שנה"ל תשע"ט

 
 Computer Programming 

קורס מבוא למדעי המחשב ותכנות.

מטרת הקורס:

לימוד עקרונות בסיסיים במדעי המחשב ובתכנות בעזרת שפת פייתון 3, הקניית חשיבה אלגוריתמית לפתרון בעיות מגוונות, הדגמת אפליקציות מדעיות תוך שימוש בחבילות הרחבה קיימות.

תוכן הקורס:

מבוא למחשבים ולתכנות; תכנות בסיסי בשפת פייתון; אלגוריתמים לחיפוש, מיון וניתוח זמן ריצה; פעולות קלט פלט; טיפול בשגיאות זמן ריצה;  תכנות מונחה עצמים; עיבוד נתונים; כלים לחישוב מדעי; 

** החל משנת הלימודים התשע"ט ייעשה שימוש במהלך הקורס בשפת פייתון 3 ובחבילות ההרחבה המדעיות שלה  **

 

 

 
 
 General Chemistry 1 
  • מושגי יסוד – גדלים פיזיקליים, יחידות, אטומים, מולקולות, המשוואה הכימית, סטויכיומטריה
  • מבנה האטום – הגרעין, איזוטופים, מודל בוהר ,ספקטרום אטום המימן, דואליות גל-חלקיק, משוואת שרדינגר, פונקציות גל ומספרים קוונטיים באטום המימן, אורביטלים אטומיים, אטומים מרובי אלקטרונים, כללי אכלוס
  • הטבלה המחזורית – אנרגיות יינון, רדיוס אטומי, זיקה אלקטרונית, אלקטרושליליות, תכונות יסודות
  • קשר כימי 1 – מבני לואיס וקשרים קוולנטיים, רזוננס, VSEPR וגאומטרית מולקולות, אנרגית וסדר קשר
  • קשר כימי 2  –  קשרי ערכיות והיברידיזציה, אורביטלים מולקולריים במולקולות דו-אטומיות
  • חוקי הגזים – לחץ, לחצים חלקיים, חוק בויל, חוק שארל, גז אידאלי, גז לא-אידאלי
  • תרמוכימיה – חום, מערכת וסביבה, קלורימטריה, עבודה, אנרגיה פנימית, החוק הראשון, אנתלפיה, מצב סטנדרטי, חוק הס, חום יצירה
  • נוזלים, מוצקים, מעברי פאזות – נוזל, כוחות בין מולקולות, לחץ אדים, עקומת רתיחה, היתוך, חום כמוס, דיאגרמת פאזות, נקודה קריטית,  משוואת קלאוזיוס-קלפירון
  • תמיסות ותכונותיהןחום המסה, תלות המסיסות בטמפ', מסיסות גזים, חוק הנרי, חוק ראול, דיאגרמת לחצי אדים של תערובות נוזלים, זיקוק, לחץ אוסמוטי
  • מוצקים ומבנה גבישי – מוצקים יוניים, מולקולריים ומתכתיים, מבנה גבישי, אריזה צפופה, FCC‏, HCP‏, קואורדינציה, מרחקי סריג, גבישי מלחים, אנרגיית יצירה של גביש יוני
  • מבוא לתרמודינמיקה – אנטרופיה, שינוי אנטרופיה, החוק השני, אנרגיה חופשית, תהליכים ספונטניים, שיווי משקל
  • כימיה גרעינית ורדיואקטיביות
 
 
 Chemistry Laboratorya1 
  • עבודה נכונה במעבדה תוך כדי הקפדה ושמירה על כללי הבטיחות במעבדה
  • לימוד טכניקות עבודה בסיסיות במעבדה: שקילות, מיהול תמיסות, שפייה, המסה  וכו'. עבודה נכונה עם כלי מעבדה
  • הכרת שיטות עבודה בסיסיות בכימיה אנליטית  –טיטרציות חומצה- בסיס, טיטרציות חמצון – חיזור, כיול תמיסות. ביצוע ניסוים בכימיה כללית כגון: מעגל תגובות נחושת, שיווי משקל כימי, קינטיקה, חישוב מספר אבוגדרו, אלקטרוכימיה ועוד.
  • הכרה ראשונית עם מכשור אנליטי – ספקטרופוטומטר, מד-pH
  • הקניית ידע בניהול מחברת מעבדה, רישום תצפיות, רישום דוחות מעבדה
 
 
 Introduction to Organic Chemistry 

מבנה של תרכובות אורגניות, סוגי קשרים וגיאומטריה. איזומריה, קבוצות פונקציונליות. דרכים לקביעת המבנה של תרכובות אורגניות. (NMR, IR) נומנקלטורה. פחמימנים רוויים, בלתי רווים ופחמימנים ארומטיים והתגובות הכימיות שלהם. סטריאואיזומריה.

 

 

 

 

 
 
 General Chemistry 2 
  • חישובים בכימיה – ספרות ערך, דיוק במדידות, טיפול בתוצאות מדידה. גדלים פיזיקליים: מסה, ריכוז, צפיפות, מול, מספר אבוגדרו, משוואת תגובה כימית וסטויכיומטריה
  • חישובי תגובות מסוגים שונים – בעיקר בתמיסות, איזון משוואות חמצון חיזור, פוטנציאלי חיזור
  • תאים אלקטרוכימיים –  משוואת נרנסט
  • אלקטרוליזה ושיטות אלקטרוכימיות
  • חומצות ובסיסים – הגדרות, הפרוטון המומס, שיווי משקל וקבועי פירוק, pH, חומצות ובסיסים חזקים וחלשים, עקרון לה-שטליה
  • המשך קבוע פירוק חומצות ובסיסים חלשים, חומצות רב-פרוטיות , טיטרציות חומצה בסיס
  • אפקט יון משותף בחומצות ובסיסים, בופרים
  • מסיסות ו-kSP, קבוע קומפלקסציה, אפקט יון משותף
  • , טיטרציות EDTA קונדוקטומטריה- חוק אוהם, מדידת הולכה והתנגדות בתמיסות – מוליכות אקויולנטית,       מוליכות במיהול אינסופי וסופי, מדידה קונדוקטומטרית של קבוע התפרקות של חומצה חלשה
  • טיטרציות פוטנציומטריות
  • - חוק בר-למבר, ספקטרופוטומטר, פוטומטריית להבה + שיטות כיול
  • כרומטוגרפיה והשלמות
 
 
 Introduction to Probability and Statistics 

נושאי הקורס:
1. מבוא
2. משתנים אקראיים בדידים
3. משתנים אקראיים כלליים
4. חוקי גבול
5. סטטיסטיקה

 
 
 General Physics A1 
מכניקה קלאסית: אלגברה של וקטורים; קינמטיקה; חוקי ניוטון ודינמיקה; חיכוך (תנועה בנוזל);  עבודה אנרגיה ושימורה; תנע קווי ושימורו - התנגשויות, תנועת טילים ומרכז מאסה של מערכות חלקיקים; תנועה סיבוביח - תנע זוויתי ומומנט כוח;  גוף צפיד; תנועה מחזורית (פשוטה מרוסנת ומאולצת); כבידה. 
 
 
 Physics Laboratory A 1 

מהלך הקורס לומדים התלמידים טכניקות בסיסיות בפיזיקה נסיונית, תוך כדי חשיפה לתחומים שונים בפיזיקה. במהלך הקורס מבצעים התלמידים מספר נסויים, כאשר כל נסוי כולל הרצאת מבוא, בצוע הנסוי במעבדה ודו"ח מסכם. רשימת הנסויים: מדידות יסוד, נוזלים וזרימה וחום. (במהלך הקורס ייעזרו התלמידים בחוברות מעבדה ובתוכנה מיוחדת לעיבוד נתונים).

 

 

 

 


 
 
 General Physics A2 

 מטען חשמלי, שדה חשמלי, חוק גאוס, פוטנציאל חשמלי, קבול וחומרים דיאלקטרים, זרם התנגדות וכא"מ, מעגלים של זרם ישר, שדה מגנטי וכוח מגנטי, מקורות של שדה מגנטי, חוק אמפר, השראה מגנטית – חוק פרדי, משוואות מקסוול וגלים אלקטרומגנטים.

 

 

 

 

 

 

 
 
 Kinetics 
  • קינטיקה כימית:  קצב תגובה, חוקי קצב וקבועי קצב (אמפיריים ואינטגרטיביים), מחצית החיים, תגובות בקרבת שיווי משקל, רדיואקטיביות
  • התיאוריה הקינטית:  המודל הקינטי של הגזים, התפלגות מהירויות ואנרגיות, תורת התנגשויות, מהלך חופשי ממוצע, אפוזיה ודיפוזיה
  • מנגנוני תגובה:  תהליכים אלמנטריים, סדרי תגובה, מנגנון תגובה, תגובות מתחרות ותגובות עוקבות, מצב עמיד, תגובות חד-מולקולריות ומנגנון לינדמן-הינשלווד, תגובות שרשרת ופילמור
  • קבועי קצב:   תורת מצב המעבר, תלות קבועי קצב בטמפרטורה, אנרגית שפעול, משוואת אהרניוס, תגובות חד-מולקולריות – מודל RRK, המולקולה כאוסף אוסצילטורים הרמוניים
  • קטליזה:  קטליזה בפאזה הומוגנית, קטליזה הטרוגנית, תגובות אנזימטיות ומנגנון מנטן-מיכאליס, זרזים ומעכבים, תגובות אוטו-קטליטיות ותגובות מחזוריות
 
