2008/2009

26900 Molekylær Ladningsoverførsel i kemi og biologi: En introduktion til teorien

Engelsk titel: 


Molecular Charge Transport in Chemistry and Biology: An Introduction to the Theory

Sprog:


Point (ECTS )

  6

Kursustype:   

Ph.D.- Kemi, Bioteknologi og Kemiteknik


Skemaplacering:

Forår February - May
 

Undervisningsform:

14 weekly sessions with one or two lectures followed by organized seminar/discussion.

Kursets varighed:

13-uger

Eksamensplacering:

Aftales med læreren 

Evalueringsform:

Hjælpemidler:

Bedømmelsesform:

Faglige forudsætninger:


Overordnede kursusmål:

For Ph.D. students and others interested in chemical and biological charge transfer, and with an urge to approach charge transfer concepts and formalism beyond the trivial.

Contents: established and frontier elements of electron and atom group transfer in chemistry, biochemistry and biophysics. See course description.


Læringsmål:

En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Have indsigt i kemiske redoxprocesser, elektrokemiske processer og biologiske elektrontransportprocesser.
  • Forstå disse bredt optrædende processer som fundamentale kvantemekaniske elektrontransportfænomener.
  • Være bekendt med basale elementer af kvantemekanisk og statistisk mekanisk teori, herunder den kvantemekaniske tunneleffekt.
  • Forstå og beskrive det omgivende reaktionsmediums betydning i kemisk og biologiske processer.
  • Have indsigt i de vigtigste elementer af kemisk og biologisk elektrontransportteori.
  • Kunne foretage beregninger af kemiske, elektrokemiske og biologiske hastighedskonstanter og vurdere de indgående procestypers egenskaber i relation hertil på basis af molekylær elektrontransportteori
  • Være bekendt med formalisme og begreber inden for andre molekylære elektriske ladningstransportfænomener som protontunneleffekt, kinetiske isotopeffekter, optisk induceret elektronoverførsel, elektronhop over store afstande m.m.
  • Forstå, beskrive og anvende elektrontransportbegreber i scanning tunnel mikroskopi og andre nye nanoteknologiske elektrontransportsystemer.

Kursusindhold:

Established and frontier elements of electron and atom group transfer in chemistry, biochemistry and biophysics. Topics to be chosen from:

1.The quantum mechanical tunnel effect in physical, chemical, and biological systems.
2.The liquid state of the environmental reaction medium.
3.The simplest chemical process - electron transfer: outer sphere electron transfer in inorganic and organic chemistry; dissociative electron transfer.
4.Towards preciser electron transfer theory: nuclear tunnelling; chemical processes at low temperatures; the diabatic and adiabatic limits.
5.Optical electronic processes and charge transfer spectroscopy.
6.Proton and atom group transfer: general acid and base catalysis, kinetic isotope effects.
7.The electrochemical process: the solid-liquid interface; electron transfer at metal and semiconductor electrodes; electron densities and electron tunnelling.
8.The notion of "long-range" electron transfer; intermediate states and intermediate matter; environmental dynamics and electron tunnelling.
9.Electron transfer in proteins and nucleic acids: molecular recognition; coherent processes; the photosynthetic apparatus; enzyme function and conformational dynamics.
10.Solvation and resolvation dynamics - the stochastic approach.
11.Perspectives and outlook: chemical nanostructures; molecular electronics; scanning probe microscopy, STM and AFM; ultrafast processes; charge transfer and phase transitions.


Bemærkninger:

Kurset er åbent for deltagelse af andre end ph.d.-studerende mod et gebyr. Henvendelse til kursets kontaktperson eller til Undervisningssekretariatet, bygn. 206, rum 208, tlf. 45252001
Deadline 15. januar.


Kursusansvarlig:

Jens Ulstrup, 207, 258, (+45) 4525 2359, ju@kemi.dtu.dk  

Institut:

26 Institut for Kemi
Sidst opdateret: 9. juni, 2008