K-INFO
HU
EN
Login

Structural chemistry

Kémiai anyagszerkezettan
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
Subject name (Hungarian, English)
Kémiai anyagszerkezettan
Structural chemistry
Subject code BMEVEFAM213
Subject type
Training Level
Course types and hours (weekly/semester)
Course type lecture tutorial laboratory
hours (weekly) 2 0 0
type (linked/independent)
Assessment type vizsga
Credits 5
Subject coordinator
Rolik Zoltán
position: adjunktus
Responsible department
Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
Faculty Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar
Subject website
Primary curriculum type
Direct prerequisites – Strong prerequisite none
Direct prerequisites – Weak prerequisite none
Direct prerequisites – Parallel prerequisite none
Direct prerequisites – Milestone prerequisite none
Direct prerequisites – Exclusion none

Objectives

Programme

Lectures

 1. Introduction…………………………………………………………………...2 hs

1.1. The Fraunhofer experiment. The quantized nature of molecular energies.

1.2. The ranges of electromagnetic radiation. An overview of the experimental methods of structural chemistry.

 

2. Postulates of quantum mechanics………………………………….. 2 hs

 

3. The hydrogen atom……………………………………….2 hs

                3.1. The Schrödinger equation of hydrogen atom

                3.2. The spectrum of hydrogen atom

                3.3. The orbital angular momentum and magnetic momentum of the electron in hydrogen atom

              3.4. The electron spin. The spin-orbital coupling

 

4. Multi-electron atoms………………………..2 hs

                4.1. The Schrödinger equation of multi-electron atoms

                4.2. The wave functions of multi-electron atoms

                4.3. The energy levels of multi-electron atoms

                    4.4.  X-rac photoelectron spectroscopy

4.5. Optical atomic spectroscopy

 

5. Optical spectroscopy……………………………………………..…2 hs

                5.1. The Born-Oppenheimer approximation

5.2. General features of optical spectra

 

6. Rotational spectroscopy………………………………………...2 hs

 

                6.1. Quantum mechanical description of the rotational motion of molecules  

                    6.2. Determination of the molecular geometry by rotational spectroscopy

 

7. Vibrational spectroscopy………………………………………….2 hs

                7.1. Vibrational motion of two-atomic molecules

                7.2. Vibrational motion of polyatomic molecules

                7.3. Infrared spectra

7.4. Fourier-transform infrared spectroscopy

 

8. Electronic spectroscopy………………………………..3 hs

 

                8.1. Molecular orbital theory

                8.2. Electronic structure of polyatomic molecules

                    8.3. UV-VIS absorption spectroscopy

            8.4. Fluorescence and phosphorescence spectroscopy

            8.5. Optical rotation and circular dichroism spectroscopy

 

9. Lasers, laser spectroscopy …………………….3 hs

                9.1. The operation of lasers, the properties of laser beams

                9.2. Raman spectroscopy

9.3. Two-photon absorption

9.4. Laser flash photolysis

9.5. The pump-probe experiment

 

10. Energy states of atomic nuclei …………………………………..1 h

10.1. The nuclear shell model

                    10.2. Mössbauer spectroscopy

 

11. Nuclear magnetic resonance……………………………………………..3 hs

                11.1. Absorption of atomic nuclei in magnetic field

                11.2. Chemical shielding, chemical shift

                11.3. Spin-spin coupling

                    11.4. Experimental methods of NMR spectroscopy

 

12. X-ray diffraction…………………………………………………….2 hs

12.1. The crystal lattice and the unit cell

                12.2. Experimental methods of X-ray diffraction  

                12.3. Evaluation of X-ray diffraction data

The description of molecular properties based on quantum mechanical theory, the description of the structures of macroscopic materials and the relationships between the macroscopic and molecular properties, to explain the operation of instruments and experimental methods used to elucidate the chemical structure. The lectures provide a comprehensive system of the experimental methods used in structural chemistry, whereas the project work provides the students with an experience in how to apply their knowledge for solving problems in the field of structural chemistry.