 
 Tutorial Reading 
 
 
 Thermodynamics 

• ההקשר של תרמודינמיקה
• תזכורת מתמטית: נגזרת, נגזרת חלקית, דיפרנציאל, דיפרנציאל שלם
• מושגים והגדרות: פונקצית מצב, משתנים תרמודינמיים, גדלים אינטנסיביים ואקסטנסיביים, מערכות במגע, שיווי-משקל תרמודינמי, תהליך תרמודינמי, מעגל תרמודינמי, חוק האפס של התרמודינמיקה
• משוואות מצב של גזים: גז אידיאלי, פיתוח ויריאלי, גז ון דר ואלס
• החוק הראשון של התרמודינמיקה: עבודה, חום, קיבול חום, אנתלפיה
• תהליכים תרמודינמיים בגז אידיאלי: התפשטות איזותרמית, התפשטות איזוברית, חימום איזוכורי, התפשטות אדיאבטית, התפשטות חופשית בלתי-הפיכה
• תרמוכימיה: חום ראקציה, חוק הס
• החוק השני שלהתרמודינמיקה: אנטרופיה, תהליך ספונטני, שינוי אנטרופיה בתהליך הפיך ובלתי-הפיך, אנטרופיית ערבוב, הפרשנות הסטטיסטית
• מנועי חום, משאבות חום
• החוק השלישי של התרמודינמיקה
• פוטנציאלים תרמודינמיים: טרנספורם לז'נדר, אנרגיה חופשית של הלמהולץ, אנרגיה חופשית של גיבס, פוטנציאל גרנד-קנוני, משוואות יסודיות, משתנים טבעיים, קריטריונים לתהליכים ספונטניים, קשרי מקסוול, פוגסיות, אקטיביות
• שיווי-משקל כימי: דרגת הראקציה, אנרגיה חופשית ראקטיבית, קבוע שיווי-משקל, משוואת ון הוף, ראקציות בפאזה גזית
• מעברי פאזה: מעבר גז-נוזל, נקודה קריטית, חוק המצבים התואמים, דו-קיום, חוק השטחים השווים, כלל המנוף, חום כמוס, פאזות מטה-סטביליות, דיאגרמות פאזה, משוואות קלפירון וקלאוזיוס-קלפירון, חוק הפאזות של גיבס
• תערובות בינאריות: קו הבועות וקו הטל, חוק ראול, חוק הנרי, מקדמי אקטיביות, לחץ אוסמוטי
• אלקטרוכימיה: אקטיביות של אלקטרוליטים, תורת דביי-היקל, שיווי-משקל אלקטרוכימי, תא אלקטרוכימי, יישומים למדידות תרמודינמיות

 
 
 Quantum Mechanics and the Chemical Bond 
  • מושגי יסוד בתורת הקוונטים: גלי חומר, משוואת שרדינגר, פונקצית הגל, אופרטורים ועקרון אי הוודאות, הפוסטולאטים
  • פתרון משוואת שרדינגר עבור: חלקיק בקופסא, מודל האלקטרון החופשי למולקולות פוליאניות, אוסצילטור הרמוני, רוטור צפיד, אטום המימן
  • אטומים: עקרון הוריאציה ויישומו לבעיית אטום ההליום.  אטומים רבי אלקטרונים.  הספין האלקטרוני ועקרון האנטיסימטריה לפרמיונים
  • מולקולות דו-אטומיות:  קירוב בורן-אופנהיימר.  המשוואה  הגרעינית והאלקטרונית.  גישת MO ושיטת VB
  • מולקולות פוליאטומיות: LCAO-MO, מודל היקל
 
 
 Physical Chemistry Laboratory 1 

המעבדה מבוססת על שישה ניסיונות המכסים תחום רחב של נושאים בכימיה פיזיקלית, כמו ספקטרוסקופיה, אלקטרוכימיה, תרמודינאמיקה וקינטיקה, במהלכם הסטודנטים ייחשפו וילמדו מגוון שיטות ניסיוניות תוך השגת מספר יעדים:

  • תכנון מערכי ניסוי תוך התחשבות בכללי הבטיחות
  • מדידה ואנליזה של נתוני ניסוי ודיווח שגיאות
  • הכרה של שיטות ניסוי בכימיה פיזיקלית
  • הצגה פרונטאלית של כל מערך הניסוי ותוצאותיו
 
 
 Organic Chemistry Laboratory 

טכניקות של מעבדה לכימיה אורגנית: מיצוי, רפלקס, גיבוש זיקוק (רגיל, למקוטעין ותחת ואקום), כרומטוגרפיה (בשכבה דקה ובקולונה), סובלימציה: סינתזות אורגניות בסיסיות: אולפים, אלקיל הלידים, כהלים, חומצות קרבוקסילות, אסטרים , אמידים, אנהידרידים והטרוציקלים: תגובות אורגניות בסיסיות : אלמינציות, חמצונים, חיזורים, התמרות אליפטיות וארומטיות, שחלופים, דחיסות, גרינאר, דיאלס אלדר והטרוציקלים. שימוש במכשור אנליטי לאפיון חומרים אורגנים (IR, ‏NMR,GC  ו- MS) 

 
 
 Organic Chemistry 1 
 
 
 Organic Chemistry 2 

אלקטרונים בלתי מאותרים והשפעתם על יציבות, ריאקטיביות ו-PKa. רדיקלים. ארומטיות וריאקציות  של בנזן. ריאקציות של בנזנים מותמרים.

חומרים קרבונליים: ריאקציות של חומצות קרבוקסיליות  ונגזרות קרבוקסיליות, ריאקציות של אלדהידים וקטונים, ריאקציות של פחמן אלפא. ריאקציות חימצון-חיזור. אמינים וחומרים הטרוציקליים. כימיה אורגנית של חומצות אמינו, פפטידים וחלבונים. מושגם כלליים בקטליזה.  

