ak-turel-predstavitev_2011-studenti.pdf

Katedra za anorgansko kemijo FKKT
Število učiteljev: 9; asistentov: okrog 15; + tehnični sodelavci.

Glavna raziskovalna področja (ključne besede):
Sinteza,
Koordinacijske spojine; Organokovinske spojine,
Rentgenska strukturna analiza,
Fizikalno-kemijska karakterizacija z raznimi tehnikami,
Modelne spojine v bioloških sistemih,
Nanotehnologija,
Sol-gel kemija; termična analiza tankih filmov,
Kovine v okolju.

Predstavitve bodo potekale po sklopih, ki so tematsko ali
organizacijsko povezani:
P. Bukovec (N. Bukovec; R. Cerc-Korošec; M. Zupančič),
F. Perdih (A. Demšar; S. Petriček; A. Pevec),
N. Lah (I. Leban),
A. Golobič (A. Meden),
B. Modec,
B. Kozlevčar
B. Čeh
I. Turel

Dr. B. Kozlevčar raziskuje na področju sinteze in
karakterizacije vezave bakrovih ionov na modelne spojine za
lignin (zaščita lesa) ter modelnih spojin za encime (večvezni
ligandi z nekaterimi kovinskimi ioni). Delo obsega standarden
sintezen pristop v laboratoriju ter merjenje teh spojin
oziroma raztopin z različnimi standardnimi fizikalnokemijskimi
metodami (spektroskopije, magnetizem).

Boris Čeh
Sinteza in karakterizacija koordinacijskih spojin kroma, molibdena in
volframa
Metode: rentgenska strukturna analiza
infrardeča spektroskopija
magnetna susceptibilnost
UV-vidna spektroskopija
kemijska analiza

H
NH 2
N
HO
Iztok Turel
"Interakcije kovinskih ionov z nekaterimi biološko
aktivnimi snovmi"
O
N
O
Acyclovir
O
N
H
N
N
6
5
7 8
N
Derivati
nukleobazprotivirusna
sredstva
O
4
3
1 2
N
O
OH
Kinoloni- protibakterijska
sredstva
DNA

He
B
Li LiBe
B C
Ne
N F
Mg
Al Ar
Cr
Fe
N Sc Ti Cr Ga Ge As Br Kr
V
Cu
2O
Al
Zn
Rb Sr Y Zr Nb Ru Rh Pd Ag Cd In Sb Te Xe
67Ga Cs Ba La Ca Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi
Se
99mTc Ag
I
O
zdravilnih snovi
Ti
S
Na
Mn
Si P
K
Co
Mo
Sn
90
Sr Y
As
Gd
La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Ba
Periodni sistem
153 Sm
188 Re
Pt
Au
201 Tl
Sb
Bi
133 Xe

Kovinske spojine s protirakavim učinkom
Primer rutenija
Trenutno najuspešnejše rutenijeve spojine so NAMI-A (levo) in
Kepplerjeva spojina KP1019 (desno). Spojini sta že v fazi kliničnega
preizkušanja (Faza II). Razvijajo in testirajo pa se tudi mnoge nove
rutenijeve spojine.

Organometallics, 30, 2506-2512 (2011).
Tudi pri nas smo v zadnjem času pripravili več rutenijevih
kompleksov s potencialno biološko aktivnostjo.

Electrodes
Electrochemotherapy =
= chemotherapy + electroporation
Electric pulse
generator
Tumour
Chemotherapeutic
surrounds the cells
Injecting chemotherapeutic
Increased membrane
permeability allows
access to the cytosol
Electric pulse application
Pores reseal
Študij modernih metod za uporabo v klinični rabi- elektroporacija.
Sodelovanje s Prof. D. Miklavčičem (FE) in Prof. G. Seršo (OI).
time

Lahko se oglasite na pogovoru (pri meni ali doktorandu J.
Kljunu) in možnosti vam bova podrobneje razložila!
Vesel bom vsakega vašega zanimanja:
iztok.turel@fkkt.uni-lj.si
Trenutno se največ ukvarjamo s
sintezo in fizikalno-kemijsko ter
biološko karakterizacijo novih
rutenijevih koordinacijskih spojin
(doktoranta J. Kljun in R. Hudej).
Sodelujemo z mnogimi skupinami
doma in po svetu.

