Chemika Examenwiki - Gebruikersbijdragen [nl]

Advanced Inorganic Chemistry

2026-01-27T13:17:14Z

R0883490: /* 26 January 2026 */

[[Categorie:Machemie]]
==Vakinformatie==
Vanaf 2024-2025 is er geen cursus meer, maar 9 pdf's, waaronder enkele wetenschappelijke papers. Het examen is open boek, waarbij ook elektronische toestellen gebruikt mogen worden.

Starting from 2025-2026 the exam is still open book but no electronic devices are allowed.

==Examenvragen==

[[Categorie:Machemie]]

===26 January 2026===
The exam is open book. There are 10 questions.
#Places of the elements in the periodic table are fixed, why is this and why were they not in the 19th century?
#How can the activity of water in seawater be determined experimentally?
#What are the advantages and disadvantages of using molarity, molality and mole fraction concentration scales in thermodynamic calculations?
#What is the difference between empirical, semi-empirical. What are their advantages, disadvantages?
#Why do hydrated metal ions with a high electric charge have a stronger tendency to undergo hydrolysis than metals ions with a low charge?
#phase diagram of CO2 is shown similar to that of water at p 144 course text.
#*a) Give the Gibbs phase rule for: the liquid part, the line OA (the line that separates liquid from vapor), and O (the triple point).
#*b) Why does the line OA stop at A?
#*c) How can you explain the sublimation of CO2 at atmospheric pressure with this phase diagram?
#Given is the Pourbaix diagram Mg.
#*a)How can you derive from this diagram that manganese metal cannot be electrodeposited from an aqueous MnSO4 solution?
#*b)Why is line 1 not flat as line 3 is?
#*c)In a 0,1 M MgCl2 aqueous solution, is Mg2+ present?
#*d)When the concentration is 10-6M, is it better to use activities explain why (not)?
# Which are the three ion pairs that can form when a salt is dissolved in water, draw
#Compare the T,x (temperature, composition) diagram of simple eutectic systems for binary system of two metals, solid and liquid for salts.
#Would your solvent need a high or low DN if you would want to add bromide ligands to a transition metal?

===27 January 2025===
The exam is open book. You're allowed to use everything, including internet, as long as you don't communicate with each other. There are 10 questions.
#Why is it necessary to use activities instead of concentrations when calculating chemical equilibria in concentrated electrolyte solutions?
#How can the activities of metal ions be determined experimentally?
#What are the advantages and disadvantages of using molarity, molality and mole fraction concentration scales in thermodynamic calculations?
#Explain the observation that CoCl2 is insoluble in POCl3 solvent, but readily dissolves upon addition of liquid SbCl5 to the suspension?
#Is group 3 of the periodic system composed of the elements Sc-Y-La-Ac odr Sc-Y-Lu-Lr? Give arguments in favor or against these two options.
#Why do hydrated metal ions with a high electric charge have a stronger tendency to undergo hydrolysis than metals ions with a low charge?
#Given is the phase diagram of the binary system copper-silver. Sketch a cooling curve from 1000°C to room temperature for (a) a mixture 40 wt% Ag + 60 wt% Cu, and (b) the eutectic mixture.
#Given is the Pourbaix diagram of manganese. How can you derive from this diagram that manganese metal cannot be electrodeposited with a high current efficiency from an aqueous MnSO4 solution?
#What concentration (in molality) of LaCl3 gives a solution with an ionic strength I of 1.0?
#Given is the phase diagram of the binary system gallium-palladium. Which of the following compounds show a congruent melting point and which an incongruent melting point: PdGa5, Pd3Ga7, PdGa, Pd5Ga3, Pd2Ga? How can you derive this melting behavior from the phase diagram?

=== 29 januari 2024 ===
The exam is open book. You're allowed to use everything, including internet, as long as you don't communicate with each other.
#Write the element abundance equations and the corresponding vector-matrix form for a reaction involving the species NH3, O2, NO, NO2 and H2O. Assume that the initial state of the system consists of NH3 and O2 in the molar ratio 4:7. (Example 2.4 p 24 course text)
#The enthalpy changes for the following three reactions, which represent the formation of dilute boric acid solution, the dissolution of crystalline boric oxide and the formation of liquid water respectively, are as follows: (see example 3.7 on p 64 of the course text, it is identical). Find the enthalpy of formation for B2O3 (boric acid) from its elements.
#What elements belong to group III? Sc-Y-Lu-Lr or Sc-Y-La-Ac? Give arguments in favor or against for both options.
#A phase diagram of CO2 is shown similar to that of water at p 144 course text.
#*a) Give the Gibbs phase rule for: the liquid part, the line OA (the line that separates liquid from vapor), and O (the triple point).
#*b) Why does the line OA stop at A?
#The figure showing fractional crystallisation (Fig 6.30 p 172 course text) is shown. How can two components be seperated using Fractional crystallisation?

=== 30 januari 2023 ===
#What is the mechanism of sensitized lanthanide luminescence? Use a scheme to illustrate this mechanism.
#Xenon fluoride reactions
#*a) Discuss the synthesis and reactivity of xenon fluorides.
#*b) Why is it easier to prepare xenon compounds than argon compounds?
#Octahedral crystal field
#*a) How do p-orbitals and d-orbitals split in an octahedral crystal field?
#*b) Determine the ligand field stabilization energy LFSE for the following octahedral metal complexes (a) d3 (b) high-spin d5 (c) high-spin d6 (d) low-spin d6 (e) d9
#Describe the hysteresis loop of a ferromagnetic material.
#How do polarizing power and polarizability of ions influence partial covalent bond formation of ionic compounds? What different stages can be observed between a purely ionic bond and a purely covalent bond?

=== 18 augustus 2022 ===
#What is the mechanism of sensitized lanthanide luminescence? Use a scheme to illustrate this mechanism.
#Xenon fluoride reactions
#*a) Discuss the synthesis and reactivity of xenon fluorides.
#*b) Why is it easier to prepare xenon compounds than argon compounds?
#Determine the ligand field stabilization energy LFSE for the following octahedral metal complexes (a) d3 (b) high-spin d5 (c) high-spin d6 (d) low-spin d6 (e) d9
#Give 5 examples that illustrate the anomalous chemical behavior of lithium compared to the other alkali metals.
#What are the main later developments of the periodic system after Mendeleev’s contributions in 1869–1870?

=== 28 januari 2020 - VM===
#Periodiek systeem
#*a) Periodic trends in MV, density, IE en electronegativiteit
#*b) Bespreek La vs Lu in IIIb
#Lanthanide-contractie
#*a)Trend in ion en atoomradius van lanthaniden
#*b) Waarom 4d en 5d metalen gelijkaardige eigenschappen hebben
#Solvents
#*a) Manieren om non-aqueous solvent op te delen (protisch vs aprotisch - donor vs acceptor)
#*b) wat zijn donor- en acceptor solvents?
#*c) Hoe geeft men donorsterkte kwantitatief weer?
#d-blok metalen
#*a) Jahn Teller-effect
#*b) Waarom d3 en d8 uitgesproken octahedrisch zijn
#CT
#*a) Wat zijn charge transfer bands?
#*b) Vergelijk LMCT en MLCT
#*c) welke d-metaal-complexen vertonen CT-bands?
#*d) Hoe kan je CT-bands waarnemen?
#*e) Welke lanthaniden vertonen CT en waarom?

Spectroscopische Meettechnieken

2025-06-18T18:17:45Z

R0883490: /* 16 juni VM en NM 2025 */

[[Categorie:Bachelor Chemie]]

==Vakinformatie==
Het vak werd in januari 2022 geherstructureerd en wordt nu gegeven door Hofkens Johan & Debroye Elke. In gesprek met studentenvertegenwoordigers wilden ze lesgeven in een meer "praktisch georienteerde benadering". Dit komt ook tot uiting in een examen, dat nu uit 4 delen bestaat: 5 korte begrippen, een NMR-vraag, een theorievraag en een vraag uit de oefenzitting

==Examenvragen na Juni 2022==
===16 juni VM en NM 2025===
#Er waren 2 moleculen gegeven (beide benzeenringen met een aantal functionele groepen) en 3 spectra. 1 verschilspectrum (enkel aromatisch gedeelte weergegeven), 2 spectra waarbij ze specifiek atomen binnen het molecuul 'bombarderen'. 5 punten Elke
##signalen toekennen aan protonen
##welk van de twee moleculen komt overeen met de spectra
##waarom blijft de koppeling behouden?
##stijgt de intensiteit wanneer er met een 600 MHz toestel gemeten zou worden?
##weet ik niet meer

# absorptiespectrum en structuur van peryleen gegeven. 5 punten Johan
##hoe ziet het fluorescentiespectrum er uit?
##wat zou er gebeuren met het spectrum als je de concentratie verhoogt?
##geef het golfgetal van de overgang die het meest voorkomend is in de grondtoestand (ervan uitgaande dat die hetzelfde is als in de aangeslagen toestand)
##is peryleen aromatisch
##Indien tolueen gebruikt wordt als solvent, zou je de Ramanpiek waarnemen en waarom?

# begrippen (6 punten, elk begrip op 2)
##wat is anti-kasha, geef een voorbeeld en waarom is dit mogelijk
##Wat is het Davisson-Germer experiment en waarom was het zo belangrijk?
##relevantie van deutering uitleggen voor HNMR, CNMR (DEPT) en IR.

# Oefening (4 punten)
##gegeven, molecuul met lengte 600 pm, foton met welke golflengte is nodig om het van niveau 3 naar 4 te laten aanslagen.
##hoeveel zal de energie van een niveau veranderen als de lengte van een molecuul met 10% langer zou worden?

===23 augustus VM 2024===
#Er waren 2 moleculen gegeven (https://legacy.chemspider.com/Search.aspx?rid=bbb5fbf4-af21-4255-a3c5-7be382b0f711) -> Elke (7punten)
##Hoe kunnen deze twee moleculen van elkaar onderscheiden worden via 1H-NMR? Welke van de atomen zal het meeste upfield/ downfield liggen? (Bijvraag was geef de ppm-waardes en hoe kan je dit zien) (2 punten)
##Zelfde vraag maar dan voor 13C-NMR + Hoeveel signalen zijn er zichtbaar bij 13C-NMR + verklaar (2 punten)
##Weet ik niet meer (1punt)
##Hoe kan je het verschil tussen de twee moleculen zien in een IR-spectrum? (1 punt)
##Kan je een verschil zien tussen beide moleculen in een absorptiespectrum? + verklaar hoe (1 punt)
#Er was 1 absorptie spectrum gegeven met 3 absorptie en emissie banden die telkens met de vorige overlappen. Er waren ook 3 moleculen gegeven. Allemaal hetzelfde alleen het geconjugeerde systeem (iets met cyaniden) tussen de ringen was steeds 2 dubbele bindingen langer. -> Johan (ook 7 punten iedere vraag 1punt)
##Welk molecuul hoort bij welk spectrum en waarom?
##Wat zal je waarnemen bij 500nm met een gegeven concentratie?
##Wat zal je waarnemen bij een hogere concentratie? (Let op mengsel)
##Wat zal er gebeueren bij het deze golflengte
##Verklaar het anisotropisch effect.
##Zal 3050 cm^(-1) interfereren met 600nm?
##We moesten een energie berekenen geen idee hoe, iets met vibratie frequentie omzetten
##Met de bekomen energie moesten we de formule van boltsmann gebruiken en verder rekenen.
##Fret uitleggen aan de hand van figuur
##Nog een vraag over tijdsconstante die we moesten berekenen of vergelijken
#Oefening op 6punten
##2 Tijds/verval constantes gegeven. Bereken de overeenkomstige energie en reken verder naar de frequentie. Vergelijk telkens beide waardes voor de gegeven tijd en verklaar als het logisch is.

===17 juni 2024===
#Een fluorofoor gemerkte lipide (fluorofoor = pyreen) wordt gemengd met een gewoon lipide ter vorming van een fluorescerend membraan. Het absorptiespectrum van pyreen is gegeven.
##Hoe ziet het absorptiespectrum en fluorescentiespectrum eruit na menging? Hoe verandert de fluorescentie leeftijd?
##Is pyreen aromatisch?
##Geg: normale uitrekking/normal stretch mode H2O: 3650 cm-1 ; Geg: krachtcst H2O & D2O gelijk ; Welke freq. voor uitrekking D2O?
##Bij welke frequentie zal er een Raman-piek optreden voor deze stretch?
#Geg structuur van bèta-caroteen waarin 3 soorten protonen zijn aangeduid (1 CH en 2 CH3). Protonnabijheids-NMR bij 300 MHz.
##Welk van de 3 soorten zou je met zijn resonantiefrequentie bestralen voor deze techniek? Waarom?
##Veranderen de koppelingen door deze techniek te gebruiken?
##Veranderen de intensiteiten in het verschilspectrum door met een 600 MHz toestel te werken ipv met een 300 MHz toestel?
##Welke andere NMR-techniek zou je kunnen gebruiken om dit molecule te karakteriseren?
##Stel een niet-NMR techniek voor om dit molecule te karakteriseren.
#Oefening: De hoeveelheid ozon wordt vaak gemeten door UV-absorptie en wordt uitgedrukt in Dobson units {DU): 1 DU komt overeen met een ozonlaag van 10-3 cm dik bij 1 atm en O °C. Bereken de absorbantie van UV-stralen (300 nm) voor 300 DU en voor 100 DU. Molaire absorptiecoëfficiënt = 476 L mol-1 cm-1.
#Begrippen:
##Wat is Free Induction Decay? Wat gebeurt er met de resolutie als je meerdere interferrogrammen combineert?
##Wat is anisotropie en leg uit hoe het gebruikt kan worden in biologische toepassingen.
##Wat is het innerfiltereffect?

===29 juni 2022===
#IR, Raman en elektronische transities
##Lineaire hypothetische moleculen B-A-B en A-B-B: #fundamentele vibraties?
##IR geeft 3 normale vibraties, welk molecule?
##Geg: normale uitrekking/normal stretch mode H2O: 3650cm-1 ; Geg: krachtcst H2O & D2O gelijk ; Welke freq. voor uitrekking D2O?
##Teken jablonski: Stokes, anti-Stokes & near-resonance. Geef volgorde %-voorkomen en sterkte.
##Geef meest waarschijnlijke IR-transitie (uit vorige oef) en zeg wrm.
#
#Geg reactie: 4,4,6,6-Tetramethyl-2-cyclohexen-1-one -> 3-Isopropyl-5,5-dimethyl-2-cyclopenten-1-one
##Hoe onderscheiden met IR?
##Hoe met HNMR? Geef shifts & koppelings
##CNMR-signalen: #, equi. C's, volgorde signalen + situeer
##Te onderscheiden met 1 DEPT-NMR expirment?
##UV-Vis nuttig?
#Quenching vraagstuk: FP + Cu2+
##Geg tau0: 3,6ns; kQ: 3x10^8; [Q] = ? + fig; Type proces quenching?
##phi = 76% -> kr? knr?
##na quench: lambda 434 -> 557nm (FRET); tijdscst 100ps; Fonster afstand 6nm; R = ?; Teken FRET in Jablonski

==Oude Vakinformatie==
Hall0,
het vak sectrosocpische mettchen1eken is een ware belevenis. Professor Vander Auweraer is op zijn zachtst gezegd een fenomeen. Het moet gezegd worden, de lessen zijn niet bijster interessant en de cursus laat hier en daar wel eens te wensen over maar het is een zeer warm persoon. Spelling (of spleling in het Van Der Auweraers) is niet zijn sterkte punt. Het examen is openboek.

Normaal maakt Vander Auweraer geen nieuwe vragen, maar hier is op het POC over geklaagd dus hij gaat nieuwe vragen maken. Volgens thesisstudenten van Vander Aueraer zouden er (voor juni 2018) twee zijn van de vijf nieuw zijn.

==Examenvragen voor Januari 2022==

===2 juni 2021 ===
# 63Cu2 heeft een grond- en aangeslagen toestand. Het verschil tussen de minima van de potentiële energiecurves is gegeven, net zoals we', wexe', B', we", wexe" en B".
## Bereken de bindingsenergie van de grond- en aangeslagen toestand.
## Bereken de excitatie-energie van de fragmenten van de aangeslagen toestand.
## Bereken de ligging van de eerste lijn van elke tak van het Ramanrotatievibratiespectrum van de grondtoestand als er gewerkt wordt met een laser met een invallend licht van 632 nm.
## Bereken de bindingslengte.
# Toon aan dat voor een benzeenmolecule de x-component van de transitiedipool gelijk is aan 1,12*10^-29 Cm. Je mag de bindingslengte en de straal van de cirkel gelijk nemen aan 1,4 angstrom. Bereken de Einsteincoëfficiënt voor absorptie bij een invallend licht van 200 nm. Bereken de maximale molaire extinctiecoëfficiënt als de breedte van de band op halve hoogte 1000 cm-1 is.
# Teken het EPR-spectrum van het CH2OH-radicaal. Het radicaal koppelt met twee protonen met een hyperfijnconstante van 17,4 Gauss en een proton met een hyperfijnconstante van 1,12 Gauss. Wat is de spindichtheid op het C-atoom als we aannemen dat dit sp2 gehybridiseerd is.

[[Bestand:Examen 2021.jpeg]]

===8 juni 2020 ===
# Oefening 6a van electronic spectroscopy (N2+)
# De golflengte van de invallende straling in een Ramanspectrometer is 488,11 nm. Wat is het golfgetal van de eerste lijn van de ANTIStokescomponent van het rotatie Ramanspectrum van N2? De bindingslengte bedraagt 0,121 nm. (Zelfde vraag als hieronder maar dan met ANTIstokes en N2 ipv O2)
# Oefening 8 van NMR harris (notatie van spinsystemen geven p-broomchloorbenzeen,...)

===21 juni 2019 ===
Examen 17 juni 2015

===28 juni 2017 ===
Zie examen 17 juni 2015

===21 juni 2017 ===
# vraag 1 18 juni 2014
# vraag 2 18 juni 2014
# vraag 4 18 juni 2014
# vraag 5 18 juni 2014
# Aggregatie van niet-chirale chromoforen kan aanleiding geven tot circulair dicroïsme. Verwacht u een rotatiesterkte verschillend van nul voor pakking a en/of b?
(tekeningen van pakking a (=achiraal) en b (=chiraal))
- Pakking a: in zelfde vlak, onderlinge hoek = alfa = 120°, tèta is hoek met de as die beide centra verbind en alfa +2tèta=180°
- Pakking b: in 2 vlakken loodrecht op de as die hun verbind (tèta = 90°) en alfa =120°
Argumenteer zowel met de uitdrukking voor rotatiesterkte als op basis van eventuele chiraliteit v.d. gevormde aggregaten (zijn deze chiraal?)