 
 
 Introduction to Waves 

תנודות חופשיות של מערכות פשוטות, תנודות של מערכות מצומדות, תנודות חופשיות של מערכות רציפות, מערכות מאולצות ומערכות לא משמרות, גלים מתקדמים, העברה והחזרה- ממד אחד, פולסים, מודולציה וחבילות גלים, קיטוב, התאבכות ועקיפה

 
 
 Mathematical Methods in Chemistry 

סדרות וטורים אין סופיים, טורי חזקות, התכנסות טורים, טור טיילור

מספרים מרוכבים: פונקציות מרוכבות, טורי לורן, אינטגרליים של פונקציות מרוכבות, משפט השארית

אנליזה ווקטורית: שדות סקלרים ווקטורים, אופרטורים, משפט גרין במישור, משפט הדיברגנץ, משפט סטוקס

פונקציות דלתא, טורי פוריה והתמרות אינטגרליות

משוואות דיפרנציאליות רגילות

משוואות דיפרנציאליות חלקיות

 
 
 General Physics B1 

מדע הכימיה מבוסס על מכניקה קוונטית, בה האופי הגלי של חלקיקי חומר – אלקטרונים ויונים – הוא מושג יסוד הכרחי. כדי שהסטודנטים יוכלו להתמודד עם המורכבות – המתמטית והתפישתית – של הדואליות בין גל לחלקיק, עליהם לפתח הבנה של תכונות של גלים במערכות מוכרות יותר. בנוסף לכך, הנטייה הטבעית של מדענים היא לנסות להבין באופן מדעי גם את התופעות היום-יומיות שאנו רואים סביבנו. גלים הם אחת התופעות השכיחות ביותר – אור, קול, גלי מים, רעידות אדמה, וכו׳ – ועם זאת בעלות מאפיינים מוזרים או מפתיעים שהסברם דורש הבנה מדעית. קורס זה נועד להשיג את שתי המטרות הללו.

נושאי הקורס:

  1. תנודות חופשיות של מערכות פשוטות
  2. תנודות חופשיות של מערכות בעלות מספר רב של דרגות חופש
  3. תנודות מאולצות
  4. גלים נעים
  5. החזרה
  6. מודולציות, פולסים וחבילות גלים
  7. גלים בשני ממדים ובשלושה ממדים
  8. קיטוב
  9. גלים אלקטרומגנטיים
  10. עקיפה והתאבכות
 
 
 Physics Laboratory b 1 

 

 

זרם חילופין, מהירות הקול, גלים על-קוליים, סונאר, האפקט הפוטואלקטרי, קרינת חום, אפקט זימן, טמפרטורות קירי, גלי מיקרו, מדידה שדה מגנטי, קיטוב, עקיפה בסדק, התאבכות בשכבות דקות, ספקטרומטר סריג ופריסמה, אפקט פרדיי ופעילות אופטית, הלייזר ושימושיו, ניסוי פרנק-הרץ, אקטיבציה על-ידי ניטרונים, מוליכים למחצה, עיבוד אותות ב- א.ק.ג. + נשימה, פיזור רותרפורד, תרמולומינוסנציה, פענוח צילומי טלסקופ האבל.

 
 
 Biochemistry for Chemistry Students 

 

מבוא לביולוגיה של התא, מבוא לביולוגיה מולקולרית;
חלבונים: מבנה ותפקוד (תוך הדגש על מבנה ותפקוד ההמוגלובין), חלבוני ממברנה;
אנזימים: מבנה, פעילות, מעכבים, קו-פקטורים;

מטבוליזם: העברת סיגנלים, סוכרים, ביו-אנרגטיקה, גליקוליזה וגלוקוניאוגנזה, מעגל קרבס, שרשרת מעבר האלקטרונים ויצירת ATP, גליקוגן

 

חומרים חנקיים: פרוק חומצות אמיניות ומעגל השתנן. אינטגרציה של המעגלים המטבוליים. מבוא לביולוגיה מולקולרית.

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 
 
 Laboratorya Chemistry 2 

שיטות מכשיריות בכימיה אנליטית: ספקטרופוטומטריה, בליעה אטומית, טיטרציות קונדומטריות, טיטרציות פוטנציומטריות, אנליזה איכותית, תאים אלקטרוכימיים, קינטיקה כימית, פרוייקטים בכימיה כללית ואנליטית.

 

 

 


 

 

 

 
 
 Tutorial Reading 
 
 
 Applications Computer Science 

א.     תכנות

 

 

בשליש הראשון של הסמסטר תילַמד שפת התכנות C. ייצוג ואחסנה של נתונים במחשב - מספרים שלמים עם סימן וחסרי-סימן, מספרים בנקודה צפה, תווים ומחרוזות, השלכה (Casting). אריתמטיקה, בקרת הזרימה בתכנית, מערכים, פונקציות, העברת פרמטרים לפי ערך ולפי יחס. מצביעים ומבנים.

 

 

ב.     ממשק משתמש גרפי

 

 

השליש השני של הסמסטר יתמקד בכתיבת ממשק משתמש גרפי (GUI). המימוש ייעשה בסביבת העבודה CVI של נשיונל אינסטרומנט, המאופיינים בשני יתרונות ברורים:  (1 תאימות רב-פלטפורמית, ברמת קוד מקור, המאפשרת כתיבה זהה תחת Windows 95/98/NT, מקינטוש, סביבות UNIX (HP, SUN) ו- LINUX. (2 שקיפות מלאה למתכנת בשפת C - אין צורך בכתיבת פקודות ליצירת ה- GUI. מאפיינים נוספים של הסביבה הם:  תמיכה מלאה ב- ANSI C, תאימות ל- C++ על-ידי מהדר חיצוני ותמיכה רחבה מאוד בפניה להתקני חומרה (דבר החשוב בקורס ההמשך). הכרת סביבת הפיתוח הגרפית Lab View בשפת G והקישוריות שלה ל- CVI.

