτηριστικά της φασματοσκοπίας και των μετάλλων σε σχέση με την κατάταξή τους στον περιοδικό πίνακα. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι αρχές στις οποίες στηρίζεται η φασματοσκοπία υπερύθρου ή δονητική φασματοσκοπία (IR) και οι δυνατότητες που προσφέρει για τη μελέτη των ενώσεων συναρμογής. Το τρίτο κεφάλαιο διαπραγματεύεται την ηλεκτρονική φασματοσκοπία ή φασματοσκοπία υπεριώδους-ορατού (UV-Vis), η οποία αποτελεί μία από τις δυναμικότερες τεχνικές, κυρίως για τη μελέτη διαλυμάτων των ενώσεων συναρμογής. Στο τέταρτο και πέμπτο κεφάλαιο μελετάται η επίδραση του μαγνητική πεδίου είτε στον πυρήνα είτε στο ηλεκτρόνιο μέσω των φασματοσκοπικών μεθόδων του πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR) και του ηλεκτρονικού παραμαγνητικού συντονισμού (ESR) αντίστοιχα. Στο έκτο κεφάλαιο εξετάζονται οι ενώσεις συναρμογής ως μαγνητικά υλικά και παρουσιάζονται οι δυνατότητες που δίνουν οι μαγνητικές μετρήσεις στην ερμηνεία δομικών χαρακτηριστικών των συμπλόκων. Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζονται ορισμένες εφαρμογές φασματοσκοπικών μεθόδων στη μελέτη της χημικής ισορροπίας των ενώσεων συναρμογής σε διάλυμα. Στο όγδοο και ένατο κεφάλαιο ο αναγνώστης θα μπορέσει να πάρει ορισμένες πληροφορίες για την επικινδυνότητα των χημικών ενώσεων και τις προφυλάξεις που πρέπει να παίρνει, προτού αποφασίσει να μπει στο χημικό εργαστήριο ή και κατά τη διάρκεια των πειραμάτων. Αποτελεί ίσως το σημαντικότερο παράγοντα γνώσης ενός χημικού, να γνωρίζει την επικινδυνότητα των χημικών ενώσεων και τα μέτρα προστασίας, καθώς και τις ενέργειες που πρέπει να κάνει σε περίπτωση ατυχήματος. Στο τελευταίο δέκατο κεφάλαιο δίνεται η σύνθεσή και η μελέτη με φασματοσκοπικές ή μαγνητικές μεθόδους πέντε ενοτήτων ενώσεων συναρμογής.
Κάθε μία ενότητα έχει ορισμένα χαρακτηριστικά, τα οποία θα επιτρέψουν στο φοιτητή ή χημικό, που θέλει να ασχοληθεί με τις ενώσεις συναρμογής, να κατανοήσει τόσο τη θεωρία που αναπτύσσεται στον πρώτο τόμο, όσο και να εκτιμήσει τη σημασία που παίζει η καλή γνώση της θεωρίας στη διερεύνηση του περιβάλλοντός μας.

Περιεχόμενα

Κεφάλαιο 1
Γενικά Χαρακτηριστικά των Μεταλλικών Στοιχείων και της Φασματοσκοπίας

• Γενικά Χαρακτηριστικά των Μεταλλικών Στοιχείων
• Γενικά για τη Φασματοσκοπία
• Χημικές Διαδικασίες που επηρεάζουν το Εύρος μιας Απορρόφησης σ’ ένα Φάσμα

Κεφάλαιο 2
Δονητική Φασματοσκοπία (Φασματοσκοπία IR & Raman)

• Ο Δεσμός και η Ταλάντωσή του
• Τα Πολυατομικά Μόρια
• Η Χρήση της Συμμετρίας για την Εύρεση του Αριθμού των Ενεργών IR και Raman Ταινιών
• Γεωμετρική συμμετρία μορίων και φάσματα IR
• Φάσματα IR των Ενώσεων Συναρμογής
• Φασματοσκοπία Raman
• Οι Τεχνικές Λήψης ενός Φάσματος Υπερύθρου

Κεφάλαιο 3
Φασματοσκοπία Υπεριώδους – Ορατού (UV-Vis)

• Γενικά Στοιχεία
• Χαρακτηρισμός των Μεταπτώσεων
• Κριτήρια για την Απόδοση Ταινιών
• Εφαρμογές
• Ηλεκτρονικές Διεγέρσεις στις Ενώσεις Συναρμογής

Κεφάλαιο 4
Φασματοσκοπία Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού

• Χημική Μετατόπιση
• Ενεργειακά Διαγράμματα και Φάσματα που προκύπτουν από την Αλληλεπίδραση δύο Πυρήνων ή Δύο Ομάδων Διαφορετικών Πυρήνων
• Μαγνητική Ισοδυναμία
• Χημική Ανταλλαγή
• Τετραπολική Διεύρυνση Κορυφών

Κεφάλαιο 5
Φασματοσκοπία Ηλεκτρονικού Παραμαγνητικού Συντονισμού

• Βασικές αρχές της φασματοσκοπίας EPR
• Οι Απορροφήσεις στα Φάσματα EPR
• Παραδείγματα και Ανάλυση Φασμάτων EPR

Κεφάλαιο 6
Μαγνητισμός

• Τύποι Μαγνητικής Συμπεριφοράς
• Εφαρμογές της Μέτρησης Επιδεκτικότητας
• Ενδομοριακά Φαινόμενα
• Ισορροπία Υψηλού – Χαμηλού Σπιν
• Μέτρηση της Μαγνητικής Επιδεκτικότητας

Κεφάλαιο 7
Μελέτη των Ενώσεων Συναρμογής σε Διάλυμα

• Γενικά
• Μερικές Γενικές Εφαρμογές της Φασματοσκοπίας
• Μετρήσεις Αγωγιμότητας

Κεφάλαιο 8
Οι Κυριότεροι Διαλύτες και Τρόποι Καθαρισμού τους

• Διαλύτες
• Ξηραντικές Ουσίες
• Μέθοδοι Καθαρισμού και Ξήρανσης Διαλυτών

Κεφάλαιο 9
Μέτρα Ασφαλούς Χρήσης Χημικών Ενώσεων

• Γενικές Οδηγίες
• Χρήση Χημικών Αντιδραστηρίων
• Χρήση Συσκευών και Οργάνων
• Πίνακας Συμβατότητας Χημικών Ουσιών (Chemicals Compatibility Chart)

Κεφάλαιο 10
Εργαστηριακές Ασκήσεις – Πειράματα

• Μελέτη της Δομής Ενώσεων Συναρμογής με Βάσεις του Schiff
• Μελέτη Ενώσεων Συναρμογής του Co(III). Προσδιορισμός της Φασματοχημικής Σειράς των Ligands, Cl^–, en, NH₃, acac^–, ox⁼
• Μελέτη των Ηλεκτρονικών Μεταπτώσεων Συμπλόκων του Cr(III) με Χρήση των Διαγραμμάτων Tanabe-Sugano και Προσδιορισμός της Φασματοχημικής Σειράς των Ligands, H₂O, Cl^–, en, NH₃, acac^–, urea, SCN^–, ox⁼
• Μελέτη της Δομής Συμπλόκων Αριθμού Συναρμογής 4
• Μελέτη της Δομής Συμπλόκων Αριθμού Συναρμογής 5