Kemijska stabilizacija kovin v
onesnaženih tleh
doc. dr. Marija Zupančič

Izvor kovin v tleh
� naraven (preperevanje matične kamenine)
� antropogen:
� neposredni vnos v tla (uporaba mineralnih
gnojil, uporaba fitofarmacevtskih sredstev,
odpadna blata iz komunalnih čistilnih naprav)
� preko vodá (z uporabo oporečne namakalne
vode ali s poplavnimi vodami)
� preko emisij iz zraka (promet, ostanki
sežiganja goriv, industrija predelave rud,
avtomobilske emisije itd.)
naravno prisotne kovine
antropogeno onesnaženje
Kemijska stabilizacija kovin v onesnaženih tleh
pedogenetski dejavniki
pedogene kovine

Mobilnost kovin v tleh
Kemijska stabilizacija kovin v onesnaženih tleh
Odvisna od kemijske zvrsti v kateri se določena kovina nahaja
Slika 2: Ionske zvrsti in pretvorbe
določenih kovin v tleh

Kemijska stabilizacija kovin
Kemijska stabilizacija kovin v onesnaženih tleh
• In situ stabilizacijska tehnologija pri kateri z dodatkom različnih
stabilizacijskih sredstev pretvorimo mobilne oblike kovin v manj
mobilne.
• Temelji na procesih adsorpcije, oksidacije, redukcije, kompleksacije
in (ali) obarjanja.
• Izbira stabilizacijskega sredstva je odvisna od vrste kovine in
kemijske oblike, v kateri se kovina nahaja.

Cilji raziskav
Kemijska stabilizacija kovin v onesnaženih tleh
• Proučevanje porazdelitve (frakcionacije) kovin v trdnih odpadkih
in onesnaženih tleh.
• Vpliv različnih parametrov (pH, redoks potencial, vrsta tal, vrsta
onesnaževala...) na mobilnost in uspešnost stabilizacije kovin.
• Proučevanje uspešnosti stabilizacije kovin z različnimi
stabilizacijskimi sredstvi.
• Proučevanje vpliva stabilizacije na stopnjo rastlinskega privzema
kovin.
• Proučevanje dolgoročne obstojnosti kemijske stabilizacije.

Primer uspešne stabilizacije
Slika 2: Koncentracije kovin v
tleh in pripravljenih mešanicah
(dodatek hidroksiapatita, H 3PO 4
in CaO v različnih molarnih
razmerjih) izlužljivih v 0,11 M
ocetni kislini.
Kemijska stabilizacija kovin v onesnaženih tleh

Priprava fotokatalitsko učinkovitih
tankih plasti TiO 2 po sol-gel postopku

Priprava fotokatalitsko učinkovitih tankih plasti TiO 2 po sol-gel postopku
Fotokataliza
• svetloba primerne λ , ki osvetljuje polprevodnik, zagotovi nastanek
reaktivnih zvrsti (O 2• in OH • )
• reaktivna radikala povzročita oksidativno razgradnjo organskih molekul
(onsenaževal) do popolne mineralizacije, kjer sta končna produkta
razgradnje večinoma CO 2 in H 2O.
UV sv.
elektron
vrzel
l < 380nm
e -
h +
3.2eV
TiO 2 delec
S fotokatalitsko generiranimi
elektroni poteka redukcija:
O 2 + e – → O 2• (superoksidni
radikal).
Na vrzelih poteka oksidacija:
H 2O + h + → OH • + H + (hidroksidni
radikal)

Sol-gel sinteza
Priprava fotokatalitsko učinkovitih tankih plasti TiO 2 po sol-gel postopku
• Priprava sola: raztapljanje prekurzorja v topilu (hidroliza,
kondenzacija).
• Lastnosti gela so odvisne od izbire prekurzorja, sestave topila in
raznih dodatkov (predvsem polimerov), pH raztopine,
temperature,… (veliko kombinacij).
• Sinteza je enostavna, produkt zelo homogen.
• Iz sola lahko vlečemo tanke plasti na podlago ali pripravimo vzorce v
obliki prahov (odvisno od aplikacije)
• Nanokristalinične oz. kristalinične oksidne materiale dobimo po
termični obdelavi gelov.

Sol-gel sinteza
Priprava fotokatalitsko učinkovitih tankih plasti TiO 2 po sol-gel postopku

Priprava fotokatalitsko učinkovitih tankih plasti TiO 2 po sol-gel postopku
Uporaba tankih plasti TiO 2
• Samočistilni efekt, ki je rezultat fotokatalitske aktivnosti TiO 2, se
uporablja v mnogih aplikacijah (notranje in zunanje ploščice,
materiali za tunelske stene, v klimatskih napravah za čiščenje zraka,
v čistilnih napravah za čiščenje vode).
• Superhidrofilni efekt pa se uporablja proti megljenju za
avtomobilska ogledala in zunanje površine okenskih stekel, hladilne
izložbe, kopalniška ogledala.