 

 

 ג.     ספריות מתמטיות ופתרון בעיות

 

 

השליש האחרון של הסמסטר יוקדש להכרת ספריות מתמטיות מתקדמות לפתרון בעיות מדעיות הנדסיות. בהן: אלגברה של וקטורים ומטריצות, סטטיסטיקה, חשבון קומפלקסי, התאמות, אינטרפולציות, עיבוד אותות ועוד. בחלק זה של הקורס, יוצגו מספר בעיות מדעיות (כגון: דינמיקה, סטטיקה, תרמודינמיקה, דיפוזיה, זרימה וכו') ופתרונן בעזרת הספריות הנ"ל.

 

 

הסטודנט יתרגל כתיבה מעשית לאורך כל הסמסטר.

 

 

בסיום הקורס הסטודנט יגיש עבודה בפתרון בעיה מדעית שהוא בחר. העבודה תפרט את מהות הבעיה לפתרון, ותציג לפתרון, ותציג את הפתרון בצורה ממוחשבת מלאה כולל ממשק משתמש גרפי חלונאי.

 

 

ספרות

 

 

    1)   The C (ANSI C) Programming Language, Kerlington and Ritchie.

 

 

    2)   C a Referance Manual, Harbison and Steele.

 

 

    3)   Lab Windows / CVI, National Instrument.

 

 

    4)   Lab View for Everyone, Wells and Travis.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 
 
 Symmetry 
 
סילבוס של הקורס סימטריה בכימיה:
1) הגדרת סימטריה ואלמנטי סימטריה
2)הגדרת חבורות סימטריה ומיון לפי אלמנטי סימטריה
3)חבורה ציקלית. חבורה אבלית (Abelian group)
4)  תת-חבורה. משפט לגראנז' (Lagrange), משפט סילו (Sylow). איברים צמודים ומחלקות שקילות.
5) מכפלות ישירות
6) הצגות של חבורה (representations). איזומורפיזם והומומורפיזם
7) הצגות אוניטריות, הצגות פריקות ובלתי פריקות. הלמה של שור (Schur Lema)
8) עקבות (traces) וטבלת אופי (character tables) של חבורה. פירוק כללי של הצגה. פרוק הצגה רגולארית
9) משפט האורתוגונאליות הגדול.
10) אופרטורי השלכה
11)  אורביטלים מולקולריים צמודי סימטריה (Symmetry adapted orbitals)
12)תורת החבורות במכניקה הקוונטית: פונקציות בסיס, חבורת ההמילטוניאן, אופרטורי השלכה, אלמנטי מטריצה והסתברויות מעבר
13)  חוקי ברירה בספקטרוסקופיה. שבירת סימטריה
 
 
 Principles of Organic Synthesis 

סלקטיביות והתאמה בסינתזה אורגנית, עקרונות בניית הקשר C-C , אלקטרופילים וניקלאופילים של פחמן, תגובות של ראגנטיים אורגנומתכתיים , תגובות של נוקלאופילים מיוצבים של פחמן, פונקציאונליזציה של פחמימנים והמרת קבוצות פונקציונאליות, קבוצות הגנה, סגירה ופתיחת טבעות

 
 
 Physical Organic Chemistry 
  • הקדמה: פרמטרים שימושיים לקביעת מנגנון ריאקציה. השפעת מתמירים על ריאקציות אורגניות, משוואת המט ומשוואות LFER נוספות כפרמטרים ללימוד מנגנוני אפקט איזוטופי קינטי.
  • השפעת ממס - תלות בקבוע הדיאלקטרי, משוואת וינשטיין-גרינולד וסטיות ממנה, פרמטרים לקביעת הפולאריות של ממס - פונקציות Z, ET(30) וכו'.
  • חומרי ביניים פעילים - קרבאניונים: הכנה, שיטות לאפיונם, ייצוב. חומציות ובסיסיות בתמיסה ובפאזה הגאזית. מבנה וזוגיות יונים, טיב הקשר פחמן-מתכת, תרכובות אורגנו-ליתיום מבנה ופעילות.
  • חומרי ביניים פעילים - קרבוקטיונים: הכנה, שיטות לאפיונם, ייצוב, היפרקונוגציה, יוני קרבוניום קלאסיים ולא-קלאסיים.
 
 
 Advanced Laboratory in Physical Chemistry 
 
 
 Principles of Magnetic Resonance 

·      הבסיס הפיזיקלי של תהודה מגנטית אלקטרונית  - תמ"א (EPR) וגרעינית  - תמ"ג (NMR)

·         משוואות בלוך והמערכת המסתובבת

·         רלקסציה רוחבית (T1) ואורכית (T2), אפקטים של שדה לא הומוגני ודיפוזיה

·         מדידות רלקסציה, ספין אקו

·         מבנה ספקטרומטר התמ"ג

·         מדידה ועיבוד הסיגנל ע"י טרנספורם פוריה רציף ודיסקרטי, פונקציות חלון.