===17 juni 2016 ===
[[Media:Voorbeeld.ogg]]
=== 15 juni 2016 ===

# H2 spectrum met invallende golflengte gegeven en ook nog 4 golflengtes van ramanrotatielijnen. Bereken r.
# Fe2O2 vraag (zie lager)
# Al+ vraag van op wiki van wat er met de laagste overgang gebeurt in een magneetveld
#Uitvoeren met deeltje in de doos:
Een allylradicaal waar je de energie van een dubbel bezet pi orbitaal in grondtoestand en die van een enkelbezette moest geven.
Bepaal ook de transitiedipool als de bindingslengte = 0,14 nm en de dubbele binding een hoek van 30 graden maakt met de richting van het molecule.
Bijvraag: is deze overgang mogelijk?

=== 19 juni 2015 ===
# nulpuntsenergie, bindingsenergie, afstand tussen 2 atomen, temperatuur (en miss nog andere dingen) gegeven. Gevraagd:
#* Wat zijn de vibratiefrequentie (cm-1), krachtconstante, en de anharmonisiteitsconstante?
#* Hoeveel vibratieniveaus zitten in de put?
#* Bereken de rotatieconstante.
#* Bereken zo nauwkeurig mogelijk de eerste 3 rotatieniveaus.
#* Hoe ziet het fluorescentiespectrum eruit?
# Geef het ESR spectrum van het butadieen radicaal anion. Dit radicaal heeft 4 equivalente protonen met een hyperfijnconstante van 14,3 gauss en twee equivalente protonen met een hyperfijnconstante van 2,8 gauss. Wat is de spindichtheid op elk van de koolstofatomen? Komt dit overeen met wat je verwacht van Huckel Moleculaire Orbitalen?
# Welke overgangen zijn mogelijk van het Ca+ -ion vanuit zijn elektronische stabielste toestand? Bereken de opsplitsing van de laagste aangeslagen elektronische toestand in een veld van 5T. (opgelet: juiste g parameter berekenen want delta S niet gelijk aan 0)

=== 17 juni 2015 ===
# Het absorptiespectrum van een CdSe kwantum dot (kubus met ribbe 2 nm) heeft een maximum bij 460 nm met een extinctiecoÃ«fficiÃ«nt van 49000 cm-1 in een midden met een brekingsindex n = 7. De breedte van de absorptieband bedraagt 400 cm-1. NB: U mag stellen dat Îµr = n2 en Îµ = ÎµrÎµ0.
#* Bereken de oscillatorsterkte.
#* Bereken de coÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie bij 485 nm.
#* Bereken het transitiedipool. (a, b & c max 1 blz.)
#* Gebruik het deeltje in de doos om de verschuiving te berekenen van de absorptieband voor de overgang tussen de valentieband en de conductieband (waarvan u mag aannemen dat de overgang van het hoogste niveau van de VB naar het laagste niveau van de CB is) ten opzichte van een CdSe kristal met oneindige dimensies. Gebruik als effectieve massa voor de elektronen en gaten respectievelijk 0.13me en 0.45me.
#* Bijvraag: Is deze overgang op basis van de gegevens voor Îµ, f en Âµ* toegelaten?
# Het rotatiespectrum van 1H35Cl vertoont opeenvolgende lijnen bij de volgende golfgetallen: 83.32, 104.13, 124.73, 145.37, 165.89, 186.23, 206.60, 226.86 cm-1. Bereken het traagheidsmoment en de bindingslengte. Voorspel de ligging van deze lijnen voor 2H35Cl (dit volstaat voor de eerste twee lijnen).
# Acetyleen: vibraties gegeven. Welke vibraties zijn IR actief? En welke Raman actief? Hoeveel normale vibratiemodes zijn er mogelijk? (1/2 Ã 1 blz.)
#* Bijvraag: Er zijn 5 vibraties getekend, terwijl 3N-5 = 7. Hoe is dit mogelijk?
# Wat gebeurt er voor waterstof met de overgang van 2D3/2 naar 2F5/2 in een magneetveld? (1 Ã 2 blz.)
#* Bijvraag: Welke techniek kun je gebruiken om de overgangen te bestuderen die enkel verschillen in mj?

===23 juni 2014 ===
# Het absorptiespectrum van een verbinding heeft een maximum bij 485 nm terwijl het maximum van het emissiespectrum bij 505 nm ligt. De EinsteincoÃ«fficient voor spontane emissie bedraagt 3,2 108 s-1. Bepaal het transitiedipool en de maximale extinctiecoÃ«fficient wanneer de breedte bij halve hoogte van de absorptieband 760 cm-1 bedraagt. U mag de absorptieband beschouwen als een gelijkbenige driehoek.(maximum 2 blz)
# De golflengte van de invallende straling in een Ramanspectrometer is 488,1 nm. Wat is het golfgetal van de eerste lijn van de Stokescomponent van het rotatie Ramanspectrum van 16O2? De bindingslengte bedraagt 0,121 nm.
# Voor CHCl3 vinden we voor de CH-stretching vibratie een intense band bij 3019 cm-1 en progressief zwakkere banden bij 5900, 8700 en 13315 cm-1. Bepaal de bindings- en dissociatie energie.
# Geef het ESR spectrum van het butadieen radicaal anion. Dit radicaal heeft 4 equivalente protonen met een hyperfijnconstante van 7,6 gauss en twee equivalente protonen met een hyperfijnconstante van 2,8 gauss. Wat is de spindichtheid op elk van de koolstofatomen?

=== 18 juni 2014 ===
[[Bestand:Examen spectro 18 06 2014.pdf]]

=== 10 juni 2014 ===
# Het absorptiespectrum van het monomethine thiacyanine MTHIATS heeft een maximum bij 440 nm (structuur gegeven maar eigenlijk niet nodig). De maximale extinctiecoÃ«fficiÃ«nt en de breedte bij halve hoogte van de absorptieband bedragen respectievelijk 8.0x104 lmol-1cm-1 en 1500 cm-1. Bepaal het transitiedipool en de EinsteincoÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie (maximum en gemiddelde van het emissiespectrum bij 22000 cm-1). U mag de absorptieband beschouwen als een gelijkbenige driehoek.
# Bereken Nj/N0 voor 1H19F molecule voor J=0, J=5 en J=10 bij 298K. De bindingsafstand is 0.92Ã… en de vibratie constante = 966Nm-1
#* Voor welke waarde van J is Nj/N0 maximaal?
#* Wat is de energie van de J=5 â†’ J=6 overgang?
# Het NO2+ ion bezit twee ontaarde IR-absorptiebanden bij 540 cm-1 en een (niet-ontaarde) IR-absorptieband bij 2360 cm-1. Daarnaast heeft het een Ramanband (deze overgang wordt niet in het IR-spectrum waargenomen) bij 1400 cm-1.
#* Verklaar dit spectrum en leg een verband met de moleculaire structuur van NO2+.
#* Verder wordt nog een weinig intense IR-absorptielijn waargenomen bij 3735 cm-1. Waaraan is deze te wijten?
# Hoe wordt de energie van een 2p-elektron van waterstof opgesplitst in een magneetveld B0? Bekijk alle mogelijke toestanden.
'''OPGEPAST:Bereken de juiste LandÃ© splitting factor (Ge)!! '''

# Wat is de magnetisatie van Na kernen in 1ml van een 1*10-3M oplossing Na+ ionen in een veld van 9 Tesla bij 298 Kelv1n (I= 3/2 voor Na)
'''OPGEPAST: dit is iets met een reeksontwikkeling zei hij op het examen...
'''

===17 juni 2013 Groep 1===
# nulpuntsenergie, bindingsenergie, afstand tussen 2 atomen, temperatuur (en miss nog andere dingen) gegeven. Gevraagd:
#* krachtconstante, vibratiefrequentie en anharmoniciteitsconstante
#* aantal vibratieniveaus
#* rotatieconstante
#* energie van eerste 3 rotatieniveaus
#* mogelijk fluorescentiespectrum
# iets ivm EPR van radicaal
#* spindichtheid op koolstofatomen berekenen
#* teken spectrum
#* vergelijken met resultaten van Huckel MO
# Ca+ => geeft grondtoestand en mogelijke transities hieruit en geef opsplitsing in energie van laagst energetische aangeslagen toestand in een veld van 5 Tesla.

===17 juni 2013 Groep 2===
#Bij het elektronisch-vibratie absorptiespectrum de ....overgang van BeO vindt men onderstaande bandoorsprongen voor de verschillende vibratie-rotatiebanden.
#*Bepaal de beste waarden voor Ï–e en Ï‡e voor de ... en ...toestand.
#*Bepaal de bindingsenergieÃ«n( zie examen 7 september 2011 vraag 5)
#hoe ziet het EPR spectrum van CD3Â° er uit?(I voor D=1). Als je weet dat de hyperfijnconstante voor CH3Â°=....G, wat is dan de hyperfijnconstante van CD3Â°?
#Bereken welk rotatieniveau van CH4 maximaal bezet zal zijn bij 25Â°C, B=.... let op, de ontaarding is hier nu (2J+1)Â² i.pv. (2J+1).

===22 juni 2012 Groep 1===
# Het absorptiespectrum van het monomethine thiacyanine MTHIATS heeft een maximum bij 440 nm (structuur gegeven maar eigenlijk niet nodig). De maximale extinctiecoÃ«fficiÃ«nt en de breedte bij halve hoogte van de absorptieband bedragen respectievelijk 8.0x104 lmol-1cm-1 en 1500 cm-1. Bepaal het transitiedipool en de EinsteincoÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie (maximum en gemiddelde van het emissiespectrum bij 22000 cm-1). U mag de absorptieband beschouwen als een gelijkbenige driehoek.
# Voor welke waarde van J is NJ/N0 maximaal voor het 1H19F molecule bij 298K. De bindingslengte bedraagt 0.92Ã…. Wat is de exacte energie van de J=5â†’J=6 overgang? De vibratiekrachtconstante is 966 Nm-1.
# Het NO2+ ion bezit twee ontaarde IR-absorptiebanden bij 540 cm-1 en een (niet-ontaarde) IR-absorptieband bij 2360 cm-1. Daarnaast heeft het een Ramanband (deze overgang wordt niet in het IR-spectrum waargenomen) bij 1400 cm-1.
#* Verklaar dit spectrum en leg een verband met de moleculaire structuur van NO2+.
#* Verder wordt nog een weinig intense IR-absorptielijn waargenomen bij 3735 cm-1. Waaraan is deze te wijten?
# Hoe wordt de energie van een 2p-elektron van waterstof opgesplitst in een magneetveld B0? Bekijk alle mogelijke toestanden.

===18 juni 2012===
# Wat is de magnetisatie van 1ml van een oplossing van 2H met als concentratie 10-3M in een veld van 9T en bij 298K. (I = 1)
# De traagheidsmomenten van het lineaire HgBr2 zijn zeer groot dus de O en S takken van de vibrationele Raman spectra tonen weinig rotationele structuur. Berekenen de bindingslengte als je weet dat J correspondeerd met de maximale intensiteit. Afstand tussen de maxima van de O en S takken is 15,2 cm-1.
# Een transitie van groot belang in zuurstofgas geeft aanleiding tot de 'Schumann-Runge band' in UV. De golfgetallen van de transities van de grondtoestand naar vibrationele niveaus van de eerst aangeslagen toestand zijn gegeven. Bereken de dissociatie-energie van de hoogste liggend elektronisch niveau. Dezelfde aangeslagen toestand dissocieert naar een O atoom met 1 grondtoestand en 1 aangeslagen atoom met een energie van 190 kJ/mol boven de grondtoestand. Bereken hieruit de dissociatie-energie van de grondtoestand van zuurstofgas.
# Yb3+ heeft een 2F configuratie. Welke toestand zullen door spinorbitaalkoppeling bekomen worden? Deze met de hoogste J-waarde ligt het laagst in energie. Bereken kwantitatief de invloed van een magneetveld met sterkte B(0). Is de oscillatorstekte groot voor de eerste aangeslagen toestand? (golflengte gegeven).
#* Bijvraag: met welke techniek zouden we het verschil tussen de energieniveau's kunnen meten?

===24 juni 2011 - groep 2===
# Het absorptiespectrum van CdSe kwantum dot heeft een maximum bij 460 nm met een molaire extinctiecoÃ«fficiÃ«nt van 49000 cm-1 M-1 in een midden met een brekingsindex gelijk aan 7. De breedte van de absorptieband bedraagt 400 cm-1.
#* Bereken de oscillatorsterkte.
#* Bereken de EinsteincoÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie voor de emissie bij 485 nm.
#*Bereken het transitiedipool.
# Gegeven: enkele pieken van het rotatiespectrum van HCl. Bereken het traagheidsmoment en de bindingslengte. Voorspel de eerste twee pieken van gedeutereerd HCl.
# Welk van de onderstaande vibraties van de acetyleen zijn IR-actief? Welk zijn Ramanactief? Hoeveel normale vibratiewijzen zijn hier mogelijk?
# Wat gebeurt voor waterstof met de overgang van 2D3/2 naar 2F5/2 in een magneetveld?

===24 juni 2011 - groep 1===
#Het rotatiespectrum van H2 (te beschouwen als starre rotator) bekomen door instralen met een laser bij 488 nm, bestaat uit een reeks lijnen bij 496.6 nm, 502.42 nm, 508.21 nm en 513.96 nm. Wat is de bindingsafstand?
#Het proteÃ¯ne hemo-erytrine staat in voor het zuurstoftransport in sommige ongewervelden. Elk proteÃ¯ne molecule heeft twee Fe2+ ionen die samenwerken om Ã©Ã©n molecule O2 te binden. De Fe2O2 groep van het gexoygeneerde hemo-erytrine is roodgekleurd en heeft een elektronische absorptie bij 500 nm. Het resonantie Raman-spectrum van het geoxygeneerde hemo-erytrine, bekomen met laser-excitatie bij 488 nm heeft een band bij 508.96 nm die toegeschreven wordt aan de O-O stretching van gebonden 16O2.
#*Welk voordeel biedt resonantie Raman spectroscopie t.o.v. infrarood absorptie-spectroscopie om de binding van O2 aan hemo-erytrine te bestuderen?
#*Naar welke golfgetal verschuift deze band in het Raman spectrum als 16O2 door 18O2 vervangen wordt?
#*De fundamentele vibratie golfgetallen van de O-O stretching mode van O2, O2- (superoxide anion) en O22- (peroxide anion) zijn respectievelijk 1555, 1107 and 878 cm-1. Verklaar deze trend in het licht van de elektronische structuur van O2, O2- and O22-.
#*Welke van de volgende species Fe22+O2; Fe2+Fe3+O2- of Fe23+O22- beschrijft het best de Fe2O2 hemo-erytrine, rekening met de resonantie Ramanband bij 844 cm-1 en de data in vraag c? Verklaar uw antwoord.
#*Het resonantiespectrum van hemo-erytrine met 16O18O heeft 2 banden die kunnen toegeschreven worden aan de O-O stretching mode van gebondenzuurstof. Met welk van de structuren die u hieronder ziet is dit compatibel en waarom? Het is mogelijk dat meer dan Ã©Ã©n structuur mogelijk is. [[Media:Fe2O2complex.JPG]]
#Welke nulde orde golffuncties vindt u voor de kernspin van de CH2F groep van benzylfluoride? Welk type NMR-spectrum geeft deze groep?
#Wat gebeurt voor Al+ met de laagste toegelaten elektronische overgang in een magneetveld met sterkte B?

===20 juni 2011===
# Twee He atomen (4 a.u.) vormen een complex bij 1 mK. Onderlinge afstand is 2,97 Ã…. De nulpuntsenergie bedraagt 2,0 *10-26 J, de bindingsenergie is 1,51 *10-23 J.
#* Wat zijn de vibratiefrequentie (cm-1), krachtconstante, en de anharmonisiteitsconstante?
#* Hoeveel vibratieniveaus zitten in de put?
#* Bereken de rotatieconstante.
#* Bereken zo nauwkeurig mogelijk de eerste 3 rotatieniveaus.
#* Hoe ziet het fluorescentiespectrum eruit?
#19F NMR spectrum van ClF3 was gegeven. Het spectum moest besproken worden en de structuur van ClF3 hieruit vinden.
# Welke overgangen zijn mogelijk van het Ca+ -ion vanuit zijn elektronische stabielste toestand? Bereken de opsplitsing van de laagste aangeslagen elektronische toestand in een veld van 5T.