Learning outcomes

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Knowledge
Kvantummechanikai elméleten alapuló, rendszerezett ismeretekkel bír a molekulák szerkezetéről, továbbá a makroszkopikus anyagi tulajdonságok és a molekuláris szerkezet közötti összefüggésekről Elmélyíti ismereteit a tárgyban alkalmazott matematikai területeken (vektorszámítás, operátorok, differenciálegyenletek, Fourier-transzformáció) Átfogóan ismeri a vegyiparban és a kémiai technológiákban alkalmazott és előállított fontosabb anyagok tulajdonságait, alkalmazási területeit. Ismeri új anyagok és eljárások kifejlesztésének lehetőségeit, jellemző módszereit. Ismeri a kémiai szintézisben, analitikában és a kémiai technológiákban alkalmazott kémiai szerkezetvizsgáló módszerek elméleti alapjait és legfontosabb alkalmazásait Ismeri a kémiai szerkezetvizsgálatra használt műszerek működését (UV-látható, infravörös, Raman spektrométerek, spektrofluoriméter, lézerspektroszkópiai berendezések, NMR spektrométer, röntgendiffrakciós készülék)
Skills
Rendelkezik a színvonalas kutató-fejlesztő tevékenységhez szükséges manuális készségekkel. Felkészült az optikai spektroszkópiai, a lézeres, az NMR és a röntgendiffrakciós vizsgálati eredmények értékelésére. Ki tudja választani a kémiai szerkezetvizsgálati feladatok megoldásához szükséges kísérleti módszert, ill. azok kombinációját, és megtervezni az elvégzendő kísérleteket. Képes a vegyipari és kémiai technológiai folyamatok üzemeltetése során gyűjtött információk feldolgozására és rendszerezésére, átfogó elemzésére, következtetések levonására. Széleskörű matematikai és természettudományos ismereteit használva hatékonyan tanul meg új szerkezetvizsgáló módszereket, működik közre szerkezetvizsgáló módszereket alkalmazó fejlesztésekben. Felkészült arra, hogy szerkezeti problémák megoldására műszeres technikákat és elméleti számításokat kombináltan alkalmazzon
Attitudes
Törekszik a fenntarthatóság, a biztonság, a környezetvédelem és energiahatékonyság követelményeinek érvényesítésére és másokkal való megismertetésére. Szívesen vállalkozik teamben végzett munkára és képes hatékony teameket szervezni – ehhez hozzásegíti a tárgy keretében végzett projekt. Matematikai, természettudományi és műszaki tudása szilárdan megalapozott, erre építve ambicionálja az új szerkezeti kémiai ismeretek befogadását.
Autonomy and responsibility
A kémiai szerkezetvizsgáló módszerek alkalmazása terén aktív és kezdeményező.

Oktatási módszertan

Not provided.

Tanulástámogató anyagok

Not provided.

Recommended preliminary knowledge for completing the subject

Knowledge type competencies
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Skill type competencies
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Recommended (non-compulsory) preliminary competencies
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
nincs
General rules
Követelmények: A projektből jegyzőkönyvet készítenek és szóban beszámolnak, a félév végén szóbeli vizsga Teljesítményértékelés neve (típus) jele értékelt tanulási eredmények Projekt P T1-4, K1-4, A1-2, O1 Szóbeli vizsga V T1-4, K1-4, A1-2, O1   jele részarány P 50% V 50% Összesen 100% Pótlási lehetőségek: TVSz szerint Konzultációk: előadások után, projektmegbeszélések után, külön kérésre egyeztetett időpontban
Assessment methods
In-term assessments

No detailed assessments provided.

Weight of in-term assessments

No weights provided.

Exam-period assessments

No detailed assessments provided.

Weight of exam elements

No weights provided.

Grade calculation

No grade thresholds provided.

Attendance requirements

No attendance requirements provided.

Rules for retake and resubmission

Not provided.

Short description

Not provided.

Detailed description

Not provided.

Recommended courses

Not provided.

Workload to complete the subject

No workload breakdown provided.

Validity of subject requirements
Requirements valid from:
Requirements valid until:
Curriculum placement
Faculty Program Curriculum Curriculum type Primary
Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar vegyészmérnöki Vegyészmérnöki mesterképzési szak tanterve elágazó nem