·         היסט כימי, צימוד ספין-ספין (אנטראקציה סקלרית/J-coupling)

·         הבסיס בקוונטי של התמ"ג (כולל מטריצת הצפיפות), הצגה מטריציונית של אופרטורים, יחסי חילוף ופורמליזם האופרטורים
 (product operator formalism) לניתוח סדרות פולסים

·         יצירה של אופרטורים ונסיונות בסיסיים: J-modulated echo, spin-echo, INEPT

·         נסיונות בתמ"ג דו-מימדי – COSY, TOCSY, HSQC, HMQC  ועוד

·         תהודה מגנטית גרעינית של חלבונים

·         אינטראקציה דיפולרית ו NOE (nuclear Overhauser effect), נסיונות NOESY

·         תמ"ג במצב מוצק ואינטראקציות לא-איזוטרופיות  (כתלות בהתקדמות בחומר הנלמד)

 
 
 Applications of Spectroscopy 

הכרה ראשונית של ספקטרוסקופיה באמצעות ספקטרוסקופית IR ו- Raman

 
 
 Statistical Thermodynamics 
  • ההקשר של תרמודינמיקה סטטיסטית
  • תזכורות: עקרונות התרמודינמיקה, עקרונות הסתברות וסטטיסטיקה
  • הנחות היסוד של המכניקה הסטטיסטית, צברים סטטיסטיים
  • צבר מיקרו-קנוני: ספירת מצבים, אנטרופיה
  • צבר קנוני: התפלגות בולצמן, פונקצית חלוקה קנונית, אנרגיה חופשית של הלמהולץ
  • פלקטואציות, שקילות צברים
  • גזים אידיאליים לא מנוונים: גז מונואטומי, גז מולקולרי
  • תרמודינמיקה סטטיסטית קלאסית: מרחב הפאזה, עקרון החלוקה השווה, גז אידיאלי קלאסי, התפלגות מקסוול-בולצמן
  • גז לא אידיאלי: מקדם ויריאלי שני, משוואת המצב של ון דר ואלס
  • קורלציות בנוזלים
  • צבר גרנד-קנוני: התפלגות גיבס, פונקצית חלוקה גרנד-קנונית
  • גזים אידיאליים מנוונים: התפלגויות פרמי-דיראק ובוזה-איינשטיין, צפיפות המצבים
  • גז אידיאלי פרמיוני
  • גז אידיאלי בוזוני, התעבות בוזה-איינשטיין
 
 
 Quantum Chemistry 

חזרה מתמטית, קירוב בורן-אופנהיימר ומשוואת שרדינגר האלקטרונית, פונקציות גל רבות אלקטרונים (מכפלות הרטרי, ודטרמיננטות סלייטר), קירוב הרטרי-פוק, משוואות רותאן, פונקציות בסיס גאוסיות, תיאוריית פונקציונאל הצפיפות: מודל תומאס-פרמי, תיאורמות הוהנברג-קוהן, פונקציונאלי שיחלוף-קורלציה מקורבים.

 

 

 

 
 
 Introdction to Solid State Physics 
  • מבנה וסימטריה של גבישים – שריגי Bravais, שריג הופכי, איזור ברילואין, פיזור קרינה מגבישים, גורם המבנה
  • תאחיזה (קוהזיה) של גבישים: גבישים מולקולריים, יוניים, קו-וולנטיים, מתכתיים
  • תנודות בגביש: ספקטרום פונונים, תרמודינמיקה של גבישים, מודל דביי, יציבות גבישים
  • אלקטרונים בגביש:  גז אלקטרונים קלסי, גז אלקטרונים קוונטי, אלקטרונים בפוטנציאל מחזורי, משפט בלוך, פסי אנרגיה, מודל קרוניג-פני, מודל הקשר החזק, חורים, מוליכים למחצה
 
 
 Advanced Organic Chemistry 

סטריאוכימיה סטאטית ודינמית, אנליזת קונפורמציות, מבוא לתורת המסלולים המולקולריים בכימיה אורגנית, תגובות פריציקליות. פוטוכימיה אורגנית, ארומטיות. מבוא לסינתיזה כירלית  - שיטות ושימושים.

 

 

 

 

 
 
 Advanced Laboratory in Organic Chemistry 

ביצוע סינתזות רב-שלביות אשר כוללות עבודה עם ראגנטים אורגנו-מתכתיים, הפעלת תגובות גירניאר, רפורמצקי, וויטיג, רזולוציה אופטית, חיזורי הידרידים, הידרוגנציות וסינטזות של תרכובות הטרוציקליות; לימוד פעיל של השימוש בספרות הכימית; נסיונות מתקדמים: פוטוכימיה, קביעת פרמטרים פיזיקליים, בידוד וזיהוי חומרי טבע, סינתזות עם אמוניה נוזלית, דיבורן ואוזונוליזה; שימוש פעיל במיכשור ספקטרוסקופי - גז כרומטוגרף, תהודה מגנטית גרעינית, אינפרא אדום.

 

 

 


 

 

 

 
 
 Applications of Physical Methods in Organic Chemistry 

יילמדו בקצרה העקרונות הפיזיקליים של:

תהודה מגנטית גרעינית (תמ"ג)

ספקטרוסקופיה אלקטרונית בתחום האולטרא סגול, נפיצה אופטית סיבובית ודיכרואיזם סיבובית

וויברציונית (בתחום האינפרה אדום)

עקרונות היוניזציה והפרגמנטציה של מולקולות אורגניות בתווך הגזית

עיקרו של הקורס מוקדש לשימוש בשיטות הפיזיקליות הנ"ל ובמיוחד תמ"ג חד- ודו-ממדי ומס-ספקטרומטריה בקביעת המבנה של מולקולות אורגניות . 

