C1601bf Základy obecné a anorganické chemie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2021
Rozsah
2/1/0. 3 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
doc. Mgr. Marek Nečas, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Naděžda Špačková, Ph.D. (cvičící)
Garance
doc. Mgr. Marek Nečas, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta (50,00 %), Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta (50,00 %)
Rozvrh
St 14:00–15:50 B11/132
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
C1601bf/01: St 17:00–17:50 Fs1 6/1017, N. Špačková
Předpoklady
! C1020 Obecná chemie && !NOW( C1020 Obecná chemie )
Znalost chemie na úrovni střední školy.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
V rámci kurzu jsou shrnuty základní poznatky z obecné a anorganické chemie, tj. stavba atomu, teorie chemické vazby, energetika chemických reakcí, acidobazické a elektrochemické děje a přehled vybraných prvků a struktury a vlastností jejich sloučenin.
Výstupy z učení
Po absolvování kurzu by student měl být schopen vysvětlit základní chemické pojmy a zákonitosti o stavbě atomu, chemické vazbě, chemických reakcích a jejich energetice a o skupenských stavech látek. Dále by měl umět charakterizovat prvky periodického systému a jejich běžné sloučeniny.
Osnova
  • 1. Hmota, sloučeniny a směsi. Základní chemické zákony. Atomová hmotnostní jednotka, hmotnost atomů a molekul. Avogadrova konstanta. Relativní atomová a molekulová hmotnost. Látkové množství, mol, molární hmotnost. Atomy, molekuly, ionty, prvky, nuklidy, izotopy. Atomové jádro, hmotnostní defekt, stabilita jader, alfa-, beta-, gama-záření, přirozená a umělá radioaktivita, