C4010 Anorganická chemie III

Přírodovědecká fakulta
jaro 2017
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Jiří Pinkas, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Jiří Příhoda, CSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Jiří Pinkas, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Po 20. 2. až Po 22. 5. Út 11:00–12:50 A08/309
Předpoklady
C2062 Anorganická chemie II
Obecná chemie Anorganická chemie I, II Analytická chemie I
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Přednáška doplňuje oba základní kurzy C1061 a C2062 o některá zajímavá témata moderní anorganické chemie a je rozdělena na dvě hlavní části. Prvá se zabývá strukturou a vlastnostmi allotropů prvků hlavních podskupin, homopolyatomických kationtů a aniontů nekovů a chemií klecovitých molekul a klastrů vytvářených P-prvky, včetně hydridů boru a Zintlových iontů. Struktura a vazba v elektronově deficitních klastrech je pojednána z hlediska teorie PSEPT.
Druhá část je věnována koordinační chemii důležitých prvků periodického systému. Zabývá se zejména metodami komplexotvorných rovnováh, mechanismy tvorby komplexů ve vodné fázi a způsoby stanovení konstant stability. Zahrnuto je rovněž využití komplexotvorných reakcí pro praktické účely.
Hlavní cíle přednášky jsou následující:
- poskytnout studentům stručný přehled vybraných témat z chemie klastrů vytvářených p-prvky a chemie koordinačních sloučenin.
- porozumět struktuře a vazbě jak v "elektronově přesných" tak i v "elektronově deficitních" klastrech.
- osvojit si Wadeho pravidla i Lipscombova pravidla styx, jakož i jejich využití k předpovědi molekulových struktur boranů, heteroboranů a Zintlových iontů.
Osnova
  • 1. Koncepce periodicity a fyzikální a chemické vlastnosti prvků. Allotropy a polymorfní formy prvků: bor, fosfor a síra. Chemická syntéza allotropů síry.

    2. Struktura a vlastnosti allotropů uhlíku: diamant, grafit a fullereny. Vazba v molekulách fullerenů a jejich chemická reaktivita. Endohedrální sloučeniny fullerenů, nanotrubice. Chemické vlastnosti grafitu. Interkaláty grafitu.

    3. Klastry vytvářené p-prvky a jejich mateřské polyedry. Lokalizovaná a delokalizovaná vazba v polyedrických klecovitých molekulách. Donor-akceptorová vazba v klastrech. Vazba v klastrech s nedostatkem elektronů.

    4. Klasifikace a názvosloví neutrálních boranů a hydridoborátových dianiontů. Karborany a jiné heteroborany. Halogenidy boru s uzavřeným deltaedrickým skeletem Bn.

    5. Vazba v boranech. Třístředové dvouelektronové vazby B-H-B a BBB. Lipscombova pravidla styx. Teorie elektronových párů v polyedrických skeletech (PSEPT) a předpověď struktury boranového klastru.

    6. Metody syntézy klastrů. Borany a closo-hydridoborátové anionty, heteroborany s p-prvky, nižší halogenidy boru s polyedrickou strukturou. Kubany a klastry typu adamantanu. Chalkogenidy fosforu a nitridy síry.

    7. Homopolyatomické kationty a anionty nekovů. Syntéza polyatomických kationtů chalkogenů a halogenů v superacidních prostředích. Chemie Zintlových fází. PSEPT a struktura Zintlových iontů.

    8. Ionty v roztocích: solvatační vlastnosti rozpouštědel, solvatační číslo, reakce spojené s přítomností iontu v roztoku, hydrolýza, polymerizace apod.

    9. Základy koordinační chemie: pojem koordinační částice, centrální atom, ligandy, vlastnosti ligandů, koordinační číslo a koordinační polyedry, stabilita komplexu, mechanismy uplatňující se při tvorbě komplexích sloučenin, trans-efekt, izomerie komplexních sloučenin.

    10. Typy komplexotvorných činidel: chelátotvorná činidla, činidla vhodná pro tvorbu iontových asociátů, organofosforová činidla.

    11.Metody studia komplexních sloučenin: spektrofotometrické, extrakční, ionexové aj.

    12. Tvorba chelátů a iontových asociátů, teorie extrakce chelátů a ionových asociátů, vlivy prostředí na extrakci komplexních sloučenin (směrnicová analýza), substechiometrická extrakce, izotopické zřeďování.

    13. Komplexy nekovových prvků.

    14. Komplexy přechodných a nepřechodných kovů.
Literatura
  • HOUSECROFT, Catherine E. Cluster molecules of the p-block elements. 1st ed. Oxford: Oxford University Press, 1994, 91 s. ISBN 0198556985. info
  • GREENWOOD, N. N. a Alan EARNSHAW. Chemistry of the elements. Second edition. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997, xxii, 1341. ISBN 0750633654. info
  • TAYLOR, Roger. Lecture notes on fullerene chemistry. London: Imperial College Press, 1999, 268 s. ISBN 1-86094-109-5. info
  • GOKEL, George W. Crown ethers and cryptands. Cambridge: The Royal Society of Chemistry, 1991, xii, 190 s. ISBN 0-85186-996-3. info
  • STARÝ, Jiří. Separační metody v radiochemii. Praha: Academia, 1975, 400 s. info
  • BURGESS, John. Metal ions in solution. John Wiley & Sons, 1978, 481 s. ISBN 0-470-26293-1. info
  • STARÝ, Jiří. Ekstrakcija chelatov. Moskva: Mir, 1966, 392 s. info
Výukové metody
Přednáška
Metody hodnocení
Ústní zkouška
Navazující předměty
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2000, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.