 
 
 Fundamentals of Electrochemical Technology 

מבוא לקינטיקה אלקטרוכימית; ציפויים אלקטרוכימים - מבוא: התפלגות זרם ראשונית ומשנית, כח זריקה מקרוסקופי וכח זריקה מיקרוסקופי, שיטוח והברקה, מנגנוני פעולת חומרי תוספת; שימושים: מבנה, סוגים, תפקוד ובקרה של אמבטים, ציפויים נגד קורוזיה, ציפויים פונקציונאליים; ציפוי מעגלים מודפסים, ציפוי חצאי מוליכים; ציפויים אל-חשמליים תיאוריה ושימושים; עיבוד אלקטרוכימי של מתכות: קידוח חריטה, כרסום ושיוף, תיאוריה ושימושים; צביעה אלקטרוכימית: מנגנון התהליך, בקרה ושימושים; ציפויים אנודים: תיאוריה ושימושים

 
 
 Advanced Chemistry Workshop 
התלמיד מצטרף לאחת מקבוצות המחקר יום בשבוע במשך סמסטר.

 
 
 
 Advanced Chemistry Workshop 2 
 
 
 Advanced Methods in Analytical Chemistry 

שיטות הפרדה:  כרומטוגרפיה, עקרונות הפרדה כרומטוגרפית, אלוציה, מושג הפלטה התאורטית ויעילות הפרדה, כרומטוגרפיה גאזית (GC), כרומטוגרפיה נוזלית (HPLC)

גלאים: תכונות גלאים, גבול אבחנה, תחום דינמי לינארי, סלקטיביות, צימוד גלאים למכשור כרומטוגרפי GC ו- HPLC, ותפעול עצמאי כגלאים ניידים בשדה

ספקטרומטרית מסות: סוגי מפרידי מסות, מקורות יונים, צורות הכנסת דוגמה, גלאי יונים ודרכי עיבוד אות וקבלת אינפורמציה כימית. צימוד ספקטרומטר מסות עם כרומטוגרף גאזי וכרומטוגרף נוזלי (GC-MS and LC-MS)

ספקטרוסקופיה אטומית: שיטות להבה, בליעה ופליטה אטומית בלהבה, מנורה בעלת קטודה חלולה, פליטה אטומית מושרית פלזמה (ICP-AE) וספקטרומטרית מסות אטומית (ICP-MS)

 

 
 
 Laboratory in Advanced Methods in Analytical Chemistry 

גז כרומטוגרף עם גלאי יוניזציית להבה ועקרונות הפרדה כרומטוגרפית, כרומטוגרף נוזלי עם גלאי סדרת דיודות, גז כרומטוגרף ספקטרומטר מסות,(GC-MS)  בליעה ופליטה אטומית בלהבה ואנליזת אלמנטים.

 

 

 
 
 Advanced Inorganic Chemistry 

מחזוריות בתכונות כימיות. כימיה קואורדינטיבית: ליגנדות וקומפלקסים, מבנה גאומטרי ואיזומריזציה, הכנה של תרכובות קואורדינטיביות, יציבות של תרכובות קואורדינטיביות, תורת השדה הגבישי ותורת שדה הליגנדה עבור קומפלקסי מתכות מעבר. מספר היבטים של כימיה ביו-אי-אורגנית.

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 
 
 Laboratory in Physical Chemistry 2 

המעבדה מבוססת על שישה ניסיונות המכסים תחום רחב של נושאים בכימיה פיזיקלית, כמו ספקטרוסקופיה, אלקטרוכימיה, תרמודינמיקה וקינטיקה, במהלכם הסטודנטים ייחשפו וילמדו מגוון שיטות ניסיוניות תוך השגת מספר יעדים:

  • תכנון מערכי ניסוי תוך התחשבות בכללי הבטיחות
  • מדידה ואנליזה של נתוני ניסוי ודיווח שגיאות
  • הכרה של שיטות ניסוי בכימיה פיזיקלית
  • הצגה פרונטאלית של כל מערך הניסוי ותוצאותיו
 
 
 Carbohydrate Chemistry 

הגדרות כלליות לסוכרים, הכיראליות של סוכרים (L ו-D), הצורות השונות של מבנה השלד הסוכרי, אנומרים ואפימרים, משפחות נבחרות של סוכרים, האפקט האנומרי, תהליכי אנומריזציה, קונפורמציות הטבעת של סוכרים (פוראנוזידים ופיראנוזידים), קבוצות הגנה עיקריות בסינתזה סוכרית, אסטרטגיות של קבוצות הגנה בסינתזה רב שלבית של אוליגוסוכרים, שיטות גליקוזילציה נבחרות, סינתזה של סאכרידים ואוליגוסוכרים בעלי חשיבות ביולוגית

 
 
 Molecular Orbitals in Organic reactions 

תכונות מבניות

•    הקדמה קצרה על תיאוריית האורביטלים האטומיים של אטום מימן ויצירת קשר H-H במונחים של MO
•    היברידזציות ו-MO של קשרי C-H במתאן, במתילן וכו'
•    MO של קשרי σ C-C וקשרי π C=C
•    קוניגציה – תיאוריית Hückel
•    ארומטיות
•    קשרי σ מתוחים – ציקלופרופאנים וציקלובוטאנים
•    קשרים עם הטרואטומים, C-X ו- C=O
•    היפרקוניוגציה

ריאקציות כימיות 

•    בסיסים וחומצות רכות וקשות; נוקליאופילים ואלקטרופילים רכים וקשים
•    מבני מעבר
•    ריאקציות יוניות
•    ריאקציות פריציקליות תרמיות
•    ריאקציות פריציקליות פוטוכימיות

 

 
 
 Tutorial Reading 
 
 
 Natural Products 

עקרונות ביוסינתזה, דיון בקבוצות הביוסינתטיות העיקריות, איזופרנואידים, פוליקטידים, מטבוליטים, של חומצה שקימית ואלקלואידים. יובאו דוגמאות לקביעת הביוסינתזה של חומרי טבע שונים - במסגרת הקורס ייכללו סטרואידים, גליקוזידים ותרכובות אנטיביוטיות.