===18 juni 2010===
#In a classic study of the application of NMR to the measurement of rotational barriers in molecules. P.M. Nair and J.D. Roberts (j. Am. Chem. Soc. 79, 4565 (1957)) obtained the 40 MHz 19F-NMR spectrum of F2BrCCBrC12. Their spectra are reproduced below. At 193 K. the spectrum shows five resonance peaks. Peaks I and III are separated by 160 Hz, as are IV and V. The ratio of the integrated intensities of peak II to peaks I, III, IV, and V is approximately 10 to 1. At 273 K. the five peaks have. collapsed into one. Explain the spectrum and its change with temperature. At what rate of inter conversion will the spectrum collapse to a single line? Calculate the rotational energy barrier between the rotational isomers on the assumption that it is related to the rate of interconversion between the isomers.
#*[[Bestand:Spectro_2010_1.jpg]]
#De traagheidsmomenten van het lineaire HgBr2 zijn zeer groot dus de O en S takken van de vibrationele Raman spectra tonen weinig rotationele structuur. Berekenen de bindingslengte als je weet dat J correspondeerd met de maximale intensiteit. Afstand tussen O en S takken is 15,2 cm-1
#Een transitie van groot belang in zuurstofgas geeft aanleiding tot de 'Schumann-Runge band' in UV. De golfgetallen van de transities van de grondtoestand naar vibrationele niveaus van de eerst aangeslagen toestand zijn gegeven. Bereken de dissociatie-energie van de hoogste liggend elektronisch niveau. Dezelfde aangeslagen toestand dissocieert naar een O atoom met 1 grondtoestand en 1 aangeslagen atoom met een energie van 190 kJ/mol boven de grondtoestand. Bereken hieruit de dissociatie-energie van de grondtoestand van zuurstofgas.
#Yb3+ heeft een 2F configuratie. Welke toestand zullen door spinorbitaalkoppeling bekomen worden. Deze met de hoogste J-waarde ligt het laagst in energie. Bereken kwantitatief de invloed van een magneetveld met sterkte 1 Tesla. Is de oscillatorstekte groot voor de eerste aangeslagen toestand. (golflengte gegeven)

===15 juni 2009===
#Het rotatiespectrum van H2 (te beschouwen als starre rotator) bekomen door instralen met een laser bij 488 nm, bestaat uit een reeks lijnen bij 496.6 nm, 502.42 nm, 508.21 nm en 513.96 nm. Wat is de bindingsafstand? (1 blz)
#Het proteÃ¯ne hemo-erytrine staat in voor het zuurstoftransport in sommige ongewervelden. Elk proteÃ¯ne molecule heeft twee Fe2+ ionen die samenwerken om Ã©Ã©n molecule O2 te binden. De Fe202 groep van het gexoygeneerde hemo-erytrine is roodgekleurd en heeft een elektronische absorptie bij 500 nm. Het resonantie Raman-spectrum van het geoxygeneerde hemo-erytrine, bekomen met laser-excitatie bij 488 nm heeft een band bij 508.96 nm die toegeschreven wordt aan de O-O stretching van gebonden 1602.
#*Welk voordeel biedt resonantie Raman spectroscopie t.o.v. infrarood absorptie-spectroscopie om de binding van O2 aan hemo-erytrine te bestuderen?
#*Naar welke golfgetal verschuift deze band in het Raman spectrum als 1602 door 1802 vervangen wordt?
#*De fundamentele vibratie golfgetallen van de O-O stretching mode van O2, 02 - (superoxide anion, and O2 2- (peroxide anion) zijn respectievelijk 1555, 1107 and 878 cm-1. Verklaar deze trend in het licht van de elektronische structuur van O2, 02 - and O2 2-.
#*Welke van de volgende species Fe22+O2; Fe2+Fe3+02- of Fe23+022- beschrijft het best de Fe2O2 hemo-erytrine, rekening met de resonantie Ramanband bij 844 cm-1 en de data in vraag c? Verklaar uw antwoord.
#*Het resonantiespectrum van hemo-erytrine met 16O18O heeft 2 banden die kunnen toegeschreven worden aan de O-O stretching mode van gebondenzuurstof. Met welk van de structuren die u hieronder ziet is dit compatibel en waarom? Het is mogelijk dat meer dan Ã©Ã©n structuur mogelijk is. [[Media:Fe2O2complex.JPG]]
#Voor een continu opgenomen NMR spectrum (geen Fourriettransform NMR) stelt men cast dat bij toename van B1 de intensiteit van een lijn bij het maximum toeneemt en daarna opnieuw afneemt. Hoe kun je dit verklaren (je mag dit zowel op kwalitatieve als op meer kwantitatieve wijze doen)?.
#Wat gebeurt voor Al+ met de laagste toegelaten overgang in een magneetveld met sterkte B? Werk kwantitatief uit.

===12 juni 2009===
====Groep 1====
# Twee He atomen (4 a.u.) vormen een complex bij 1 mK. Onderlinge afstand is 2,97 Ã…. De nulpuntsenergie bedraagt 2,0 *10-26 J, de bindingsenergie is 1,51 *10-23 J.
#* Wat zijn de vibratiefrequentie (cm-1), krachtconstante, en de anharmonisiteitsconstante?
#* Hoeveel vibratieniveaus zitten in de put?
#* Bereken de rotatieconstante.
#* Bereken zo nauwkeurig mogelijk de eerste 3 rotatieniveaus.
#* Hoe ziet het fluorescentiespectrum eruit?
# De longitudinale relaxatietijd van benzeen (Ï„c = 10-10 s) neemt toe wanneer de temperatuur toeneemt terwijl dat van een oligonucleotide een groot molecule (Ï„c = 10-6 s) afneemt. Ï„c neemt toe naarmate de temperatuur stijgt. Wat gebeurt er met de transversale relaxatietijd van de beide moleculen wanneer de temperatuur stijgt?
# Welke overgangen zijn mogelijk van het Ca+ -ion vanuit zijn elektronische stabielste toestand? Bereken de opsplitsing van de laagste aangeslagen elektronische toestand in een veld van 5T.

====Groep 2====
# Het absorptiespectrum van CdSe kwantum dot heeft een maximum bij 460 nm met een molaire extinctiecoÃ«fficiÃ«nt van 49000 cm^-1 M^-1 in een midden met een brekingsindex gelijk aan 7. De breedte van de absorptieband bedraagt 400 cm^-1.
#* Bereken de oscillatorsterkte.
#* Bereken de EinsteincoÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie voor de emissie bij 485 nm.
#*Bereken het transitiedipool.
# De golflengte van het ingestraalde licht bedraagt 488 nm in een Raman spectrometer. Wat is de golflengte van de eerste lijn van de Stokescomponent van het rotatie Ramanspectrum van 14N2? De bindingslengte bedraagt 0.109 nm
# Welk van de onderstaande vibraties van de acetyleen zijn IR-actief? Welk zijn Ramanactief? Hoeveel normale vibratiewijzen zijn hier mogelijk?
# Wat gebeurt voor waterstof met de overgang van 2D3/2 naar 2F5/2 in een magneetveld?

Spectroscopische Meettechnieken

2025-06-18T18:16:49Z

R0883490: /* 16 juni VM en NM 2025 */

[[Categorie:Bachelor Chemie]]

==Vakinformatie==
Het vak werd in januari 2022 geherstructureerd en wordt nu gegeven door Hofkens Johan & Debroye Elke. In gesprek met studentenvertegenwoordigers wilden ze lesgeven in een meer "praktisch georienteerde benadering". Dit komt ook tot uiting in een examen, dat nu uit 4 delen bestaat: 5 korte begrippen, een NMR-vraag, een theorievraag en een vraag uit de oefenzitting

==Examenvragen na Juni 2022==
===16 juni VM en NM 2025===
#Er waren 2 moleculen gegeven (beide benzeenringen met een aantal functionele groepen) en 3 spectra. 1 verschilspectrum (enkel aromatisch gedeelte weergegeven), 2 spectra waarbij ze specifiek atomen binnen het molecuul 'bombarderen'. 5 punten Elke
##signalen toekennen aan protonen
##welk van de twee moleculen komt overeen met de spectra
##waarom blijft de koppeling behouden?
##stijgt de intensiteit wanneer er met een 600 MHz toestel gemeten zou worden?
##weet ik niet meer

#2 absorptiespectrum en structuur van peryleen gegeven. 5 punten Johan
##hoe ziet het fluorescentiespectrum er uit?
##wat zou er gebeuren met het spectrum als je de concentratie verhoogt?
##geef het golfgetal van de overgang die het meest voorkomend is in de grondtoestand (ervan uitgaande dat die hetzelfde is als in de aangeslagen toestand)
##is peryleen aromatisch
##Indien tolueen gebruikt wordt als solvent, zou je de Ramanpiek waarnemen en waarom?

#3 begrippen (6 punten, elk begrip op 2)
##wat is anti-kasha, geef een voorbeeld en waarom is dit mogelijk
##Wat is het Davisson-Germer experiment en waarom was het zo belangrijk?
##relevantie van deutering uitleggen voor HNMR, CNMR (DEPT) en IR.

#4 Oefening (4 punten)
##gegeven, molecuul met lengte 600 pm, foton met welke golflengte is nodig om het van niveau 3 naar 4 te laten aanslagen.
##hoeveel zal de energie van een niveau veranderen als de lengte van een molecuul met 10% langer zou worden?

===23 augustus VM 2024===
#Er waren 2 moleculen gegeven (https://legacy.chemspider.com/Search.aspx?rid=bbb5fbf4-af21-4255-a3c5-7be382b0f711) -> Elke (7punten)
##Hoe kunnen deze twee moleculen van elkaar onderscheiden worden via 1H-NMR? Welke van de atomen zal het meeste upfield/ downfield liggen? (Bijvraag was geef de ppm-waardes en hoe kan je dit zien) (2 punten)
##Zelfde vraag maar dan voor 13C-NMR + Hoeveel signalen zijn er zichtbaar bij 13C-NMR + verklaar (2 punten)
##Weet ik niet meer (1punt)
##Hoe kan je het verschil tussen de twee moleculen zien in een IR-spectrum? (1 punt)
##Kan je een verschil zien tussen beide moleculen in een absorptiespectrum? + verklaar hoe (1 punt)
#Er was 1 absorptie spectrum gegeven met 3 absorptie en emissie banden die telkens met de vorige overlappen. Er waren ook 3 moleculen gegeven. Allemaal hetzelfde alleen het geconjugeerde systeem (iets met cyaniden) tussen de ringen was steeds 2 dubbele bindingen langer. -> Johan (ook 7 punten iedere vraag 1punt)
##Welk molecuul hoort bij welk spectrum en waarom?
##Wat zal je waarnemen bij 500nm met een gegeven concentratie?
##Wat zal je waarnemen bij een hogere concentratie? (Let op mengsel)
##Wat zal er gebeueren bij het deze golflengte
##Verklaar het anisotropisch effect.
##Zal 3050 cm^(-1) interfereren met 600nm?
##We moesten een energie berekenen geen idee hoe, iets met vibratie frequentie omzetten
##Met de bekomen energie moesten we de formule van boltsmann gebruiken en verder rekenen.
##Fret uitleggen aan de hand van figuur
##Nog een vraag over tijdsconstante die we moesten berekenen of vergelijken
#Oefening op 6punten
##2 Tijds/verval constantes gegeven. Bereken de overeenkomstige energie en reken verder naar de frequentie. Vergelijk telkens beide waardes voor de gegeven tijd en verklaar als het logisch is.

===17 juni 2024===
#Een fluorofoor gemerkte lipide (fluorofoor = pyreen) wordt gemengd met een gewoon lipide ter vorming van een fluorescerend membraan. Het absorptiespectrum van pyreen is gegeven.
##Hoe ziet het absorptiespectrum en fluorescentiespectrum eruit na menging? Hoe verandert de fluorescentie leeftijd?
##Is pyreen aromatisch?
##Geg: normale uitrekking/normal stretch mode H2O: 3650 cm-1 ; Geg: krachtcst H2O & D2O gelijk ; Welke freq. voor uitrekking D2O?
##Bij welke frequentie zal er een Raman-piek optreden voor deze stretch?
#Geg structuur van bèta-caroteen waarin 3 soorten protonen zijn aangeduid (1 CH en 2 CH3). Protonnabijheids-NMR bij 300 MHz.
##Welk van de 3 soorten zou je met zijn resonantiefrequentie bestralen voor deze techniek? Waarom?
##Veranderen de koppelingen door deze techniek te gebruiken?
##Veranderen de intensiteiten in het verschilspectrum door met een 600 MHz toestel te werken ipv met een 300 MHz toestel?
##Welke andere NMR-techniek zou je kunnen gebruiken om dit molecule te karakteriseren?
##Stel een niet-NMR techniek voor om dit molecule te karakteriseren.
#Oefening: De hoeveelheid ozon wordt vaak gemeten door UV-absorptie en wordt uitgedrukt in Dobson units {DU): 1 DU komt overeen met een ozonlaag van 10-3 cm dik bij 1 atm en O °C. Bereken de absorbantie van UV-stralen (300 nm) voor 300 DU en voor 100 DU. Molaire absorptiecoëfficiënt = 476 L mol-1 cm-1.
#Begrippen:
##Wat is Free Induction Decay? Wat gebeurt er met de resolutie als je meerdere interferrogrammen combineert?
##Wat is anisotropie en leg uit hoe het gebruikt kan worden in biologische toepassingen.
##Wat is het innerfiltereffect?

===29 juni 2022===
#IR, Raman en elektronische transities
##Lineaire hypothetische moleculen B-A-B en A-B-B: #fundamentele vibraties?
##IR geeft 3 normale vibraties, welk molecule?
##Geg: normale uitrekking/normal stretch mode H2O: 3650cm-1 ; Geg: krachtcst H2O & D2O gelijk ; Welke freq. voor uitrekking D2O?
##Teken jablonski: Stokes, anti-Stokes & near-resonance. Geef volgorde %-voorkomen en sterkte.
##Geef meest waarschijnlijke IR-transitie (uit vorige oef) en zeg wrm.
#
#Geg reactie: 4,4,6,6-Tetramethyl-2-cyclohexen-1-one -> 3-Isopropyl-5,5-dimethyl-2-cyclopenten-1-one
##Hoe onderscheiden met IR?
##Hoe met HNMR? Geef shifts & koppelings
##CNMR-signalen: #, equi. C's, volgorde signalen + situeer
##Te onderscheiden met 1 DEPT-NMR expirment?
##UV-Vis nuttig?
#Quenching vraagstuk: FP + Cu2+
##Geg tau0: 3,6ns; kQ: 3x10^8; [Q] = ? + fig; Type proces quenching?
##phi = 76% -> kr? knr?
##na quench: lambda 434 -> 557nm (FRET); tijdscst 100ps; Fonster afstand 6nm; R = ?; Teken FRET in Jablonski

==Oude Vakinformatie==
Hall0,
het vak sectrosocpische mettchen1eken is een ware belevenis. Professor Vander Auweraer is op zijn zachtst gezegd een fenomeen. Het moet gezegd worden, de lessen zijn niet bijster interessant en de cursus laat hier en daar wel eens te wensen over maar het is een zeer warm persoon. Spelling (of spleling in het Van Der Auweraers) is niet zijn sterkte punt. Het examen is openboek.

Normaal maakt Vander Auweraer geen nieuwe vragen, maar hier is op het POC over geklaagd dus hij gaat nieuwe vragen maken. Volgens thesisstudenten van Vander Aueraer zouden er (voor juni 2018) twee zijn van de vijf nieuw zijn.

==Examenvragen voor Januari 2022==

===2 juni 2021 ===
# 63Cu2 heeft een grond- en aangeslagen toestand. Het verschil tussen de minima van de potentiële energiecurves is gegeven, net zoals we', wexe', B', we", wexe" en B".
## Bereken de bindingsenergie van de grond- en aangeslagen toestand.
## Bereken de excitatie-energie van de fragmenten van de aangeslagen toestand.
## Bereken de ligging van de eerste lijn van elke tak van het Ramanrotatievibratiespectrum van de grondtoestand als er gewerkt wordt met een laser met een invallend licht van 632 nm.
## Bereken de bindingslengte.
# Toon aan dat voor een benzeenmolecule de x-component van de transitiedipool gelijk is aan 1,12*10^-29 Cm. Je mag de bindingslengte en de straal van de cirkel gelijk nemen aan 1,4 angstrom. Bereken de Einsteincoëfficiënt voor absorptie bij een invallend licht van 200 nm. Bereken de maximale molaire extinctiecoëfficiënt als de breedte van de band op halve hoogte 1000 cm-1 is.
# Teken het EPR-spectrum van het CH2OH-radicaal. Het radicaal koppelt met twee protonen met een hyperfijnconstante van 17,4 Gauss en een proton met een hyperfijnconstante van 1,12 Gauss. Wat is de spindichtheid op het C-atoom als we aannemen dat dit sp2 gehybridiseerd is.

[[Bestand:Examen 2021.jpeg]]

===8 juni 2020 ===
# Oefening 6a van electronic spectroscopy (N2+)
# De golflengte van de invallende straling in een Ramanspectrometer is 488,11 nm. Wat is het golfgetal van de eerste lijn van de ANTIStokescomponent van het rotatie Ramanspectrum van N2? De bindingslengte bedraagt 0,121 nm. (Zelfde vraag als hieronder maar dan met ANTIstokes en N2 ipv O2)
# Oefening 8 van NMR harris (notatie van spinsystemen geven p-broomchloorbenzeen,...)

===21 juni 2019 ===
Examen 17 juni 2015

===28 juni 2017 ===
Zie examen 17 juni 2015

===21 juni 2017 ===
# vraag 1 18 juni 2014
# vraag 2 18 juni 2014
# vraag 4 18 juni 2014
# vraag 5 18 juni 2014
# Aggregatie van niet-chirale chromoforen kan aanleiding geven tot circulair dicroïsme. Verwacht u een rotatiesterkte verschillend van nul voor pakking a en/of b?
(tekeningen van pakking a (=achiraal) en b (=chiraal))
- Pakking a: in zelfde vlak, onderlinge hoek = alfa = 120°, tèta is hoek met de as die beide centra verbind en alfa +2tèta=180°
- Pakking b: in 2 vlakken loodrecht op de as die hun verbind (tèta = 90°) en alfa =120°
Argumenteer zowel met de uitdrukking voor rotatiesterkte als op basis van eventuele chiraliteit v.d. gevormde aggregaten (zijn deze chiraal?)

===17 juni 2016 ===
[[Media:Voorbeeld.ogg]]
=== 15 juni 2016 ===

# H2 spectrum met invallende golflengte gegeven en ook nog 4 golflengtes van ramanrotatielijnen. Bereken r.
# Fe2O2 vraag (zie lager)
# Al+ vraag van op wiki van wat er met de laagste overgang gebeurt in een magneetveld
#Uitvoeren met deeltje in de doos:
Een allylradicaal waar je de energie van een dubbel bezet pi orbitaal in grondtoestand en die van een enkelbezette moest geven.
Bepaal ook de transitiedipool als de bindingslengte = 0,14 nm en de dubbele binding een hoek van 30 graden maakt met de richting van het molecule.
Bijvraag: is deze overgang mogelijk?

=== 19 juni 2015 ===
# nulpuntsenergie, bindingsenergie, afstand tussen 2 atomen, temperatuur (en miss nog andere dingen) gegeven. Gevraagd:
#* Wat zijn de vibratiefrequentie (cm-1), krachtconstante, en de anharmonisiteitsconstante?
#* Hoeveel vibratieniveaus zitten in de put?
#* Bereken de rotatieconstante.
#* Bereken zo nauwkeurig mogelijk de eerste 3 rotatieniveaus.
#* Hoe ziet het fluorescentiespectrum eruit?
# Geef het ESR spectrum van het butadieen radicaal anion. Dit radicaal heeft 4 equivalente protonen met een hyperfijnconstante van 14,3 gauss en twee equivalente protonen met een hyperfijnconstante van 2,8 gauss. Wat is de spindichtheid op elk van de koolstofatomen? Komt dit overeen met wat je verwacht van Huckel Moleculaire Orbitalen?
# Welke overgangen zijn mogelijk van het Ca+ -ion vanuit zijn elektronische stabielste toestand? Bereken de opsplitsing van de laagste aangeslagen elektronische toestand in een veld van 5T. (opgelet: juiste g parameter berekenen want delta S niet gelijk aan 0)

=== 17 juni 2015 ===
# Het absorptiespectrum van een CdSe kwantum dot (kubus met ribbe 2 nm) heeft een maximum bij 460 nm met een extinctiecoÃ«fficiÃ«nt van 49000 cm-1 in een midden met een brekingsindex n = 7. De breedte van de absorptieband bedraagt 400 cm-1. NB: U mag stellen dat Îµr = n2 en Îµ = ÎµrÎµ0.
#* Bereken de oscillatorsterkte.
#* Bereken de coÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie bij 485 nm.
#* Bereken het transitiedipool. (a, b & c max 1 blz.)
#* Gebruik het deeltje in de doos om de verschuiving te berekenen van de absorptieband voor de overgang tussen de valentieband en de conductieband (waarvan u mag aannemen dat de overgang van het hoogste niveau van de VB naar het laagste niveau van de CB is) ten opzichte van een CdSe kristal met oneindige dimensies. Gebruik als effectieve massa voor de elektronen en gaten respectievelijk 0.13me en 0.45me.
#* Bijvraag: Is deze overgang op basis van de gegevens voor Îµ, f en Âµ* toegelaten?
# Het rotatiespectrum van 1H35Cl vertoont opeenvolgende lijnen bij de volgende golfgetallen: 83.32, 104.13, 124.73, 145.37, 165.89, 186.23, 206.60, 226.86 cm-1. Bereken het traagheidsmoment en de bindingslengte. Voorspel de ligging van deze lijnen voor 2H35Cl (dit volstaat voor de eerste twee lijnen).
# Acetyleen: vibraties gegeven. Welke vibraties zijn IR actief? En welke Raman actief? Hoeveel normale vibratiemodes zijn er mogelijk? (1/2 Ã 1 blz.)
#* Bijvraag: Er zijn 5 vibraties getekend, terwijl 3N-5 = 7. Hoe is dit mogelijk?
# Wat gebeurt er voor waterstof met de overgang van 2D3/2 naar 2F5/2 in een magneetveld? (1 Ã 2 blz.)
#* Bijvraag: Welke techniek kun je gebruiken om de overgangen te bestuderen die enkel verschillen in mj?

===23 juni 2014 ===
# Het absorptiespectrum van een verbinding heeft een maximum bij 485 nm terwijl het maximum van het emissiespectrum bij 505 nm ligt. De EinsteincoÃ«fficient voor spontane emissie bedraagt 3,2 108 s-1. Bepaal het transitiedipool en de maximale extinctiecoÃ«fficient wanneer de breedte bij halve hoogte van de absorptieband 760 cm-1 bedraagt. U mag de absorptieband beschouwen als een gelijkbenige driehoek.(maximum 2 blz)
# De golflengte van de invallende straling in een Ramanspectrometer is 488,1 nm. Wat is het golfgetal van de eerste lijn van de Stokescomponent van het rotatie Ramanspectrum van 16O2? De bindingslengte bedraagt 0,121 nm.
# Voor CHCl3 vinden we voor de CH-stretching vibratie een intense band bij 3019 cm-1 en progressief zwakkere banden bij 5900, 8700 en 13315 cm-1. Bepaal de bindings- en dissociatie energie.
# Geef het ESR spectrum van het butadieen radicaal anion. Dit radicaal heeft 4 equivalente protonen met een hyperfijnconstante van 7,6 gauss en twee equivalente protonen met een hyperfijnconstante van 2,8 gauss. Wat is de spindichtheid op elk van de koolstofatomen?

=== 18 juni 2014 ===
[[Bestand:Examen spectro 18 06 2014.pdf]]

=== 10 juni 2014 ===
# Het absorptiespectrum van het monomethine thiacyanine MTHIATS heeft een maximum bij 440 nm (structuur gegeven maar eigenlijk niet nodig). De maximale extinctiecoÃ«fficiÃ«nt en de breedte bij halve hoogte van de absorptieband bedragen respectievelijk 8.0x104 lmol-1cm-1 en 1500 cm-1. Bepaal het transitiedipool en de EinsteincoÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie (maximum en gemiddelde van het emissiespectrum bij 22000 cm-1). U mag de absorptieband beschouwen als een gelijkbenige driehoek.
# Bereken Nj/N0 voor 1H19F molecule voor J=0, J=5 en J=10 bij 298K. De bindingsafstand is 0.92Ã… en de vibratie constante = 966Nm-1
#* Voor welke waarde van J is Nj/N0 maximaal?
#* Wat is de energie van de J=5 â†’ J=6 overgang?
# Het NO2+ ion bezit twee ontaarde IR-absorptiebanden bij 540 cm-1 en een (niet-ontaarde) IR-absorptieband bij 2360 cm-1. Daarnaast heeft het een Ramanband (deze overgang wordt niet in het IR-spectrum waargenomen) bij 1400 cm-1.
#* Verklaar dit spectrum en leg een verband met de moleculaire structuur van NO2+.
#* Verder wordt nog een weinig intense IR-absorptielijn waargenomen bij 3735 cm-1. Waaraan is deze te wijten?
# Hoe wordt de energie van een 2p-elektron van waterstof opgesplitst in een magneetveld B0? Bekijk alle mogelijke toestanden.
'''OPGEPAST:Bereken de juiste LandÃ© splitting factor (Ge)!! '''

# Wat is de magnetisatie van Na kernen in 1ml van een 1*10-3M oplossing Na+ ionen in een veld van 9 Tesla bij 298 Kelv1n (I= 3/2 voor Na)
'''OPGEPAST: dit is iets met een reeksontwikkeling zei hij op het examen...
'''

===17 juni 2013 Groep 1===
# nulpuntsenergie, bindingsenergie, afstand tussen 2 atomen, temperatuur (en miss nog andere dingen) gegeven. Gevraagd:
#* krachtconstante, vibratiefrequentie en anharmoniciteitsconstante
#* aantal vibratieniveaus
#* rotatieconstante
#* energie van eerste 3 rotatieniveaus
#* mogelijk fluorescentiespectrum
# iets ivm EPR van radicaal
#* spindichtheid op koolstofatomen berekenen
#* teken spectrum
#* vergelijken met resultaten van Huckel MO
# Ca+ => geeft grondtoestand en mogelijke transities hieruit en geef opsplitsing in energie van laagst energetische aangeslagen toestand in een veld van 5 Tesla.

===17 juni 2013 Groep 2===
#Bij het elektronisch-vibratie absorptiespectrum de ....overgang van BeO vindt men onderstaande bandoorsprongen voor de verschillende vibratie-rotatiebanden.
#*Bepaal de beste waarden voor Ï–e en Ï‡e voor de ... en ...toestand.
#*Bepaal de bindingsenergieÃ«n( zie examen 7 september 2011 vraag 5)
#hoe ziet het EPR spectrum van CD3Â° er uit?(I voor D=1). Als je weet dat de hyperfijnconstante voor CH3Â°=....G, wat is dan de hyperfijnconstante van CD3Â°?
#Bereken welk rotatieniveau van CH4 maximaal bezet zal zijn bij 25Â°C, B=.... let op, de ontaarding is hier nu (2J+1)Â² i.pv. (2J+1).

===22 juni 2012 Groep 1===
# Het absorptiespectrum van het monomethine thiacyanine MTHIATS heeft een maximum bij 440 nm (structuur gegeven maar eigenlijk niet nodig). De maximale extinctiecoÃ«fficiÃ«nt en de breedte bij halve hoogte van de absorptieband bedragen respectievelijk 8.0x104 lmol-1cm-1 en 1500 cm-1. Bepaal het transitiedipool en de EinsteincoÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie (maximum en gemiddelde van het emissiespectrum bij 22000 cm-1). U mag de absorptieband beschouwen als een gelijkbenige driehoek.
# Voor welke waarde van J is NJ/N0 maximaal voor het 1H19F molecule bij 298K. De bindingslengte bedraagt 0.92Ã…. Wat is de exacte energie van de J=5â†’J=6 overgang? De vibratiekrachtconstante is 966 Nm-1.
# Het NO2+ ion bezit twee ontaarde IR-absorptiebanden bij 540 cm-1 en een (niet-ontaarde) IR-absorptieband bij 2360 cm-1. Daarnaast heeft het een Ramanband (deze overgang wordt niet in het IR-spectrum waargenomen) bij 1400 cm-1.
#* Verklaar dit spectrum en leg een verband met de moleculaire structuur van NO2+.
#* Verder wordt nog een weinig intense IR-absorptielijn waargenomen bij 3735 cm-1. Waaraan is deze te wijten?
# Hoe wordt de energie van een 2p-elektron van waterstof opgesplitst in een magneetveld B0? Bekijk alle mogelijke toestanden.

===18 juni 2012===
# Wat is de magnetisatie van 1ml van een oplossing van 2H met als concentratie 10-3M in een veld van 9T en bij 298K. (I = 1)
# De traagheidsmomenten van het lineaire HgBr2 zijn zeer groot dus de O en S takken van de vibrationele Raman spectra tonen weinig rotationele structuur. Berekenen de bindingslengte als je weet dat J correspondeerd met de maximale intensiteit. Afstand tussen de maxima van de O en S takken is 15,2 cm-1.
# Een transitie van groot belang in zuurstofgas geeft aanleiding tot de 'Schumann-Runge band' in UV. De golfgetallen van de transities van de grondtoestand naar vibrationele niveaus van de eerst aangeslagen toestand zijn gegeven. Bereken de dissociatie-energie van de hoogste liggend elektronisch niveau. Dezelfde aangeslagen toestand dissocieert naar een O atoom met 1 grondtoestand en 1 aangeslagen atoom met een energie van 190 kJ/mol boven de grondtoestand. Bereken hieruit de dissociatie-energie van de grondtoestand van zuurstofgas.
# Yb3+ heeft een 2F configuratie. Welke toestand zullen door spinorbitaalkoppeling bekomen worden? Deze met de hoogste J-waarde ligt het laagst in energie. Bereken kwantitatief de invloed van een magneetveld met sterkte B(0). Is de oscillatorstekte groot voor de eerste aangeslagen toestand? (golflengte gegeven).
#* Bijvraag: met welke techniek zouden we het verschil tussen de energieniveau's kunnen meten?

===24 juni 2011 - groep 2===
# Het absorptiespectrum van CdSe kwantum dot heeft een maximum bij 460 nm met een molaire extinctiecoÃ«fficiÃ«nt van 49000 cm-1 M-1 in een midden met een brekingsindex gelijk aan 7. De breedte van de absorptieband bedraagt 400 cm-1.
#* Bereken de oscillatorsterkte.
#* Bereken de EinsteincoÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie voor de emissie bij 485 nm.
#*Bereken het transitiedipool.
# Gegeven: enkele pieken van het rotatiespectrum van HCl. Bereken het traagheidsmoment en de bindingslengte. Voorspel de eerste twee pieken van gedeutereerd HCl.
# Welk van de onderstaande vibraties van de acetyleen zijn IR-actief? Welk zijn Ramanactief? Hoeveel normale vibratiewijzen zijn hier mogelijk?
# Wat gebeurt voor waterstof met de overgang van 2D3/2 naar 2F5/2 in een magneetveld?

===24 juni 2011 - groep 1===
#Het rotatiespectrum van H2 (te beschouwen als starre rotator) bekomen door instralen met een laser bij 488 nm, bestaat uit een reeks lijnen bij 496.6 nm, 502.42 nm, 508.21 nm en 513.96 nm. Wat is de bindingsafstand?
#Het proteÃ¯ne hemo-erytrine staat in voor het zuurstoftransport in sommige ongewervelden. Elk proteÃ¯ne molecule heeft twee Fe2+ ionen die samenwerken om Ã©Ã©n molecule O2 te binden. De Fe2O2 groep van het gexoygeneerde hemo-erytrine is roodgekleurd en heeft een elektronische absorptie bij 500 nm. Het resonantie Raman-spectrum van het geoxygeneerde hemo-erytrine, bekomen met laser-excitatie bij 488 nm heeft een band bij 508.96 nm die toegeschreven wordt aan de O-O stretching van gebonden 16O2.
#*Welk voordeel biedt resonantie Raman spectroscopie t.o.v. infrarood absorptie-spectroscopie om de binding van O2 aan hemo-erytrine te bestuderen?
#*Naar welke golfgetal verschuift deze band in het Raman spectrum als 16O2 door 18O2 vervangen wordt?
#*De fundamentele vibratie golfgetallen van de O-O stretching mode van O2, O2- (superoxide anion) en O22- (peroxide anion) zijn respectievelijk 1555, 1107 and 878 cm-1. Verklaar deze trend in het licht van de elektronische structuur van O2, O2- and O22-.
#*Welke van de volgende species Fe22+O2; Fe2+Fe3+O2- of Fe23+O22- beschrijft het best de Fe2O2 hemo-erytrine, rekening met de resonantie Ramanband bij 844 cm-1 en de data in vraag c? Verklaar uw antwoord.
#*Het resonantiespectrum van hemo-erytrine met 16O18O heeft 2 banden die kunnen toegeschreven worden aan de O-O stretching mode van gebondenzuurstof. Met welk van de structuren die u hieronder ziet is dit compatibel en waarom? Het is mogelijk dat meer dan Ã©Ã©n structuur mogelijk is. [[Media:Fe2O2complex.JPG]]
#Welke nulde orde golffuncties vindt u voor de kernspin van de CH2F groep van benzylfluoride? Welk type NMR-spectrum geeft deze groep?
#Wat gebeurt voor Al+ met de laagste toegelaten elektronische overgang in een magneetveld met sterkte B?

===20 juni 2011===
# Twee He atomen (4 a.u.) vormen een complex bij 1 mK. Onderlinge afstand is 2,97 Ã…. De nulpuntsenergie bedraagt 2,0 *10-26 J, de bindingsenergie is 1,51 *10-23 J.
#* Wat zijn de vibratiefrequentie (cm-1), krachtconstante, en de anharmonisiteitsconstante?
#* Hoeveel vibratieniveaus zitten in de put?
#* Bereken de rotatieconstante.
#* Bereken zo nauwkeurig mogelijk de eerste 3 rotatieniveaus.
#* Hoe ziet het fluorescentiespectrum eruit?
#19F NMR spectrum van ClF3 was gegeven. Het spectum moest besproken worden en de structuur van ClF3 hieruit vinden.
# Welke overgangen zijn mogelijk van het Ca+ -ion vanuit zijn elektronische stabielste toestand? Bereken de opsplitsing van de laagste aangeslagen elektronische toestand in een veld van 5T.

===18 juni 2010===
#In a classic study of the application of NMR to the measurement of rotational barriers in molecules. P.M. Nair and J.D. Roberts (j. Am. Chem. Soc. 79, 4565 (1957)) obtained the 40 MHz 19F-NMR spectrum of F2BrCCBrC12. Their spectra are reproduced below. At 193 K. the spectrum shows five resonance peaks. Peaks I and III are separated by 160 Hz, as are IV and V. The ratio of the integrated intensities of peak II to peaks I, III, IV, and V is approximately 10 to 1. At 273 K. the five peaks have. collapsed into one. Explain the spectrum and its change with temperature. At what rate of inter conversion will the spectrum collapse to a single line? Calculate the rotational energy barrier between the rotational isomers on the assumption that it is related to the rate of interconversion between the isomers.
#*[[Bestand:Spectro_2010_1.jpg]]
#De traagheidsmomenten van het lineaire HgBr2 zijn zeer groot dus de O en S takken van de vibrationele Raman spectra tonen weinig rotationele structuur. Berekenen de bindingslengte als je weet dat J correspondeerd met de maximale intensiteit. Afstand tussen O en S takken is 15,2 cm-1
#Een transitie van groot belang in zuurstofgas geeft aanleiding tot de 'Schumann-Runge band' in UV. De golfgetallen van de transities van de grondtoestand naar vibrationele niveaus van de eerst aangeslagen toestand zijn gegeven. Bereken de dissociatie-energie van de hoogste liggend elektronisch niveau. Dezelfde aangeslagen toestand dissocieert naar een O atoom met 1 grondtoestand en 1 aangeslagen atoom met een energie van 190 kJ/mol boven de grondtoestand. Bereken hieruit de dissociatie-energie van de grondtoestand van zuurstofgas.
#Yb3+ heeft een 2F configuratie. Welke toestand zullen door spinorbitaalkoppeling bekomen worden. Deze met de hoogste J-waarde ligt het laagst in energie. Bereken kwantitatief de invloed van een magneetveld met sterkte 1 Tesla. Is de oscillatorstekte groot voor de eerste aangeslagen toestand. (golflengte gegeven)

===15 juni 2009===
#Het rotatiespectrum van H2 (te beschouwen als starre rotator) bekomen door instralen met een laser bij 488 nm, bestaat uit een reeks lijnen bij 496.6 nm, 502.42 nm, 508.21 nm en 513.96 nm. Wat is de bindingsafstand? (1 blz)
#Het proteÃ¯ne hemo-erytrine staat in voor het zuurstoftransport in sommige ongewervelden. Elk proteÃ¯ne molecule heeft twee Fe2+ ionen die samenwerken om Ã©Ã©n molecule O2 te binden. De Fe202 groep van het gexoygeneerde hemo-erytrine is roodgekleurd en heeft een elektronische absorptie bij 500 nm. Het resonantie Raman-spectrum van het geoxygeneerde hemo-erytrine, bekomen met laser-excitatie bij 488 nm heeft een band bij 508.96 nm die toegeschreven wordt aan de O-O stretching van gebonden 1602.
#*Welk voordeel biedt resonantie Raman spectroscopie t.o.v. infrarood absorptie-spectroscopie om de binding van O2 aan hemo-erytrine te bestuderen?
#*Naar welke golfgetal verschuift deze band in het Raman spectrum als 1602 door 1802 vervangen wordt?
#*De fundamentele vibratie golfgetallen van de O-O stretching mode van O2, 02 - (superoxide anion, and O2 2- (peroxide anion) zijn respectievelijk 1555, 1107 and 878 cm-1. Verklaar deze trend in het licht van de elektronische structuur van O2, 02 - and O2 2-.
#*Welke van de volgende species Fe22+O2; Fe2+Fe3+02- of Fe23+022- beschrijft het best de Fe2O2 hemo-erytrine, rekening met de resonantie Ramanband bij 844 cm-1 en de data in vraag c? Verklaar uw antwoord.
#*Het resonantiespectrum van hemo-erytrine met 16O18O heeft 2 banden die kunnen toegeschreven worden aan de O-O stretching mode van gebondenzuurstof. Met welk van de structuren die u hieronder ziet is dit compatibel en waarom? Het is mogelijk dat meer dan Ã©Ã©n structuur mogelijk is. [[Media:Fe2O2complex.JPG]]
#Voor een continu opgenomen NMR spectrum (geen Fourriettransform NMR) stelt men cast dat bij toename van B1 de intensiteit van een lijn bij het maximum toeneemt en daarna opnieuw afneemt. Hoe kun je dit verklaren (je mag dit zowel op kwalitatieve als op meer kwantitatieve wijze doen)?.
#Wat gebeurt voor Al+ met de laagste toegelaten overgang in een magneetveld met sterkte B? Werk kwantitatief uit.

===12 juni 2009===
====Groep 1====
# Twee He atomen (4 a.u.) vormen een complex bij 1 mK. Onderlinge afstand is 2,97 Ã…. De nulpuntsenergie bedraagt 2,0 *10-26 J, de bindingsenergie is 1,51 *10-23 J.
#* Wat zijn de vibratiefrequentie (cm-1), krachtconstante, en de anharmonisiteitsconstante?
#* Hoeveel vibratieniveaus zitten in de put?
#* Bereken de rotatieconstante.
#* Bereken zo nauwkeurig mogelijk de eerste 3 rotatieniveaus.
#* Hoe ziet het fluorescentiespectrum eruit?
# De longitudinale relaxatietijd van benzeen (Ï„c = 10-10 s) neemt toe wanneer de temperatuur toeneemt terwijl dat van een oligonucleotide een groot molecule (Ï„c = 10-6 s) afneemt. Ï„c neemt toe naarmate de temperatuur stijgt. Wat gebeurt er met de transversale relaxatietijd van de beide moleculen wanneer de temperatuur stijgt?
# Welke overgangen zijn mogelijk van het Ca+ -ion vanuit zijn elektronische stabielste toestand? Bereken de opsplitsing van de laagste aangeslagen elektronische toestand in een veld van 5T.

====Groep 2====
# Het absorptiespectrum van CdSe kwantum dot heeft een maximum bij 460 nm met een molaire extinctiecoÃ«fficiÃ«nt van 49000 cm^-1 M^-1 in een midden met een brekingsindex gelijk aan 7. De breedte van de absorptieband bedraagt 400 cm^-1.
#* Bereken de oscillatorsterkte.
#* Bereken de EinsteincoÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie voor de emissie bij 485 nm.
#*Bereken het transitiedipool.
# De golflengte van het ingestraalde licht bedraagt 488 nm in een Raman spectrometer. Wat is de golflengte van de eerste lijn van de Stokescomponent van het rotatie Ramanspectrum van 14N2? De bindingslengte bedraagt 0.109 nm
# Welk van de onderstaande vibraties van de acetyleen zijn IR-actief? Welk zijn Ramanactief? Hoeveel normale vibratiewijzen zijn hier mogelijk?
# Wat gebeurt voor waterstof met de overgang van 2D3/2 naar 2F5/2 in een magneetveld?

Spectroscopische Meettechnieken

2025-06-18T18:15:19Z

R0883490: /* Examenvragen na Juni 2022 */

[[Categorie:Bachelor Chemie]]

==Vakinformatie==
Het vak werd in januari 2022 geherstructureerd en wordt nu gegeven door Hofkens Johan & Debroye Elke. In gesprek met studentenvertegenwoordigers wilden ze lesgeven in een meer "praktisch georienteerde benadering". Dit komt ook tot uiting in een examen, dat nu uit 4 delen bestaat: 5 korte begrippen, een NMR-vraag, een theorievraag en een vraag uit de oefenzitting

==Examenvragen na Juni 2022==
===16 juni VM en NM 2025===
#Er waren 2 moleculen gegeven (beide benzeenringen met een aantal functionele groepen) en 3 spectra. 1 verschilspectrum (enkel aromatisch gedeelte weergegeven), 2 spectra waarbij ze specifiek atomen binnen het molecuul 'bombarderen'. 5 punten Elke
##signalen toekennen aan protonen
##welk van de twee moleculen komt overeen met de spectra
##waarom blijft de koppeling behouden?
##stijgt de intensiteit wanneer er met een 600 MHz toestel gemeten zou worden?
##weet ik niet meer

#absorptiespectrum en structuur van peryleen gegeven. 5 punten Johan
##hoe ziet het fluorescentiespectrum er uit?
##wat zou er gebeuren met het spectrum als je de concentratie verhoogt?
##geef het golfgetal van de overgang die het meest voorkomend is in de grondtoestand (ervan uitgaande dat die hetzelfde is als in de aangeslagen toestand)
##is peryleen aromatisch
##Indien tolueen gebruikt wordt als solvent, zou je de Ramanpiek waarnemen en waarom?

#begrippen (6 punten, elk begrip op 2)
##wat is anti-kasha, geef een voorbeeld en waarom is dit mogelijk
##Wat is het Davisson-Germer experiment en waarom was het zo belangrijk?
##relevantie van deutering uitleggen voor HNMR, CNMR (DEPT) en IR.

#Oefening (4 punten)
##gegeven, molecuul met lengte 600 pm, foton met welke golflengte is nodig om het van niveau 3 naar 4 te laten aanslagen.
##hoeveel zal de energie van een niveau veranderen als de lengte van een molecuul met 10% langer zou worden?

===23 augustus VM 2024===
#Er waren 2 moleculen gegeven (https://legacy.chemspider.com/Search.aspx?rid=bbb5fbf4-af21-4255-a3c5-7be382b0f711) -> Elke (7punten)
##Hoe kunnen deze twee moleculen van elkaar onderscheiden worden via 1H-NMR? Welke van de atomen zal het meeste upfield/ downfield liggen? (Bijvraag was geef de ppm-waardes en hoe kan je dit zien) (2 punten)
##Zelfde vraag maar dan voor 13C-NMR + Hoeveel signalen zijn er zichtbaar bij 13C-NMR + verklaar (2 punten)
##Weet ik niet meer (1punt)
##Hoe kan je het verschil tussen de twee moleculen zien in een IR-spectrum? (1 punt)
##Kan je een verschil zien tussen beide moleculen in een absorptiespectrum? + verklaar hoe (1 punt)
#Er was 1 absorptie spectrum gegeven met 3 absorptie en emissie banden die telkens met de vorige overlappen. Er waren ook 3 moleculen gegeven. Allemaal hetzelfde alleen het geconjugeerde systeem (iets met cyaniden) tussen de ringen was steeds 2 dubbele bindingen langer. -> Johan (ook 7 punten iedere vraag 1punt)
##Welk molecuul hoort bij welk spectrum en waarom?
##Wat zal je waarnemen bij 500nm met een gegeven concentratie?
##Wat zal je waarnemen bij een hogere concentratie? (Let op mengsel)
##Wat zal er gebeueren bij het deze golflengte
##Verklaar het anisotropisch effect.
##Zal 3050 cm^(-1) interfereren met 600nm?
##We moesten een energie berekenen geen idee hoe, iets met vibratie frequentie omzetten
##Met de bekomen energie moesten we de formule van boltsmann gebruiken en verder rekenen.
##Fret uitleggen aan de hand van figuur
##Nog een vraag over tijdsconstante die we moesten berekenen of vergelijken
#Oefening op 6punten
##2 Tijds/verval constantes gegeven. Bereken de overeenkomstige energie en reken verder naar de frequentie. Vergelijk telkens beide waardes voor de gegeven tijd en verklaar als het logisch is.

===17 juni 2024===
#Een fluorofoor gemerkte lipide (fluorofoor = pyreen) wordt gemengd met een gewoon lipide ter vorming van een fluorescerend membraan. Het absorptiespectrum van pyreen is gegeven.
##Hoe ziet het absorptiespectrum en fluorescentiespectrum eruit na menging? Hoe verandert de fluorescentie leeftijd?
##Is pyreen aromatisch?
##Geg: normale uitrekking/normal stretch mode H2O: 3650 cm-1 ; Geg: krachtcst H2O & D2O gelijk ; Welke freq. voor uitrekking D2O?
##Bij welke frequentie zal er een Raman-piek optreden voor deze stretch?
#Geg structuur van bèta-caroteen waarin 3 soorten protonen zijn aangeduid (1 CH en 2 CH3). Protonnabijheids-NMR bij 300 MHz.
##Welk van de 3 soorten zou je met zijn resonantiefrequentie bestralen voor deze techniek? Waarom?
##Veranderen de koppelingen door deze techniek te gebruiken?
##Veranderen de intensiteiten in het verschilspectrum door met een 600 MHz toestel te werken ipv met een 300 MHz toestel?
##Welke andere NMR-techniek zou je kunnen gebruiken om dit molecule te karakteriseren?
##Stel een niet-NMR techniek voor om dit molecule te karakteriseren.
#Oefening: De hoeveelheid ozon wordt vaak gemeten door UV-absorptie en wordt uitgedrukt in Dobson units {DU): 1 DU komt overeen met een ozonlaag van 10-3 cm dik bij 1 atm en O °C. Bereken de absorbantie van UV-stralen (300 nm) voor 300 DU en voor 100 DU. Molaire absorptiecoëfficiënt = 476 L mol-1 cm-1.
#Begrippen:
##Wat is Free Induction Decay? Wat gebeurt er met de resolutie als je meerdere interferrogrammen combineert?
##Wat is anisotropie en leg uit hoe het gebruikt kan worden in biologische toepassingen.
##Wat is het innerfiltereffect?

===29 juni 2022===
#IR, Raman en elektronische transities
##Lineaire hypothetische moleculen B-A-B en A-B-B: #fundamentele vibraties?
##IR geeft 3 normale vibraties, welk molecule?
##Geg: normale uitrekking/normal stretch mode H2O: 3650cm-1 ; Geg: krachtcst H2O & D2O gelijk ; Welke freq. voor uitrekking D2O?
##Teken jablonski: Stokes, anti-Stokes & near-resonance. Geef volgorde %-voorkomen en sterkte.
##Geef meest waarschijnlijke IR-transitie (uit vorige oef) en zeg wrm.
#
#Geg reactie: 4,4,6,6-Tetramethyl-2-cyclohexen-1-one -> 3-Isopropyl-5,5-dimethyl-2-cyclopenten-1-one
##Hoe onderscheiden met IR?
##Hoe met HNMR? Geef shifts & koppelings
##CNMR-signalen: #, equi. C's, volgorde signalen + situeer
##Te onderscheiden met 1 DEPT-NMR expirment?
##UV-Vis nuttig?
#Quenching vraagstuk: FP + Cu2+
##Geg tau0: 3,6ns; kQ: 3x10^8; [Q] = ? + fig; Type proces quenching?
##phi = 76% -> kr? knr?
##na quench: lambda 434 -> 557nm (FRET); tijdscst 100ps; Fonster afstand 6nm; R = ?; Teken FRET in Jablonski

==Oude Vakinformatie==
Hall0,
het vak sectrosocpische mettchen1eken is een ware belevenis. Professor Vander Auweraer is op zijn zachtst gezegd een fenomeen. Het moet gezegd worden, de lessen zijn niet bijster interessant en de cursus laat hier en daar wel eens te wensen over maar het is een zeer warm persoon. Spelling (of spleling in het Van Der Auweraers) is niet zijn sterkte punt. Het examen is openboek.

Normaal maakt Vander Auweraer geen nieuwe vragen, maar hier is op het POC over geklaagd dus hij gaat nieuwe vragen maken. Volgens thesisstudenten van Vander Aueraer zouden er (voor juni 2018) twee zijn van de vijf nieuw zijn.

==Examenvragen voor Januari 2022==

===2 juni 2021 ===
# 63Cu2 heeft een grond- en aangeslagen toestand. Het verschil tussen de minima van de potentiële energiecurves is gegeven, net zoals we', wexe', B', we", wexe" en B".
## Bereken de bindingsenergie van de grond- en aangeslagen toestand.
## Bereken de excitatie-energie van de fragmenten van de aangeslagen toestand.
## Bereken de ligging van de eerste lijn van elke tak van het Ramanrotatievibratiespectrum van de grondtoestand als er gewerkt wordt met een laser met een invallend licht van 632 nm.
## Bereken de bindingslengte.
# Toon aan dat voor een benzeenmolecule de x-component van de transitiedipool gelijk is aan 1,12*10^-29 Cm. Je mag de bindingslengte en de straal van de cirkel gelijk nemen aan 1,4 angstrom. Bereken de Einsteincoëfficiënt voor absorptie bij een invallend licht van 200 nm. Bereken de maximale molaire extinctiecoëfficiënt als de breedte van de band op halve hoogte 1000 cm-1 is.
# Teken het EPR-spectrum van het CH2OH-radicaal. Het radicaal koppelt met twee protonen met een hyperfijnconstante van 17,4 Gauss en een proton met een hyperfijnconstante van 1,12 Gauss. Wat is de spindichtheid op het C-atoom als we aannemen dat dit sp2 gehybridiseerd is.

[[Bestand:Examen 2021.jpeg]]

===8 juni 2020 ===
# Oefening 6a van electronic spectroscopy (N2+)
# De golflengte van de invallende straling in een Ramanspectrometer is 488,11 nm. Wat is het golfgetal van de eerste lijn van de ANTIStokescomponent van het rotatie Ramanspectrum van N2? De bindingslengte bedraagt 0,121 nm. (Zelfde vraag als hieronder maar dan met ANTIstokes en N2 ipv O2)
# Oefening 8 van NMR harris (notatie van spinsystemen geven p-broomchloorbenzeen,...)

===21 juni 2019 ===
Examen 17 juni 2015

===28 juni 2017 ===
Zie examen 17 juni 2015

===21 juni 2017 ===
# vraag 1 18 juni 2014
# vraag 2 18 juni 2014
# vraag 4 18 juni 2014
# vraag 5 18 juni 2014
# Aggregatie van niet-chirale chromoforen kan aanleiding geven tot circulair dicroïsme. Verwacht u een rotatiesterkte verschillend van nul voor pakking a en/of b?
(tekeningen van pakking a (=achiraal) en b (=chiraal))
- Pakking a: in zelfde vlak, onderlinge hoek = alfa = 120°, tèta is hoek met de as die beide centra verbind en alfa +2tèta=180°
- Pakking b: in 2 vlakken loodrecht op de as die hun verbind (tèta = 90°) en alfa =120°
Argumenteer zowel met de uitdrukking voor rotatiesterkte als op basis van eventuele chiraliteit v.d. gevormde aggregaten (zijn deze chiraal?)

===17 juni 2016 ===
[[Media:Voorbeeld.ogg]]
=== 15 juni 2016 ===

# H2 spectrum met invallende golflengte gegeven en ook nog 4 golflengtes van ramanrotatielijnen. Bereken r.
# Fe2O2 vraag (zie lager)
# Al+ vraag van op wiki van wat er met de laagste overgang gebeurt in een magneetveld
#Uitvoeren met deeltje in de doos:
Een allylradicaal waar je de energie van een dubbel bezet pi orbitaal in grondtoestand en die van een enkelbezette moest geven.
Bepaal ook de transitiedipool als de bindingslengte = 0,14 nm en de dubbele binding een hoek van 30 graden maakt met de richting van het molecule.
Bijvraag: is deze overgang mogelijk?

=== 19 juni 2015 ===
# nulpuntsenergie, bindingsenergie, afstand tussen 2 atomen, temperatuur (en miss nog andere dingen) gegeven. Gevraagd:
#* Wat zijn de vibratiefrequentie (cm-1), krachtconstante, en de anharmonisiteitsconstante?
#* Hoeveel vibratieniveaus zitten in de put?
#* Bereken de rotatieconstante.
#* Bereken zo nauwkeurig mogelijk de eerste 3 rotatieniveaus.
#* Hoe ziet het fluorescentiespectrum eruit?
# Geef het ESR spectrum van het butadieen radicaal anion. Dit radicaal heeft 4 equivalente protonen met een hyperfijnconstante van 14,3 gauss en twee equivalente protonen met een hyperfijnconstante van 2,8 gauss. Wat is de spindichtheid op elk van de koolstofatomen? Komt dit overeen met wat je verwacht van Huckel Moleculaire Orbitalen?
# Welke overgangen zijn mogelijk van het Ca+ -ion vanuit zijn elektronische stabielste toestand? Bereken de opsplitsing van de laagste aangeslagen elektronische toestand in een veld van 5T. (opgelet: juiste g parameter berekenen want delta S niet gelijk aan 0)

=== 17 juni 2015 ===
# Het absorptiespectrum van een CdSe kwantum dot (kubus met ribbe 2 nm) heeft een maximum bij 460 nm met een extinctiecoÃ«fficiÃ«nt van 49000 cm-1 in een midden met een brekingsindex n = 7. De breedte van de absorptieband bedraagt 400 cm-1. NB: U mag stellen dat Îµr = n2 en Îµ = ÎµrÎµ0.
#* Bereken de oscillatorsterkte.
#* Bereken de coÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie bij 485 nm.
#* Bereken het transitiedipool. (a, b & c max 1 blz.)
#* Gebruik het deeltje in de doos om de verschuiving te berekenen van de absorptieband voor de overgang tussen de valentieband en de conductieband (waarvan u mag aannemen dat de overgang van het hoogste niveau van de VB naar het laagste niveau van de CB is) ten opzichte van een CdSe kristal met oneindige dimensies. Gebruik als effectieve massa voor de elektronen en gaten respectievelijk 0.13me en 0.45me.
#* Bijvraag: Is deze overgang op basis van de gegevens voor Îµ, f en Âµ* toegelaten?
# Het rotatiespectrum van 1H35Cl vertoont opeenvolgende lijnen bij de volgende golfgetallen: 83.32, 104.13, 124.73, 145.37, 165.89, 186.23, 206.60, 226.86 cm-1. Bereken het traagheidsmoment en de bindingslengte. Voorspel de ligging van deze lijnen voor 2H35Cl (dit volstaat voor de eerste twee lijnen).
# Acetyleen: vibraties gegeven. Welke vibraties zijn IR actief? En welke Raman actief? Hoeveel normale vibratiemodes zijn er mogelijk? (1/2 Ã 1 blz.)
#* Bijvraag: Er zijn 5 vibraties getekend, terwijl 3N-5 = 7. Hoe is dit mogelijk?
# Wat gebeurt er voor waterstof met de overgang van 2D3/2 naar 2F5/2 in een magneetveld? (1 Ã 2 blz.)
#* Bijvraag: Welke techniek kun je gebruiken om de overgangen te bestuderen die enkel verschillen in mj?