Cilji raziskav
Priprava fotokatalitsko učinkovitih tankih plasti TiO 2 po sol-gel postopku
• Priprava plasti, ki bi bile fotokatalitsko aktivne pri osvetljevanju z
vidno svetlobo (dopiranje z raznimi elementi)
• Povečanje poroznosti tankih plasti (fotokatalitska reakcija poteka
na površini).
• Čimnižja temperatura termične obdelave tankih plasti.

Fotovoltatične celice tretje generacije -
Grätzlove celice
Prof. dr. Nataša Bukovec

Grätzlove celice

PREDNOSTI
� TEHNOLOGIJA, KI NE TEMELJI NA SILICIJU
neodvisnost od zalog, dostopnosti in cene silicija
� LAHKOST, FLEKSIBILNOST, PROZORNOST, OBARVANOST
� UČINKOVITOST TUDI PRI “SLABŠI” SVETLOBI
za notranjo in zunanjo uporabo
� NIZKI STROŠKI PROIZVODNJE
“energy payback time” < 1 leto
Grätzlove celice

PRIMERI UPORABE:
Solarni strešniki
Ravne strehe
Fasadni elementi
Celice za napajanje el. naprav
Grätzlove celice

Koordinacijske spojine
ksanturinske kisline
Prof. dr. Peter Bukovec

Cu(Xan)(H 2O
)
Cd(Xan) 2(H 2O) 4
Priprava kovinskih kompleksov s ksanturinsko kislino (Xan).
Xan je metabolit triptofana in ima antioksidativne lastnosti.
Vloga Xan v skromnih literaturnih podatkih ni popolnoma
razjasnjena, saj jo povezujejo tudi z mnogimi boleznimi
(malarija, siva mrena, diabetes).

Priprava mešanih kovinskih
kompleksov s ksanturinsko kislino
(Xan) in nikotinamidom (NA). NA je
del vitamina B, znan tudi kot niacin.

prof. dr. Alojz Demšar
doc. dr. Andrej Pevec
doc. dr. Franc Perdih
Organokovinska kemija
Organotitanovi fluoridi

Cp* =
• Organotitanovi fluoridi in interakcije s kationi
_
prof. dr. Alojz Demšar
doc. dr. Andrej Pevec
doc. dr. Franc Perdih
_
_
Rn

• Organotitanovi fosfonati
Me
O
H
prof. dr. Alojz Demšar
doc. dr. Andrej Pevec
doc. dr. Franc Perdih
O
P O
Me
H
H
O
O
P O
H
Ti
O
P Cp*
O
F
F
O
O
Ti
Cp*
O
P
O
Me
Cp*
Me
Ti
O
O
O
O
Ti
O
P Cp*
O
P O
O
F
F
P
O
O
Ti
Me
O
Cp*
O
P
Ti
O
Cp*
Me
Cp*
Me
Ti
O
baza
[(Cp*Ti) 2(MePO3) 2(MePO(OH) 2) 2F2] [(Cp*TiMePO3) 4F2O] [(Cp*TiMePO3) 4F3] 2SiF6 Me
Me
Me
O
O
Ti
O
P Cp*
O
2 4 5
P O
F
O
F
F
Me
O
P
O
O
Ti
Cp*
O
P
Ti
O
Cp*
Me
+
1/2[SiF 6 ] 2-

• Ravnotežja v raztopinah z NMR spektroskopijo ( 19 F, 1 H, 13 C NMR)
prof. dr. Alojz Demšar
doc. dr. Andrej Pevec
doc. dr. Franc Perdih
_
NRn

• Ravnotežja v raztopinah z NMR spektroskopijo ( 19 F, 1 H, 13 C NMR)
prof. dr. Alojz Demšar
doc. dr. Andrej Pevec
doc. dr. Franc Perdih
molekulska ropotulja

Sinteze novih koordinacijskih spojin
Sprememba geometrije vezave
karboksilatnega liganda v raztopini
prof. dr. Alojz Demšar
aktivna mesta v metaloproteinih
M
R
R
R
R
R
O
O
O
O
O
O O
M

Hbdmap =
Sinteze novih koordinacijskih spojin
prof. dr. Alojz
Demšar

Fluoridotitanati in fluoridosilikati
doc. dr. Andrej
Pevec
2
M = Ti, Si
2-

(RH) 2[TiF6] (RH) 2[TiF6]∙H2O R = 2,6-lutidin
R = piridin
vodikove vezi, C‒H∙∙∙O, C‒H∙∙∙�, �‒� interakcije, halogen∙∙∙� interakcije
doc. dr. Andrej Pevec

