PřF:C1800 Chemie pro fyzikální obory

C1800 Chemie pro fyzikální obory

Přírodovědecká fakulta
jaro 2021

Rozsah

3/1/0. 3 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

Garance

Rozvrh

Po 1. 3. až Pá 14. 5. Po 12:00–13:50 B11/205, Čt 9:00–10:50 B11/206

Předpoklady

Absolvování základních fyzikálních kurzů v rozsahu doporučeného studijního plánu prvních tří semestrů oboru Nanotechonologie.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

Cíle předmětu

Cílem předmětu je vybavit studenty vhledem do chemické terminologie na polích obecné, fyzikální, anorganické a organické chemie.

Výstupy z učení

Porozumění elektronové struktuře atomů a molekul, zvládnutí základů chemické termodynamiky, schopnost nakreslit mechanismy jednoduchých reakcí.

Osnova

1. Atomy: Kvantový svět
1.1 Pozorování atomů: Vlnové funkce a hladiny energie. Atomová spektra a hladiny energie.
1.2 Modely atomů: Hlavní kvantové číslo. Atomové orbitaly. Elektronový spin. Mnohaelektronové atomy a jejich elektronové konfigurace: orbitální energie, výstavbový princip, elektronová struktura a periodická tabulka. Vliv na materiály: Prvky hlavních skupin; přechodové kovy.
2. Chemické vazby
2.1 Tvorba iontových vazeb. Interakce mezi ionty. Elektronové konfigurace iontů. Lewisovy symboly. Povaha kovalentní vazby. Lewisovy struktury. Rezonance. Formální náboj. Výjimky z oktetového pravidla.Iontové vs. kovalentní vaby. Variace vazebné síly. Vazebné délky. Jak určujeme délky chemických vazeb?
3. Molekulový tvar a struktura
3.1 Model VSEPR: Základní model VSEPR. Molekuly s volnými páry na centrálním atomu.
Polární molekuly. Sigma a pí vazby. Hybridizace orbitalů. Hybridizace ve složitějších molekulách. Vazby v uhlovodících. Charakteristiky dvojných vazeb. Limitace Lewisovy teorie. Molekulové orbitaly. Elektronové konfigurace dvouatomových molekul. Vazby v heteronukleárních dvouatomovových molekulách, orbitaly polyatomických molekul.
4. Prvky: První čtyři hlavní skupiny.
4.1 Periodické trendy: Atomové vlastnosti. Vazebné trendy.
4.2 Vodík: Prvek. Sloučeniny vodíku.
4.3 Skupina 1: Alkalické kovy: Prvky 1. skupiny. Chemické vlastnosti alkalických kovů. Sloučeniny lithia, sodíku a draslíku.

Literatura

doporučená literatura

ATKINS, P. W. a Loretta JONES. Chemical principles : the quest for insight. 4th ed. New York: W.H. Freeman and Company, 2008, xxv, [1026. ISBN 9780716773559. info
MCQUARRIE, Donald A., Peter A. ROCK a Ethan B. GALLOGLY. General chemistry : atoms first. Illustrated by George Kelvin - Laurel Muller. 4th ed. Mill Valley: University Science Books, 2011, xxi, 1021. ISBN 9781891389603. info

Výukové metody

Přednášky a procvičování s využitím tabule.

Metody hodnocení

Písemný test s maximálním ziskem 60 bodů a následující ústní pohovor. Pro úspěšné složení zkoušky je požadován zisk 30 bodů.

Informace učitele

Hodinová dotace předmětu je 2+1, přičemž účast na semináři je pro připuštění ke zkoušce požadováno.

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.