===23 juni 2014 ===
# Het absorptiespectrum van een verbinding heeft een maximum bij 485 nm terwijl het maximum van het emissiespectrum bij 505 nm ligt. De EinsteincoÃ«fficient voor spontane emissie bedraagt 3,2 108 s-1. Bepaal het transitiedipool en de maximale extinctiecoÃ«fficient wanneer de breedte bij halve hoogte van de absorptieband 760 cm-1 bedraagt. U mag de absorptieband beschouwen als een gelijkbenige driehoek.(maximum 2 blz)
# De golflengte van de invallende straling in een Ramanspectrometer is 488,1 nm. Wat is het golfgetal van de eerste lijn van de Stokescomponent van het rotatie Ramanspectrum van 16O2? De bindingslengte bedraagt 0,121 nm.
# Voor CHCl3 vinden we voor de CH-stretching vibratie een intense band bij 3019 cm-1 en progressief zwakkere banden bij 5900, 8700 en 13315 cm-1. Bepaal de bindings- en dissociatie energie.
# Geef het ESR spectrum van het butadieen radicaal anion. Dit radicaal heeft 4 equivalente protonen met een hyperfijnconstante van 7,6 gauss en twee equivalente protonen met een hyperfijnconstante van 2,8 gauss. Wat is de spindichtheid op elk van de koolstofatomen?

=== 18 juni 2014 ===
[[Bestand:Examen spectro 18 06 2014.pdf]]

=== 10 juni 2014 ===
# Het absorptiespectrum van het monomethine thiacyanine MTHIATS heeft een maximum bij 440 nm (structuur gegeven maar eigenlijk niet nodig). De maximale extinctiecoÃ«fficiÃ«nt en de breedte bij halve hoogte van de absorptieband bedragen respectievelijk 8.0x104 lmol-1cm-1 en 1500 cm-1. Bepaal het transitiedipool en de EinsteincoÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie (maximum en gemiddelde van het emissiespectrum bij 22000 cm-1). U mag de absorptieband beschouwen als een gelijkbenige driehoek.
# Bereken Nj/N0 voor 1H19F molecule voor J=0, J=5 en J=10 bij 298K. De bindingsafstand is 0.92Ã… en de vibratie constante = 966Nm-1
#* Voor welke waarde van J is Nj/N0 maximaal?
#* Wat is de energie van de J=5 â†’ J=6 overgang?
# Het NO2+ ion bezit twee ontaarde IR-absorptiebanden bij 540 cm-1 en een (niet-ontaarde) IR-absorptieband bij 2360 cm-1. Daarnaast heeft het een Ramanband (deze overgang wordt niet in het IR-spectrum waargenomen) bij 1400 cm-1.
#* Verklaar dit spectrum en leg een verband met de moleculaire structuur van NO2+.
#* Verder wordt nog een weinig intense IR-absorptielijn waargenomen bij 3735 cm-1. Waaraan is deze te wijten?
# Hoe wordt de energie van een 2p-elektron van waterstof opgesplitst in een magneetveld B0? Bekijk alle mogelijke toestanden.
'''OPGEPAST:Bereken de juiste LandÃ© splitting factor (Ge)!! '''

# Wat is de magnetisatie van Na kernen in 1ml van een 1*10-3M oplossing Na+ ionen in een veld van 9 Tesla bij 298 Kelv1n (I= 3/2 voor Na)
'''OPGEPAST: dit is iets met een reeksontwikkeling zei hij op het examen...
'''

===17 juni 2013 Groep 1===
# nulpuntsenergie, bindingsenergie, afstand tussen 2 atomen, temperatuur (en miss nog andere dingen) gegeven. Gevraagd:
#* krachtconstante, vibratiefrequentie en anharmoniciteitsconstante
#* aantal vibratieniveaus
#* rotatieconstante
#* energie van eerste 3 rotatieniveaus
#* mogelijk fluorescentiespectrum
# iets ivm EPR van radicaal
#* spindichtheid op koolstofatomen berekenen
#* teken spectrum
#* vergelijken met resultaten van Huckel MO
# Ca+ => geeft grondtoestand en mogelijke transities hieruit en geef opsplitsing in energie van laagst energetische aangeslagen toestand in een veld van 5 Tesla.

===17 juni 2013 Groep 2===
#Bij het elektronisch-vibratie absorptiespectrum de ....overgang van BeO vindt men onderstaande bandoorsprongen voor de verschillende vibratie-rotatiebanden.
#*Bepaal de beste waarden voor Ï–e en Ï‡e voor de ... en ...toestand.
#*Bepaal de bindingsenergieÃ«n( zie examen 7 september 2011 vraag 5)
#hoe ziet het EPR spectrum van CD3Â° er uit?(I voor D=1). Als je weet dat de hyperfijnconstante voor CH3Â°=....G, wat is dan de hyperfijnconstante van CD3Â°?
#Bereken welk rotatieniveau van CH4 maximaal bezet zal zijn bij 25Â°C, B=.... let op, de ontaarding is hier nu (2J+1)Â² i.pv. (2J+1).

===22 juni 2012 Groep 1===
# Het absorptiespectrum van het monomethine thiacyanine MTHIATS heeft een maximum bij 440 nm (structuur gegeven maar eigenlijk niet nodig). De maximale extinctiecoÃ«fficiÃ«nt en de breedte bij halve hoogte van de absorptieband bedragen respectievelijk 8.0x104 lmol-1cm-1 en 1500 cm-1. Bepaal het transitiedipool en de EinsteincoÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie (maximum en gemiddelde van het emissiespectrum bij 22000 cm-1). U mag de absorptieband beschouwen als een gelijkbenige driehoek.
# Voor welke waarde van J is NJ/N0 maximaal voor het 1H19F molecule bij 298K. De bindingslengte bedraagt 0.92Ã…. Wat is de exacte energie van de J=5â†’J=6 overgang? De vibratiekrachtconstante is 966 Nm-1.
# Het NO2+ ion bezit twee ontaarde IR-absorptiebanden bij 540 cm-1 en een (niet-ontaarde) IR-absorptieband bij 2360 cm-1. Daarnaast heeft het een Ramanband (deze overgang wordt niet in het IR-spectrum waargenomen) bij 1400 cm-1.
#* Verklaar dit spectrum en leg een verband met de moleculaire structuur van NO2+.
#* Verder wordt nog een weinig intense IR-absorptielijn waargenomen bij 3735 cm-1. Waaraan is deze te wijten?
# Hoe wordt de energie van een 2p-elektron van waterstof opgesplitst in een magneetveld B0? Bekijk alle mogelijke toestanden.

===18 juni 2012===
# Wat is de magnetisatie van 1ml van een oplossing van 2H met als concentratie 10-3M in een veld van 9T en bij 298K. (I = 1)
# De traagheidsmomenten van het lineaire HgBr2 zijn zeer groot dus de O en S takken van de vibrationele Raman spectra tonen weinig rotationele structuur. Berekenen de bindingslengte als je weet dat J correspondeerd met de maximale intensiteit. Afstand tussen de maxima van de O en S takken is 15,2 cm-1.
# Een transitie van groot belang in zuurstofgas geeft aanleiding tot de 'Schumann-Runge band' in UV. De golfgetallen van de transities van de grondtoestand naar vibrationele niveaus van de eerst aangeslagen toestand zijn gegeven. Bereken de dissociatie-energie van de hoogste liggend elektronisch niveau. Dezelfde aangeslagen toestand dissocieert naar een O atoom met 1 grondtoestand en 1 aangeslagen atoom met een energie van 190 kJ/mol boven de grondtoestand. Bereken hieruit de dissociatie-energie van de grondtoestand van zuurstofgas.
# Yb3+ heeft een 2F configuratie. Welke toestand zullen door spinorbitaalkoppeling bekomen worden? Deze met de hoogste J-waarde ligt het laagst in energie. Bereken kwantitatief de invloed van een magneetveld met sterkte B(0). Is de oscillatorstekte groot voor de eerste aangeslagen toestand? (golflengte gegeven).
#* Bijvraag: met welke techniek zouden we het verschil tussen de energieniveau's kunnen meten?

===24 juni 2011 - groep 2===
# Het absorptiespectrum van CdSe kwantum dot heeft een maximum bij 460 nm met een molaire extinctiecoÃ«fficiÃ«nt van 49000 cm-1 M-1 in een midden met een brekingsindex gelijk aan 7. De breedte van de absorptieband bedraagt 400 cm-1.
#* Bereken de oscillatorsterkte.
#* Bereken de EinsteincoÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie voor de emissie bij 485 nm.
#*Bereken het transitiedipool.
# Gegeven: enkele pieken van het rotatiespectrum van HCl. Bereken het traagheidsmoment en de bindingslengte. Voorspel de eerste twee pieken van gedeutereerd HCl.
# Welk van de onderstaande vibraties van de acetyleen zijn IR-actief? Welk zijn Ramanactief? Hoeveel normale vibratiewijzen zijn hier mogelijk?
# Wat gebeurt voor waterstof met de overgang van 2D3/2 naar 2F5/2 in een magneetveld?

===24 juni 2011 - groep 1===
#Het rotatiespectrum van H2 (te beschouwen als starre rotator) bekomen door instralen met een laser bij 488 nm, bestaat uit een reeks lijnen bij 496.6 nm, 502.42 nm, 508.21 nm en 513.96 nm. Wat is de bindingsafstand?
#Het proteÃ¯ne hemo-erytrine staat in voor het zuurstoftransport in sommige ongewervelden. Elk proteÃ¯ne molecule heeft twee Fe2+ ionen die samenwerken om Ã©Ã©n molecule O2 te binden. De Fe2O2 groep van het gexoygeneerde hemo-erytrine is roodgekleurd en heeft een elektronische absorptie bij 500 nm. Het resonantie Raman-spectrum van het geoxygeneerde hemo-erytrine, bekomen met laser-excitatie bij 488 nm heeft een band bij 508.96 nm die toegeschreven wordt aan de O-O stretching van gebonden 16O2.
#*Welk voordeel biedt resonantie Raman spectroscopie t.o.v. infrarood absorptie-spectroscopie om de binding van O2 aan hemo-erytrine te bestuderen?
#*Naar welke golfgetal verschuift deze band in het Raman spectrum als 16O2 door 18O2 vervangen wordt?
#*De fundamentele vibratie golfgetallen van de O-O stretching mode van O2, O2- (superoxide anion) en O22- (peroxide anion) zijn respectievelijk 1555, 1107 and 878 cm-1. Verklaar deze trend in het licht van de elektronische structuur van O2, O2- and O22-.
#*Welke van de volgende species Fe22+O2; Fe2+Fe3+O2- of Fe23+O22- beschrijft het best de Fe2O2 hemo-erytrine, rekening met de resonantie Ramanband bij 844 cm-1 en de data in vraag c? Verklaar uw antwoord.
#*Het resonantiespectrum van hemo-erytrine met 16O18O heeft 2 banden die kunnen toegeschreven worden aan de O-O stretching mode van gebondenzuurstof. Met welk van de structuren die u hieronder ziet is dit compatibel en waarom? Het is mogelijk dat meer dan Ã©Ã©n structuur mogelijk is. [[Media:Fe2O2complex.JPG]]
#Welke nulde orde golffuncties vindt u voor de kernspin van de CH2F groep van benzylfluoride? Welk type NMR-spectrum geeft deze groep?
#Wat gebeurt voor Al+ met de laagste toegelaten elektronische overgang in een magneetveld met sterkte B?

===20 juni 2011===
# Twee He atomen (4 a.u.) vormen een complex bij 1 mK. Onderlinge afstand is 2,97 Ã…. De nulpuntsenergie bedraagt 2,0 *10-26 J, de bindingsenergie is 1,51 *10-23 J.
#* Wat zijn de vibratiefrequentie (cm-1), krachtconstante, en de anharmonisiteitsconstante?
#* Hoeveel vibratieniveaus zitten in de put?
#* Bereken de rotatieconstante.
#* Bereken zo nauwkeurig mogelijk de eerste 3 rotatieniveaus.
#* Hoe ziet het fluorescentiespectrum eruit?
#19F NMR spectrum van ClF3 was gegeven. Het spectum moest besproken worden en de structuur van ClF3 hieruit vinden.
# Welke overgangen zijn mogelijk van het Ca+ -ion vanuit zijn elektronische stabielste toestand? Bereken de opsplitsing van de laagste aangeslagen elektronische toestand in een veld van 5T.

===18 juni 2010===
#In a classic study of the application of NMR to the measurement of rotational barriers in molecules. P.M. Nair and J.D. Roberts (j. Am. Chem. Soc. 79, 4565 (1957)) obtained the 40 MHz 19F-NMR spectrum of F2BrCCBrC12. Their spectra are reproduced below. At 193 K. the spectrum shows five resonance peaks. Peaks I and III are separated by 160 Hz, as are IV and V. The ratio of the integrated intensities of peak II to peaks I, III, IV, and V is approximately 10 to 1. At 273 K. the five peaks have. collapsed into one. Explain the spectrum and its change with temperature. At what rate of inter conversion will the spectrum collapse to a single line? Calculate the rotational energy barrier between the rotational isomers on the assumption that it is related to the rate of interconversion between the isomers.
#*[[Bestand:Spectro_2010_1.jpg]]
#De traagheidsmomenten van het lineaire HgBr2 zijn zeer groot dus de O en S takken van de vibrationele Raman spectra tonen weinig rotationele structuur. Berekenen de bindingslengte als je weet dat J correspondeerd met de maximale intensiteit. Afstand tussen O en S takken is 15,2 cm-1
#Een transitie van groot belang in zuurstofgas geeft aanleiding tot de 'Schumann-Runge band' in UV. De golfgetallen van de transities van de grondtoestand naar vibrationele niveaus van de eerst aangeslagen toestand zijn gegeven. Bereken de dissociatie-energie van de hoogste liggend elektronisch niveau. Dezelfde aangeslagen toestand dissocieert naar een O atoom met 1 grondtoestand en 1 aangeslagen atoom met een energie van 190 kJ/mol boven de grondtoestand. Bereken hieruit de dissociatie-energie van de grondtoestand van zuurstofgas.
#Yb3+ heeft een 2F configuratie. Welke toestand zullen door spinorbitaalkoppeling bekomen worden. Deze met de hoogste J-waarde ligt het laagst in energie. Bereken kwantitatief de invloed van een magneetveld met sterkte 1 Tesla. Is de oscillatorstekte groot voor de eerste aangeslagen toestand. (golflengte gegeven)

===15 juni 2009===
#Het rotatiespectrum van H2 (te beschouwen als starre rotator) bekomen door instralen met een laser bij 488 nm, bestaat uit een reeks lijnen bij 496.6 nm, 502.42 nm, 508.21 nm en 513.96 nm. Wat is de bindingsafstand? (1 blz)
#Het proteÃ¯ne hemo-erytrine staat in voor het zuurstoftransport in sommige ongewervelden. Elk proteÃ¯ne molecule heeft twee Fe2+ ionen die samenwerken om Ã©Ã©n molecule O2 te binden. De Fe202 groep van het gexoygeneerde hemo-erytrine is roodgekleurd en heeft een elektronische absorptie bij 500 nm. Het resonantie Raman-spectrum van het geoxygeneerde hemo-erytrine, bekomen met laser-excitatie bij 488 nm heeft een band bij 508.96 nm die toegeschreven wordt aan de O-O stretching van gebonden 1602.
#*Welk voordeel biedt resonantie Raman spectroscopie t.o.v. infrarood absorptie-spectroscopie om de binding van O2 aan hemo-erytrine te bestuderen?
#*Naar welke golfgetal verschuift deze band in het Raman spectrum als 1602 door 1802 vervangen wordt?
#*De fundamentele vibratie golfgetallen van de O-O stretching mode van O2, 02 - (superoxide anion, and O2 2- (peroxide anion) zijn respectievelijk 1555, 1107 and 878 cm-1. Verklaar deze trend in het licht van de elektronische structuur van O2, 02 - and O2 2-.
#*Welke van de volgende species Fe22+O2; Fe2+Fe3+02- of Fe23+022- beschrijft het best de Fe2O2 hemo-erytrine, rekening met de resonantie Ramanband bij 844 cm-1 en de data in vraag c? Verklaar uw antwoord.
#*Het resonantiespectrum van hemo-erytrine met 16O18O heeft 2 banden die kunnen toegeschreven worden aan de O-O stretching mode van gebondenzuurstof. Met welk van de structuren die u hieronder ziet is dit compatibel en waarom? Het is mogelijk dat meer dan Ã©Ã©n structuur mogelijk is. [[Media:Fe2O2complex.JPG]]
#Voor een continu opgenomen NMR spectrum (geen Fourriettransform NMR) stelt men cast dat bij toename van B1 de intensiteit van een lijn bij het maximum toeneemt en daarna opnieuw afneemt. Hoe kun je dit verklaren (je mag dit zowel op kwalitatieve als op meer kwantitatieve wijze doen)?.
#Wat gebeurt voor Al+ met de laagste toegelaten overgang in een magneetveld met sterkte B? Werk kwantitatief uit.