Koordinacijske spojine z diketonati in Schiffovimi bazami
doc. dr. Franc
Perdih
M = VO 2+ , VO2 + , Co 2+ , Ni 2+ , Cu 2+ , Zn 2+
• biološka aktivnost (vanadijeve spojine – mimetiki inzulina)
• katalizatorji
• magnetne lastnosti

doc. dr. Saša Petriček
Kompleksi halogenidov prehodnih kovin in lantanoidov z
O-donorskimi ligandi
Polietri
DME – dimetoksi etan
CH 3-O-CH 2-CH 2-O-CH 3
diglyme = dietilen glikol dimetil eter
CH 3-O-CH 2-CH 2-O-CH 2-CH 2-O-CH 3

O4
O3
Br3
Br2
Br1
Sm1
enojedrni kompleksi [LnX 3L]
polimerni kompleksi [LnX 3L] n
doc. dr. Saša Petriček
O1
O2
Lantanoidni kompleksi
O2a
Cl3a
O1a
Cl2a
O3a
Yb1a
Cl1
Cl1a
Yb1
Cl2
ionski kompleksi [LnX 2L][LnX 4L]
O3
Cl3
dvojedrni kompleksi [LnX 3L] 2
O16
O15
O11
Br11
Sm1
Br12
O14
O12
O13
O21
O1
Br23
O22
O2
Br24
Br21
Sm2 Br22
O23

Kloridni kompleksi kovin prehoda z ligandi DME in diglyme
polimerni kompleksi dvojedrni
kompleksi
C1
Cl12
C15
C14
C13
C12
O12
O13
Cl1
Cr1
C16
Cl2
O11
C11
Co1
Cl13
Cl11
Cl4
mer-izomer
zeleni kristali
O2
C3
C2
C1
Co2
O1
doc. dr. Saša Petriček
O3
C6
C5
Cl3
C4
C2
C1
O1
Cr1
Cl3
C3
O3
C l1
C l2
fac-izomer
vijolični kristali
C4
O2
C5
Cl2
C2
Cl2a
Cl1
O3
O1
Co2
Mn1
C6
Cl2a
Cl1a
Cl1
Cl2
Mn1a
C1a
O2a
Co1
O2
O1a
Cl1a
O1a
O1

Delo v prihodnosti
sinteza bromidnih kompleksov kovin prehoda z ligandi DME in diglyme
določitev njihove kristalne strukture in magnetnih lastnosti
sinteza halogenidnih kompleksov kovin prehoda z drugimi
O-donorskimi ligandi
V prisotnosti težjih lantanoidov in HBr pride do cepitve etrske vezi
v DME, izolirali smo že nekatere komplekse z 1, 2-etandiolom in
metoksi etanolom.
V prihodnosti želimo raziskati, kako na cepitev etrske vezi vplivajo
različni lantanoidi in sintezni pogoji.
doc. dr. Saša Petriček

Bakrove koordinacijske spojine: sinteza, struktura in lastnosti
ACN
Cu2(ac) 4 + 2 L Cu2(ac) 2L2 ∙ 2 ACN + 2 ac
Prof. dr. Ivan Leban, doc. dr. Nina Lah
Power (�W)
0
-4
-8
-12
0 4 8
time (h)
Reakcijski mehanizem
Energetika procesa

Polioksomolibdati z {Mo 2O 4} 2+ gradbeno enoto
Barbara Modec
Katedra za anorgansko kemijo
soba 111

Polioksomolibdati z {Mo 2O 4} 2+ gradbeno enoto
Strukturna izomera [Mo 8O 16(OMe) 16(Py) 4]
Barbara Modec
Katedra za anorgansko kemijo
soba 111

Kompleksi molibdena(V) z biološko zanimivimi ligandi
Barbara Modec
Katedra za anorgansko kemijo
soba 111

Kompleksi molibdena(V) z biološko zanimivimi ligandi
Nenavadna vezava glikolata v {Mo 2O 4} 2+ kompleksih
Barbara Modec
Katedra za anorgansko kemijo
soba 111

prof. dr. Anton Meden in doc. dr. Amalija Golobič
Anorganska katedra FKKT, Laboratorij za rentgensko strukturno analizo
• Sva mentorja pri diplomskih delih, ki so osredotočena
na trdno snov oziroma na kristale.
• Preučevane snovi sodijo med tehnološko pomembne
materiale kot so mikrovalovna keramika, zeoliti,
zdravilne učinkovine ali pa so to nove spojine s
področja temeljnih raziskav oziroma preučevanj novih
kemijskih reakcij.
• Glavna metoda dela je računalniška analiza uklonskih
podatkov rentgenskih žarkov na polikristaliničnem ali
monokristalnem vzorcu.

