Mathematische Grundlagen der NMR-Spektroskopie

Ziele dieser Vorlesungen sind es, moderne Anwendungen der NMR-Spektroskopie von Spin 1/2-Teilchen mit Hilfe quantenmechanischer Methoden zu beschreiben, um einen tieferen Einblick in dieses spannende Thema zu geben und auf die (schwierige) Fachliteratur vorzubereiten.

Organisatorisches

Teil 1 “Mathematische Grundlagen der NMR-Spektroskopie” (Modul K3.3 / 2.6)

Nächster Kurs im April/Mai 2024 (siehe Vorlesungsverzeichnis)

Vorlesungen über 5 Termine je 2h

 

Teil 2 “Vertiefung Mathem. Grundl. NMR” (Modul K3.3 / 2.6)

August 2024 (Termine in Planung)

Wichtige Termine

Nächster Kurs im April/Mai 2024 (siehe Vorlesungsverzeichnis)

Zusätzliche Informationen

Im ersten Abschnitt der Vorlesung sollen die notwendigen mathematischen Zusammenhänge der Quantenmechanik wiederholt und in Bezug auf die Drehimpulsalgebra vertieft werden. Hierauf aufbauend wird die Dynamik des Spins im Magnetfeld besprochen, um zu erklären, wie man Pulsequenzen analysieren und entwerfen kann. Im dritten und letzten Abschnitt gehen wir auf das wichtige Gebiet der Relaxation ein, und zeigen, wie mit Hilfe der quantenmechanischen Störungstheorie tiefgreifende Informationen über strukturelle und dynamische Zusammenhänge großer Biomoleküle abgeleitet werden können.

  1. Grundlagen Quantenmechanik
    • Rechnen mit Operatoren
    • Darstellungstheorie
    • der Drehimpuls
    • Drehungen von Kets und Operatoren: der Rotationsoperator
  2. Spin Dynamics
    • der Zeiteintwicklungsoperator
    • Schrödinger- und Heisenbergbild zeitabhängiger Probleme
    • die Dichtematrix
    • Mehrspin-Systeme und das Tensorprdodukt
    • die Hamiltonians der NMR: Einführung
    • der NMR-Puls und die Störungstheorie
    • die NMR-Pulssequenz: Beschreibung durch die Produktoperatoren
    • von der Pulssequenz zum Zeiteintwicklungsoperator oder auch andersherum
  3. Relaxation
    • die Hamiltonians der NMR: Darstellung durch irreduzible Tensoroperatoren
    • zwischen dem Schrödinger- und Heisenbergbild: das Dirac-Bild
    • Die Mastergleichung der Relaxationdie spektrale Dichte
    • vom Molekül- ins Laborkoordinatensystem: Euler-Rotationen und die Wigner D-Matrizen
    • Fallstudien zur Relaxation:
      • Struktur: wie bestimme ich Winkel und Distanzen zwischen verschiedenen Atomen?
      • Beweglichkeit (Dynamik): welche Anteile meines Proteins sind ungeordnet?
      • Flüssig NMR-Spektroskopie großer Biomoleküle: was ist der TROSY-Effekt? Wie nutze ich ihn?
Downloads/Links

See also

Moderne Anwendungen der Magnetischen Resonanz
Mathematische Grundlagen der NMR-Spektroskopie
  • Nächster Kurs im April/Mai 2024 (siehe Vorlesungsverzeichnis)

NMR Intensivkurs
1-wöchiges Blockpraktikum (Vorlesung & Übung)
  • Anmeldung: bis zum 12.02.2023 !

BPC-Seminar
Biophysikalische Chemie
OC-IV Vorlesung
Struktur und Funktion
OC-I Praktikum
Präparative Organische Chemie
  • Die Anmeldung für das Sommersemester läuft bis Anfang April, für das Wintersemester bis Anfang Oktober.

OC-I Vorlesung
Organische Chemie I - Teil 2
Imprint Privacy
© Copyright 2024
Prof. Dr. Harald Schwalbe
Institut für Organische Chemie und Chemische Biologie
Johann Wolfgang Goethe Universität
Max-von-Laue-Str. 7
D-60438 Frankfurt am Main
Website powered by