===12 juni 2009===
====Groep 1====
# Twee He atomen (4 a.u.) vormen een complex bij 1 mK. Onderlinge afstand is 2,97 Ã…. De nulpuntsenergie bedraagt 2,0 *10-26 J, de bindingsenergie is 1,51 *10-23 J.
#* Wat zijn de vibratiefrequentie (cm-1), krachtconstante, en de anharmonisiteitsconstante?
#* Hoeveel vibratieniveaus zitten in de put?
#* Bereken de rotatieconstante.
#* Bereken zo nauwkeurig mogelijk de eerste 3 rotatieniveaus.
#* Hoe ziet het fluorescentiespectrum eruit?
# De longitudinale relaxatietijd van benzeen (Ï„c = 10-10 s) neemt toe wanneer de temperatuur toeneemt terwijl dat van een oligonucleotide een groot molecule (Ï„c = 10-6 s) afneemt. Ï„c neemt toe naarmate de temperatuur stijgt. Wat gebeurt er met de transversale relaxatietijd van de beide moleculen wanneer de temperatuur stijgt?
# Welke overgangen zijn mogelijk van het Ca+ -ion vanuit zijn elektronische stabielste toestand? Bereken de opsplitsing van de laagste aangeslagen elektronische toestand in een veld van 5T.

====Groep 2====
# Het absorptiespectrum van CdSe kwantum dot heeft een maximum bij 460 nm met een molaire extinctiecoÃ«fficiÃ«nt van 49000 cm^-1 M^-1 in een midden met een brekingsindex gelijk aan 7. De breedte van de absorptieband bedraagt 400 cm^-1.
#* Bereken de oscillatorsterkte.
#* Bereken de EinsteincoÃ«fficiÃ«nt voor spontane emissie voor de emissie bij 485 nm.
#*Bereken het transitiedipool.
# De golflengte van het ingestraalde licht bedraagt 488 nm in een Raman spectrometer. Wat is de golflengte van de eerste lijn van de Stokescomponent van het rotatie Ramanspectrum van 14N2? De bindingslengte bedraagt 0.109 nm
# Welk van de onderstaande vibraties van de acetyleen zijn IR-actief? Welk zijn Ramanactief? Hoeveel normale vibratiewijzen zijn hier mogelijk?
# Wat gebeurt voor waterstof met de overgang van 2D3/2 naar 2F5/2 in een magneetveld?

Chemistry at nanometer scale

2025-06-18T17:49:02Z

R0883490: /* Examenvragen */

[[Categorie:Machemie]]
=Vakinformatie=
Chemistry at nanometer scale, taught by Prof. De Feyter
=Examenvragen=
Also check vtk wiki: https://wiki.vtk.be/Chemistry_at_Nanometre_Scale_(H06A6A)

===2025===
1. Si substrate with thin layer of graphene (non conducting) with functionalized patched of 2 different groups.

::a. How to create without soft litho or ...: answer: SAM (but then the correct chemistry for graphene: covalent grafting?)

::b. How to image the functionalized structures with differenct chemical properties (when you know substrate is non conduction): Answer: so no STM, then AFM but chemicaly modified tip.

::c. Measure thickness of layers (but no ellipsometry and EM)

2. create chess board structure of mum dimentions and explain technique. answer: microcontact printing

3. right, wrong or it depends statements:

::a. ...
::b. slow addition of reducing agent, for Au nanoparticle synthesis, narrows the UV/Vis spectrum
::c. increasing temperature causes disassembly of supramolecular structures
::d. Graphene and 2D materials readily disperse in water

4. In a solution containing compound-P and ZnP-8, adding SWNTs decreases the fluorescence emission spectrum. If you do the same for compound-P ZnP+8, nothing happens. (this paper "Integrating Single-Wall Carbon Nanotubes into Donor–Acceptor Nanohybrids" contains the info given. ZnP-8 and ZnP+8 are given in image 1 alongside compound-P which here is called pyrene+, the emission spectrum given on the exam is figure 3b). Image shown below as well. (see 9 June 2023 question 3)

Chemistry at Nanometre Scale (H06A6A) -- Nanochemistry exam 2023 pyrene.jpgChemistry at Nanometre Scale (H06A6A) -- Nanochemistry exam 2023 absorption.jpg

::a. What can be the role of the compound P? Draw the structure that is formed.

::b. Why is the fluorescence decreasing with increasing CNT concnetration?

::c. What is the mechanism in which this is happening. (I think he was referring to energy transfer)

5. LbL approach, for X (poly-anion) and Y (poly-cation). pKa's given en pH's of solutions is well. Fill in the table of LCD and SCD (like in lecture and excersise session). Say in which situation (A or B) X is thicker, or Y is thicker. Explain your reasoning.

==2024==

===Exam 07/06/2024 08h30 and 09h30===
'''Question one:'''
* How can you make a gold surface hydrophobic or hydrophilic?
* How can you change the hydrophobicity/hydrophilicity of the surface?
* How would you determine this macroscopically?
* How can you detect this microscopically?
'''Question two:''' Si nanowire n-type semiconductor, DNA absorbed to it to detect positively charged proteins.
* Explain the mechanism used for protein sensing.
* Right/wrong: The thicker the diameter, the more sensitive. (Ignore band gap)
* What is the function of PEG on this wire?
* Photo's shown, what kind of visualization technique would you use?
'''Question three:''' hybrid-LBL with Au and Fe
* How can you simple separate Fe and Au?
* Explain how to make water-soluble Au NPs
* Protocol given for iron oxide particles, draw molecule/structure of Fe NPs
* When the LBL is assembled, a red-shift is observed, how come?

===Exam 06/06/2024 14h00 and 15h00===

'''Question one''': Description of a paper with a picture of a dendrimer encapsulating a chromophore with a heterocycle.
#Na ions are selectively absorbed by this dendrimer. Why? (heterocycle is specific for Na)
#Discuss an approach to synthesize this dendrimer. (I explained the actual organic synthesis, but apparently he was after convergent and divergent synthesis and what the (dis)advantages of each method are)
#Discuss the change in viscosity of this dendrimer type upon going from low to high generations.

'''Question two''': Both carbon NTs and graphene have some disadvantages, in terms of their properties, when it comes to electronic applications. Why?

'''Question three''': Why is it sometimes observed that upon diluting a solution of ligand-shell protected NPs, based on non-covalent chemistry, the particles aggregate?

'''Question four''': Again discription of a paper (see slide 34 of chapter 16!)
#Suggest a way to make the "chemical contrast" lines. There is almost no difference in topography between the lines. What is the purpose of the chemical contrast lines?
#What is the surface property of the darkes lines in the figure (specific for this paper but analogous to silde 34) if you know that the PMMA blocks of the PMMA-PS block-copolymer preferentially absorb here?
#What Scanning Probe Technology would you use to reveal the topography and nanostructuring?

===2023 (from VTK website)===
====9 June 16:00====
1. A SiO2 surface with a graphene layer on top are functionalized with aryl-COOH and aryl-NO2 in a chess board pattern (but with some spacing in between the squares, so small lines of unfunctionalized surface), with squares of size 5 µm.
::a. Explain how you can functionalize covalently it without using SPM or soft lithography. It is top-down. Explain the chemistry used.
::b. Which technique can you use to determine whether graphene is covalently functionalized or if the molecules are just adsorpted?
::c. How do you find out which type of aryl functionalization is on which square, explain in detail how it works?
::d. How to measure the thickness of a square (so the length of the functionalized molecules) if you would have a full chess-board pattern, without unfunctionalized parts in between (so no spacings between the tiles)?
::e. If you had a gold substrate and you had to functionalize it with a phenyl group with -NO2 attached. How would you do that? Explain the chemistry. Here there was no space between the squares (so as in 1d, but with half of the squares nonfunctionalized)

2. Right or wrong
::a. Is starting from CNT, a good way of making high-quality graphene?
::b. Fast addition of reducing agent to thiol-gold NPs gives a narrow absorbance spectrum?
::c. Catanene: multifunctional stations. Are they unidirectional?
::d. Is it easy to disperse graphene and 2D materials in H2O?
::e. Forgot

3. In a solution containing compound-P and ZnP-8, adding SWNTs decreases the fluorescence emission spectrum. If you do the same for compound-P ZnP+8, nothing happens. (this paper "Integrating Single-Wall Carbon Nanotubes into Donor–Acceptor Nanohybrids" contains the info given. ZnP-8 and ZnP+8 are given in image 1 alongside compound-P which here is called pyrene+, the emission spectrum given on the exam is figure 3b). Image shown below as well.

[[File:Chemistry at Nanometre Scale (H06A6A) -- Nanochemistry exam 2023 pyrene.jpg|200px]][[File:Chemistry at Nanometre Scale (H06A6A) -- Nanochemistry exam 2023 absorption.jpg|200px]]
::a. What can be the role of the compound P with ZnP8- and the CNT?
::b. Why is the fluorescence of the CNT decreasing?
::c. What is the mechanism in which this is happening. (I think he was referring to energy transfer)
::d. Draw the structure that you see for the entire hybrid structure

4. LbL approach, but for different polymers (not PAA and PAH). pKa's given en pH's of solutions is well. Say which one is thicker.

5. Some siloxane structure (APTMS , but it was just given as '3-Aminopropyl-trimethoxysilan') --> make surface of Si hydrophobic. What's correct and what is wrong in this recipe? Explain.
::1. Add block co-polymer with Si wafer
::2. Mix APTMS in high concentration of octane in other glass beaker.
::3. Put this solution on Si wafer with the block co-polymer, just for a few seconds.

===2022 (from VTK website)===
====10 June 16:00====
1.
::a. Why graphene can be used as a lubricant?
::b. How to make graphene chiral and how to characterise that?
::c. How to prepare a graphene sheet on silicon oxide substrate? Given that mechanical exfoliation is not available.
::d. How to n-dope or p-dope graphene? Given that the doping process is reversible.

2. A FET sensor based on single-wall CNT (SWNT) with Pd as electrodes is built on SiO2 on Si substrate. Some adamantane compounds are given. Transfer characteristic (Ids vs Vg) curves of FET under bare-SWNT, host-guest complex on SWNT are also given.
::a. How to build the SWNT FET on SiO2 on Si substrate?
::b. Design host for adamantane compounds (same host for all compounds). Explain the host-guest interactions.
::c. How to ensure "contact" between host-guest and SWNT? Which characterisation technique to visualise this adsorption?
::d. When host-guest complexes interact with SWNT, explain why the threshold voltage is more negative and conductance is reduced?
::e. Statement (right/wrong and why): we can use alkyl thiol terminated PEG as a protective coating for SWNT.

3. Statement (right/wrong and why): Quantum confinement can be used to explain the shift of UV/Vis and fluorescence spectra of CdSe NPs to shorter wavelength upon the evaporation of solvent.

==2021==

===Exam 4 June 2021===

1.Give the optimal way to make a gold surface:

a. Hydrophobic

b. Hydrophilic

c. To tune hydrophobicity and hydrophilicity

d. What kind of technique would u use to measure the tickness

e. Explain this technique

f. Right/Wrong: I don't remember

2. A silicon nanowire bind a negative charged protein.

a. How would u make the silicon nanowire

b. Explain the principle of an N-type silicon nanowire and the set-up

c. How can you read out the binding of the negative charged protein

d. How can you improve the binding of the protein

e. Eight/Wrong: a larger diameter gives a better readout

3. Something with gold nanoparticles and iron-oxide that bind in ordered structure or layer

a. How would you produce a gold NP, which is soluble in H2O

b. Draw the structure of iron in n-octylamine and ethyleenglycol

c. Draw the structure and explain the chemistry of b) in APTMS and methanol

d. Right/Wrong: ch9emical force microscopy is designed to measure these structures and is the best technique

4. The UV-Vis and fluorescence spectra of a semiconductor NP of 6 nm with a 1.2 nm organic coat in solution shifts (I don't remember to which side) upon evaporation of the solvent. Comment on al the concepts and explain (right/wrong)

==2016==

'''14 June 2016 8:00'''
(of course I only notice they're the same questions as 15th june 2015 after I typed all this)

1. Give the optimal way to create:

a) A thiol monolayer on a graphene substrate (extra question: what does this layer look like?)
b) A thiol layer on a gold substrate with a certain alkyn chain length but at five locations at positions you can control with a diameter of a couple tens of nanometers, place thiols with a longer chain
c) A thiol layer on a gold substrate in a regular band structure, bands have a width of several micrometer (extra questions: what is PDMS? what is the ink composed of?)
d) A thiol layer on a gold substrate with the thiol in an array of regular sized dots (about 3 nm in diameter) spaced 1.5 - 2 nm apart
e) A thiol "drawing" on gold substrate, the drawing lines have a width of about 70 nm
f) Gold nanoparticles (d = 10 nm) on a silicon substrate in a regular but noncrystalline array, spaced 60 nm apart
g) What probing method would you use to visualise d)? Can you use the same method to visualise f)? (extra questions: how does feedback work in AFM? what is the resonant frequency of the tip?)

2. Correct/wrong and why?

a) It does not matter what type of amphiphiles you add to a solution (positively charged, negatively charged or neutral), the surface tension decreases at increasing concentration
b) Gold nanoparticles have the major drawback of having a much smaller quantum yield than semiconducting nanoparticles for fluorescence spectroscopy purposes

'''13 June 2016 10:00'''

Same questions as 05 June 2015 10:00

==2015==

'''22 June 2015'''

1. Dendirmers PAMAM(chap 5) take me a lot of time to find where it is...

(1) Na+ adsorption why?
(2) structure
(3) how to synthesis?
(4) viscosity change with higher generation
(5) difference between dendrimer and micelle is dendrimer needs lower concentration, right?

2.copolymer, epitaxial SA on Si(chap 15) only two slides but you need to know the whole process and the mechanism. also about AFM i think so go over chap 19 AFM!

(1) how to make chemical contrast?
(2) how copolymer ordered on that?
(3) how to characterise this pattern?
3.LbL pH sensor just like exercise 1.

'''23 June 2015'''

1)

a. how to change hidrophilicity/phobicity of a surface
b. how to tune it (not completely philic or phobic but also with different degrees)
c. how to detect polarity of surface macro and nanoscopically

2) n-siNW sensor for positively charged protein: how it works

a. reaction with PEG
b. how to characterize it
c. something else I dont remember

3) LbL of iron and gold nanoparticles linked by covalently-bonded crosslink

a) how to separate the different np
b) how to synthetize np in water.
c) he provides you the protocol for the synthesis of iron oxide NPs with different agents. then they are mixed with APTMS and someother molecule with COOH.
write what happens chemically and draw the composition of NPs
d) red shift in absorption of the nps: what does it mean?

4)(true false) mie theory explains fluorescence of semiconductor nps at higher energies.

'''15th June 2015'''

1. Many small questions about patterning, monolayers, etc, almost everything with alkyl thiols.

a) How would you make a monolayer in graphene?
b) How would you make a monolayer in gold and then substitute some islands of nm size with another alkyl thiol of longer tail?
c) How would you make stripes of alkyl thiol in gold that are micrometer sized?
d) How would you create small islands of aklyl thiols that are 2-3 nm sized and separated also by very few nanometers?
e) How would you make an irregular pattern (like a drawing) of alkyl thiols in gold with precision?
f) How would you deposit gold nanoparticles in Si forming small island in a regular but not crystalline pattern that are separated by 60 nm or so?
g) Which techniques would you use to measure that pattern in Si and the one of the small islands in gold?

2. True/False

a) Something like: the surface energy is independent of the amphiphile you use: positively charged, negatively charged or neutral. (it was something a little bit different but more or less)
b) GNPs are not really used as biolabels because they have low quantum yield in comparison to QDs of the same size.

'''19th June 2015'''

1. Diagram of a DNA functionalised gold NP designed to detect Ascorbic acid. An explanation of how the device work is provided. Basically It fluoresces after the DNA gets cleaved because of a radical produced by the ascorbic acid.

a) describe how one can prepare gold nanoparticles
b) describe how one can functionalise the NPs with the DNA strands
c) which spectroscopic technique would you use to determine the concentration of gold NP
d) What do you think is the reason why the sensitivty is 100x better with the Gold NP than in a device without gold NPs?

2. True or false and why: Keeping a low precursor concentration when synthesising gold NPs results in a broad spectrum of the fluorescence curve

3. He gives you a diagram of a molecule with three fused aromaticc rings, a number of C=O bonds, some N atoms and an alkyl chain. He says some researchers showed this can be useful for dispersing SWCNTS.

a) why is it hard to disperse SWCNTS?
b) Describe a possible mechanism of how this molecule achieves dispersion

'''5 June 2015 10:00'''
For a given application it is necessary to make a silicon wafer, with its natural oxide layer, hypdrophobic. Looking into the scientific literature, I found the following recipe:
"After dissolving trichlorooctylsilane molecule in a new glass beaker with ethanol, at rather low concentrations, a gold substrate is dipped into the solution for a few seconds, followed by a rinsing step with water.'"'
Analyse this statement, and discuss in terms of chemistry, indicating what's correct/wrong/nonsense and why.
Comment on this statement (correct/wrong and why?):
"Metal nanoparticle synthesis is governed by kinetics, rather than thermodynamics."
On top of this multilayered substrate, shown below (so with the chromium top layers), a photoresist polymer is coated. The sample is irradiated through a square-shaped mask, and the irradiated area (so having the shape of a square) is washed away. Then the following manipulations were done: gold is deposited via electrodeposition on top of the substrate; a chromium layer is deposited; then the sample is subsequently treated with 1) acetone, 2) nitric acid (dissolves the silver layer), 3) sonicated in a hexadecanethiol solution, though not necessarily in the order indicated. Figure with this top-to-down structure: chromium-silver-chromium-Si/SiO2. Draw the object formed and describe its chemical nature (bulk and surface)
What is the role of acetone, an organic solvent sonication in hexadecanethiol solution in ethanol. Define the order of the different steps in the treatment
Describe two methods you would use to evaluate the degree of polarity of surfaces:
a macroscopic technique and
a technique which operates at the nano to micro scale

A mixture of oppositely charged spheres (diameter not defined) forms a highly ordered phase (see figure below). The red particles are negatively charged and the green ones positively charged.
Discuss the different aspects of the energetics involved in this self-assembly process (in terms of Gibbs free energy)
Alt

+/- Charged spheres assembled lattice
In another experiment, rod like objects of identical length, carrying no charge, and with only minimal interrod interactions, were found to self-assemble. Draw the outcome of the self-assembly process. Explain in terms of the energetics of the process.
[edit]Old NanoForum questions
These questions are copied from the old nano forum so the format might not be ideal.