prof. dr. Anton Meden in doc. dr. Amalija Golobič
POTEK DIPLOMSKEGA DELA
• PRIPRAVA VZORCA Vzorce študenti lahko pripravijo sami ali pa
preučujejo vzorce sintetizirane na katedri za anorgansko ali organsko
kemijo FKKT, inštitutih (KI, IJS ,metalurški…) industriji (Krka, Lek,
Salonit Anhovo, Cinkarna Celje, Eti Elektroelement…)
• SNEMANJE IN
RAČUNALNIŠK
A ANALIZA
UKLONSKIH
PODATKOV
• PISANJE IN ZAGOVOR DIPLOMSKEGA DELA

prof. dr. Anton Meden in doc. dr. Amalija Golobič
TEMATIKA (s primeri diplomskih del v zadnjih letih)
1. DOLOČEVANJE STRUKTURE NA OSNOVI MONOKRISTALA
• Diplomant se nauči določiti strukturo nove organske, organokovinske ali
anorganske snovi z utečeno metodo analize na osnovi monokristala
• Nauči se interpretirati (opisati in narisati) strukturo trdnine ter jo povezati z njenimi
lastnostmi.
• Primeri tovrstnih diplomskih del v zadnjih letih:
- Kristalne strukture treh polimorfnih oblik L-piroglutamske kisline in njene
kalcijeve soli [M. Vimpolšek], 2002
- Rentgenska strukturna analiza različnih heterocikličnih organskih spojin
[T. Gec], 2004
-Priprava in strukturna karakterizacija poroznih cinkovih karboksilatov
[M. Černilec], 2008
- Sinteza in karakterizacija dvojedrnega ter struktura enojedrnega
bakrovega(II) metanoata z nikotinamidom [K. Gačnik], 2009

© Kluwer Academic Publishers
ural Characterization of Materials
Figure 2.30
prof. dr. Anton Meden in doc. dr. Amalija Golobič
TEMATIKA (s primeri diplomskih del v zadnjih letih)
2. DOLOČEVANJE STRUKTURE S PRAŠKOVNO DIFRAKCIJO
• Diplomant določi strukturo trdnine s praškovno difrakcijo (običajno zahtevnejša
metoda; izziv v primeru, ko nimamo monokristalov)
• Nauči se interpretirati (opisati in narisati) strukturo trdnine ter jo povezati z njenimi
lastnostmi.
• Primeri tovrstnih diplomskih del v zadnjih letih:
• - Določitev struktur dveh novih spojin v sistemu La-Nb-Ti-O z rentgensko
praškovno difrakcijo [B. Markošek], 2003.
- Določitev struktur treh novih spojin v sistemu Bi2O3-TiO2-TeO2 z
rentgensko praškovno difrakcijo[A. Kočevar], 2004.
-Struktura in sinteza zeolita ZSM-12 z uporabo tetraetilamonijevega
hidroksida [J. Legiša], 2007

prof. dr. Anton Meden in doc. dr. Amalija Golobič
TEMATIKA (s primeri diplomskih del v zadnjih letih)
3. “APLIKATIVNE “ DIPLOME; uporaba različnih metod PRAŠKOVNE difrakcije
Primeri tovrstnih diplomskih del v zadnjih letih:
- Kvantitativna fazna analiza cementnega klinkerja z Rietveldovo metodo, [S. Kosi], 2000
- Kvantitativna fazna analiza porcelana z Rietveldovo metodo, [M. Smrkolj], 2001
- Rast zrn in razvoj mikrostrukture v sistemu ZnO-Bi2O3 s Sb2O3 [M. Podlogar], 2005
- Vpliv priprave vzorca in pogojev snemanja na rentgenski praškovni difraktogram
farmacevtskih substanc [M. Pajk], 2006
- Kvantitativna določitev amorfne faze v vzorcih silicijevega karbida z rentgensko
praškovno difrakcijo ,[S. Ovtar], 2007
- Ponovljivost kvantitativne analize farmacevtskih substanc z rentgensko praškovno
difrakcijo : diplomsko delo. Ljubljana: [S. Trošt], 2007
-Uporaba visokotemperaturne rentgenske praškovne difrakcije za karakterizacijo
zdravilnih učinkovin [D. Jakše], 2008.
- Kvantitativna fazna analiza zmesi trdnin z različnimi metodami praškovne difrakcije [M.
Vidmar], 2010.