 

 


 

 

 
 
 Catalytic Antibodies: Synthetic and Medicinal Applications 

פיתוח מבנה ותיפקוד של נוגדנים קטליטיים. היבט הסטורי ואבני בניין בהתפתחתם של נוגדנים קטליטיים. מבחר דוגמאות לראקציות המזורזות על-ידי נוגדנים קטליטיים. סינתזה של חומרי טבע על-ידי נוגדנים קטליטיים.

 

פיתוח הנוגדן הקטליטי המסחרי הראשון (38C2), היבט על שימושים סינתטיים ואננטיוסלקטיביות גבוהה במיוחד. שימושים רפואיים של נוגדנים קטליטיים. הפעלה של תרופות אנטי-סרטניות בצורה ספציפית באזור הגידול הסרטני. ריפוי סרטן בעכברים בעזרת 38C2.

 

 

 


 

 

 
 
 Physical Properties of Nano-Structures 

נושאי הקורס:

  • דיון כללי בשינויים בתכונות חומרים עם השינוי בגודל/מימד
  • חישוב מרווח רמות האנרגיה בחלקיקי מתכת קטנים
  • תופעות חסימה קולומבית ומנהור אלקטרון בודד
  • קוונטיזציה של ההולכה בננו-חוטים
  • פסמונים משטחיים
  • ננו-חלקיקי מוליכים למחצה – כליאה קוונטית
  • ננו-מגנטים – סופרפאראמגנטיות
  • חומרים תרמואלקטריים בסקלות ננומטריות
  • סינתזה וארגון של ננו-מבנים
  • שיטות ניסיוניות והתקנים
 
 
 Dynamics of Complex Fluids 
  1. : נוזלים מורכבים וחומרים רכים
  2. מבוא טכני: טנסורים, משוואות זרימה, משוואות אלסטיות, פונקציות גרין, משפט הפלקטואציה-דיסיפציה, תנועה בראונית
  3. מספר ריינולדס, משוואת סטוקס, טנסור אוסין
  4. תנועה של גוף יחיד בנוזל – תחת כוח; תנועה בראונית
  5. אינטארקציות הידרודינמיות, תנועה של מספר גופים – תחת כוח; תנועה בראונית
  6. דינמיקה של מולקולת פולימר בנוזל – מודל ראוס, מודל זים
  7. דינמיקה של ממברנה נוזלית – פלקטואציות נורמליות בנוזל; זרימה פנים-ממברנלית (מודל ספמן-דלברוק) ויסקואלסטיות – מיקרו-ראולוגיה; מודל הדו-נוזל
 
 
 Methods and Concepts in Chemical Biology 
 
 
 Selected Reagents in Organic Chemistry 

חלק א': ראגנטים חדשים המבוססים על גפרית, זרחן, נחושת וטליום.

 

חלק ב': ראגנטי פלואורינציה והכימיה הפלואורו-אורגנית, חשיבות ושימושים, הייחוד של יסוד הפלואור בתרכובות אורגניות.

 

 

 


 

 

 
 
 Designing of Research Instrumentation 

לימוד בסיסי של תוכנת SolidWorks – יצירת מודל, בניית שרטוט, בניית מודל הרכבה. הכרת חומרים המקובלים לבניית מכשור מעבדה. הכרה כללית של טכנולוגיות ייצור. התנסות/ ביקור מעשי בבית המלאכה המכני.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 Laboratory in Computational Chemistry 

התלמידים לומדים את התיאוריה הבסיסית (גישות ab-initio, ‏חצי-אמפיריות ומכניקה מולקולרית) ואלגוריתמים חישוביים (אופטימיזציה, פתרונות משוואות נומריות, שיטות אלגברה לינארית וכו') שעומדים בבסיס שיטות של כימיה חישובית, וכמו כן, את היתרונות והחסרונות של שיטות אלה וכיצד להשתמש בהן כדי לפתור בעיות מהותיות וכמותיות בתחומים שונים בכימיה.

להלן משימות חישוביות אופייניות הכלולות בפרויקטי מעבדה:

- חיפוש גיאומטריה וחישוב אנרגיה של "שיווי משקל" מולקולרי

- לימוד המבנה האלקטרוני והתפלגות של צפיפות מטען חשמלי במולקולות

- ויזואליזציה של אינטראקציות אורביטליות (היווצרות קשרים כימיים חדשים, ושבירת קשרים בתגובות)

- חישוב נתיבי תגובות כימיות (מנגנונים)

- קביעת מבני המעבר ואנרגטיקה בתגובות כימיות

- חישוב ספקטרום  NMRו-IR ופרשנותם 

 

 
 
 Advanced Sepctroscopy 
  • בליעה ופליטה של קרינה במערכת שתי רמות
  • פליטה ספונטאנית וצפיפות מצבים של קרינה
  • מודל לורנץ לאינטראקצית אור-חומר
  • הרחבות ספקטראליות
  • העברת אנרגיה לא רדיאטיבית  
  • פיזור Raman
  • אופטיקה לא לינארית
  • קוהרנטיות של אור
  • פלזמונים משטחיים במתכות
 
 
 Final Examination 
 
 
 Thesis