'''Unknown date'''

1. How to make a gold surface hydrophobic or hydrophylic? How to switch the hydrophobicity / hydrophylicity of the gold surface by electrochemical stimuli?

2. Comment (right/wrong and why)

a ) The most important motivation for the development of field-effect-transistors and
solar cells based upon organic molecules isthe improved efficiency compared to inorganic semiconductor materials.

What are the requirements in order to use low molecular weight organic molecules as active components in organic field-effect-transistors?

b) The formation of 'objects' with a well-defined size and shape on the basis of selfassembly is an impossible task.
c) A continuous flux of energy into the 'system' is bad for the formation of ordered
patterns.

d) The Mie-theory explains why the fluorescence of nanometer-sized semiconductor
particles is observed at lower energy upon increasing the size of the particles.

3. How does the surface tension of an aquous solution evolve if the concentration of the solute increases?

4. Mixing the calixarene (left) and the barbiturate (right) in the appropriate stoichiometric conditions leads to the formation of a complex (see picture).

a) What's the driving force for the formation of these complexes?
b) What structure will be formed: the (P)-enantiomer, the (M)-enantiomer or both?
Explain by using an energy diagram.

c) What will happen if one adds to the existing solution a new barbiturate with a chiral
side chain?

d) These complexes have also been visualised on graphite by a scanning probe
microscopy method. Which technique has been used and why? Give a short description how this technique works.

5. How to make an ultrasmall pH sensorbased upon conductivity measurements. How does it work?

'''Unknown date'''

1. Nanowire

a) A silicion nanowire is made using 20nm nanocluster of gold. Explain which technique is used and how it works (really know how it works and what it needs and different changes in the process).
the nanowire is mixed into a solution of 1%functionalizing thing that I can’t remember and ethanol, write down the product.

c) You want to use the nanowire as a sensor for viruses in a ‘device’, Explain how to make this device? (explain and really know what parts are needed and how it works, but not how it is produced)
d) There are many long 1 micron wires and you want to order them (picture similar to logs in a pond). Explain how you can do this using a bottom-up technique. (Basically what technique???)
e) How can you image the ‘device’ that you explained on c) Which technique is the best for this and how does it work? Why are the other techniques worse??

2. True or false:

a) Sometimes a constant energy flux is needed to make ordered patterns.
Adding surfactants to water makes the surface tension higher

c) Can’t remember the other ones!!! But you get the style basically write down why it is write/wrong and really know and explain why.

3. “self-healing” There is a thermoreversible polymer that when you cut or break it is only necessary to bring these parts together and the parts reattach themselves. This is done at room temperature. (Wording in this question is key to recognizing what we are working with in this question, since I am an oversimplifying person I do not remember all the exact wording: Basically it dealt with supramolecular polymers)

a) What is the ‘principle’ behind this?
What interactions are behind this and how can we tune them? (Really know which ones and how we can lower/increase them)
c) Mention a similar material that has becomes useful because of it temperature dependance properties that are not common for regular polymers (basically difference between supramolecular polymers and regular ones)
==2014==

'''June 14th 2014, afternoon'''

1.

You get a picture of a new photovoltaic cell. It is made from CdSe nanorods and organic semiconductor. HOMO and LUMO for both materials are given. and also a graph with the absorbency for each wavelength of the photovoltaic cell for CdSe quantum dots, short nanorods, and a bit longer nano rods.

a) What are the function of the materials and how does this device work
How do you change the bandgap of the CdSe nanorods
c) why is the efficiency of the device bigger for nanorods then for quantum dots
d) How do you make nanorods in stead of quantum dots
e) How would you study the structure of this device

2.

a) How can you make a sensor for for instance negatively charged proteins by using nanowires? ?
c) What are the benefits of this kind of device.

3.

The structure of a molecule to that could dispense CNTs in organic solvents was given, it contained a aromatic group and an alkyl chain.

a) Why is it not so easy to dispense CNTs in a solven
b) How does the molecule dispence the CNT
c) What molecular interactions are involved in this mechanism

4.

True are false questions

a) Is the Mie therory valid for semiconductor nanoparticles with a diameter of 10 nm
b and c) can't remember
d) are all molecular interactions for self assembly where entropic forces are involved only possible in water?
5th: a question about the layer by layer method, can't remember it exactly

'''Unknown date'''
answers are not all exactly correct, but gives you a thinking in the right way

1. detection of adsorbic acid in for instance fruit juice you get a picture and I'll try to give an explanation. Sensing goes via functionalized nano particle. A gold nanoparticle has 4 DNAenzymes, with a fluor atom in the middle of enzyme (DNAenzyme: SH-ATTC...G-fluor-AGGGTCC....) and there is a DNA strand with complementary nucleotides of the dna enzyme, and it has a loop (on the place were the fluor is) with Ca2+ in the loop. if this sensor detect AA, then you have left the gold nano-particles, still with some dnaenzyme (just only a little part), 4 fluor atoms still bounded on the other half of the enzyme, en 4 dnastrands with Ca2+. The intensity of the fluor is enhanced.

a) how is gold nano particle, not yet functionalized with DNA, prepared knowing that the experiments and synthesis carried out in aqueous solution
--> Chapter 16, metal nanoparticles in aqueous solution, it is with the citrate (that gives also stability)

detection is based on fluorescence; why does the intensity of the fluorescence increases after adsorption of AA?
--> something with the gold: if the flour is too close to the gold, the gold inhibits the fluorescence

c) how are the oglionucleotides bounded to the gold nano particle? explain
--> receptor ligand, (receptor is the thiol) and this binding is stronger than the one of the citrate

d) wich spectroscopy? eg: UV/Vis
e) what is the (chemical) role of Au particle here?
--> catalysation of breaking the dna enzyme and the dna

2.goldnanoparticles are grown like the classical nucleation model, have broad spectrum plasman resonance. --> explain everything of SPR, explain everything of (de)focussing, so the growth procedure of a nano particle, and finally: you have different nanoparticles with diff sizes and all together they result in a broad SPR

3. picture of molecule with aromatic part en alkyl part this molecule helps to dispersce SWCNT a) give a posible mechanism (draw) it was something with H-bonding of the N en =O from the aromatic part wat are the reactions of the alkyl and the aromatic part (alkyl will disolve in the organic solution..)

4. a rod goes to an ordered structure, explain the energetics something with delta G = detla H - T*delta S and look to chapter LC, similar to Onsager hard-rod model)

5. how would you make a drawing of 70 nm width form thiols on gold substrate en how do you change the witdt? - dip pen nano lithography

'''Unknown date'''
Similar like previous years:

- How do you make a n-type siliconwire from gold particles (VLS) - It is covered with some alkyls, draw the chemistry and how would you do that (SAM) - It is used as protein sensor, how does it work? - How would we measure this? AFM - How can we prevent non-specific interactions with proteins?

True/false:

20nm gold particles are chosed for their better quantum yield then semicondutors when used as fluorescence sensor --> wrong, no fluorescence, particle is too large

A wire like above is better for sensing lower concentration proteins when it has a larger diameter. --> wrong i think, not sure. Smaller diameter = lower conduction --> bigger effect from proteins, more sensitive.

LBL question like in excercise session 1, in fact it is the exact same question but he uses polymer X and polymer Y and he reversed the question, asking when polymer X would have the thinnest layer. You have to make a table with = ~ > < in.

He does go pretty deep into it with extra questions during the oral examination, for instance he asked me how many times the AFM tip will tap per second in tapping mode... (had no idea)

'''Unknown date'''

Right or Wrong
Discuss the chemistry of a silane agent ( trichlorooctylsilane) in a ethanol solution, when a gold substrate is dipped into the solution. Or something like that.

So the silane hydrolises and forms a SAM on the surface, but since you're using gold and gold forms no oxide , this doesn't work. So the answer was wrong

Right or wrong
Nanoparticle formation is driven by kinetics instead of thermodynamics

Question about soft lithography,
Substrate is given and drawn, then photo-resist is spun unto it and a square is etched out, gold is deposited and then chromium layer is deposited,after this acetone is used, HNO3 and then some surface layer draw the new substrate, so after al these steps.add what is what so surface and bulk materials than he asks why you use acetone ( remove Photo-resist) HNO3 ( oxidize chromium) and then the surface layer .

give two methods for evaluating polarity of a surface on macro scale and on nano scale
I said AFM for nano ,the AFM with the chemically modified tip don't remember the name and contact angle measurements for the macro

last question was a picture of + and - charged ballz and then they self assemble and you had to sum up all the energetics involved.

So the questions are quit easy when you have your book, but as stated above, he does go into a lot of detail when asking smaller questions.

'''Unknown date'''

1. Contained several part. All were related to forming patterns with Alkyl thiols on substrate except for one. Need to explain the approach that will be taken to form the following patterns and motivation for the same

a. Monolayer on top of gold substrate b. First, Monolayer on top of gold substrate. After this, the height of alkyl thiols have to be changed at certain islands (diameter ~ 10 nm) c. Stripes of alkyl thiols (dimensions in um) d. Alkyl thiol islands at certain positions of gold (dimensions in nm) e. A drawing made of alkyl-thiol f. Pattern made of naked Au clusters on top of Si g. How do you visualize the structures made in d? Provide the Best method

2. True/False

a. +ve/-ve amphiphiles reduce the surface tension. Neutral ones dont reduce it. b. Gold nanoparticles have less quantum yield than semiconducting ones and so not used for fluorescent labeling of cells.

'''27/06 exam'''
1. from paper: hybrid polymer-CdSe solar cells.. there are pics of the device and efficiency of solar cells vs length of CdSe nanorods (positive relation)

a. explain how it works and state the function of each in the device (there are Al, PEDOT:PSS, polymer-CdSe blend, ITO, Substrate)

b. how to play with bandgap?

c. why longer nanorods is more efficient?

d. how you make nanorods instead of nanodot?

e. how you measure the topography and composition?

2. a. explain nanowire-based protein detection

b. draw the output

c. what is the advantage?

3. a. why CNT can't be dispersed?

b. what is ur suggested solution?

c. (pic is shown consist of benzene) why this molecules can disperse the CNT?

4. T/F

a. mie theory explains flouroscense of CdSe at 10nm

b. entropy-driven self assembly can only happen in water

'''Unknown date'''

1) A solar cell built from an organic donor and a CdSe nanorod blend acceptor: -explain the working principle -why nanorods? do they have a better efficiency than quantumdots? (shape is better, rods are electronic highways (that's what he said to me )) -how would you examine the structure at nm scale (i just explained stm and it seemed fine for him)

2) true/false -a solution of CdSe nanoparticles has a broad absorption spectrum. when we evaporate the solute, the remaining nanoparticles must have a broad spectrum too, as a result of ostwald ripening. (ostwald has nothing to do here, the particles are allready stable and won't grow) -the insolubility of benzene (and aromats in general) is an enthalpic effect

3)-You want to make a uniform monolayer of an alkyl thiol on gold, how? -> he asked me to give the reaction of the S on AU releasing H2 -You want to make specific islands with thyiols that have a longer alkyl chain -You want to make "trench-shaped" structures of 5µm width -> pdms stamping can go to 50nm -> he asked the chemical structure of PDMS and how the thiols bind to it and how long you would have to press (wtf?)

4) Something about layer by layer deposition and linear charge distrubution vs surface charge distribution. We had to make a table and compare LCD and SCD in several dippings.

'''20 June 2014'''

Q#1: Detection of adsorbic acid in for instance fruit juice you get a picture and I'll try to give an explanation. Sensing goes via functionalized nano particle. A gold nanoparticle has 4 DNAenzymes, with a fluor atom in the middle of enzyme (DNAenzyme: SH-ATTC...G-fluor-AGGGTCC....) and there is a DNA strand with complementary nucleotides of the dna enzyme, and it has a loop (on the place were the fluor is) with Ca2+ in the loop. if this sensor detect AA, then you have left the gold nano-particles, still with some dnaenzyme (just only a little part), 4 fluor atoms still bounded on the other half of the enzyme, en 4 dnastrands with Ca2+. The intensity of the fluor is enhanced.

a) How is gold nano particle, not yet functionalized with DNA, prepared knowing that the experiments and synthesis carried out in aqueous solution. b) Detection is based on fluorescence; why does the intensity of the fluorescence increases after adsorption of AA?. c) How are the oglionucleotides bounded to the gold nano particle? explain. d) Which spectroscopy technique can you use to detect gold nanoparticles concentration in solution?. e) Why does using gold nanoparticles in solution gives you 2X better results that using ordinary techniques... Explain the methods and comparisons for both techniqes in detail.

Q#2 Gold nanoparticles are grown like the classical nucleation model, have broad spectrum plasmon resonance. a) What is the effect on emission spectrum if low precursor concentration in used to make gold nanoparticles ?

Q#3 Picture of molecule with aromatic part and alkyl part this molecule helps to dispersce SWCNT. a) Give a possible mechanism for this molecule interation with SWCNT(draw). Also explain the details about this molecule b) What are the reactions of the alkyl and the aromatic part? c) Why is it difficult to separate these SWCNTs ?

'''June 23rd 2014 8:00'''

Q#1 There is a picture of organic molecule given that self-assembles into conductive rod. It has N atom in the middle with 2 extra elextrons and 3 single bonds with 3 benzene rings and then hydro-carbon chains. On second picture there are these rods aligned between two electrodes perpendicular to their surface |----| a) what drives that to assemble b) what makes it align between electrodes

Q#2 There is picture of lamellar and pillars structure. In the middle of one of the materials there are CdSe nano-particles a) what compound and how can form these structures b) assume the surface of structure is perfectly flat, how can you visualize what material is where on nanoscale c) particles start to aggregate, haw will it affect florescence spectra (with and shift)

Q#3 There is a picture of rods that are positively charged. When concentration increases they form LC phase. What is the driving force?

Q#4 There is picture from the paper showing a new way of forming a monocrystal. First there is an amorphous phase formed on a surface, then there are crystal domains that with help of this surface merge into one crystal that then continue to grow. What is the difference between that and classical crystallisation theory?

b)

'''June 24th 2014 10.00'''
Q#1

How do you make a gold surface hydrophilic/hydrophobic?
How do you tune the hydrophobicity (he doesnt want the switching mechanisms but a 'continuous' tuning by adding a certain ratio of different molecules to the SAM)
How would you detect the macroscopic hydrophobicity? Explain the method.
The hydrophobicity varies on the micrometer scale. What method do you use to measure local hydrophobicity?

Q#2

An n-type SiNW is used for the detection of a positively charged protein

Describe the operation (not the fabrication) of this device.
Right/Wrong: The sensitivity of this device increases when the SiNW diameter increases
Describe the characterization method (full AFM description)

Q#3

Researchers have made an aggregate of gold NP and ironoxide NP, so-called NP hyperclusters. This method is proposed as an alternative to the electrostatic polymer LBL method to create alternating layers. The researchers added linker molecules to stabilize the aggregate and to give the film a more homogeneous thickness.

Give a method to separate gold and ironoxide NP in solution (you can give a variety of methods but he says magnetism is the simplest)
Describe a protocol to make a solution of gold NP in water (straight from the course)
Ironoxide NP are made using an inhouse method and functionalized using octylamine. The NP themselves are formed using FeCl3 and PEG (polyethyleneglycol) as reductans and solvent. Afterwards the functionalization is modified by substituting APTMS (aminopropyl-trimethoxysilane) using trace amounts of CH3COOH. Write down the chemistry and give a cartoon diagram of the result.

Q#4

Right/wrong and explain: Mie theory describes the significant shift of plasmon frequency (540-->650nm) upon aggregation.

Anorganische Chemie

2024-06-12T07:21:09Z

R0883490: /* 10 Juni 2024 */

[[Categorie:Bachelor Chemie]]
[[Categorie:Bachelor Biochemie]]
==Vakinformatie==
Gedoceerd door prof. Koen Binnemans. Sinds 2023-24 heet het vak Anorganische Chemie. Daarvoor heette het Metalen en Katalyse. Het examen is schriftelijk (3 uur) en open boek. Je mag elke vorm van informatie gebruiken in gedrukte of elektronische vorm, alsook een rekenmachine. Er worden vooral oefeningen en inzichtsvragen gesteld.
Wiki Metalen en Katalyse: https://wiki.chemika.be/index.php?title=Metalen_en_Katalyse

==Examenvragen==
===10 Juni 2024===
#Gegeven is het moleculair gewicht, de stapeling (bcc), de lengte van één zijde van de eenheidscel (430 pm), ... (veel extra gegevens). Bereken de experimentele atoomstraal van het natrium-ion?
#Twee complexen gegeven, beide zijn 3d9. Één is vierkant vlak, andere tetraëdisch. Hoeveel ongepaarde elektronen hebben ze elk?
#katalytische cyclus gegeven (denk wilkinson katalysator): bepaal van alle intermediaren het oxidatiegetal en bereken het aantal elektronen.
#LFSE voor [Ru(H2O)6]2+ is bijna gelijk aan [RuCl6]3+, hoewel dit volgens de spectrochemische reeks niet klopt. kan je dit verklaren?
#Ellingham-diagram:
##Kan ZnO TiO2 oxideren?
##Waarom wordt de helling van ZnO steiler na het smeltpunt en waarom nog steiler na het kookpunt?
##Waarom heeft de rechte van C,CO een negatieve helling?
#Je hebt een complex met een brutoformule met 3x Cl en 6x H2O. Na titratie met AgNO3 wordt er per mol complex 3 mol neerslag gevormd. Wat is de formule van het complex, teken dit. Nu heb je een complex met dezelfde brutoformule, maar dit geeft maar 2 mol neerslag per mol complex. Wat is de formule van het complex, teken dit.
#Pourbaix diagram van ijzer:
##Geef de reactievergelijking van heel wat overgangen in het diagram.
##Is ijzer stabiel in atmosferische omstandigheden?
##Komt Fe3+ voor in natuurlijke oppervlaktewaters?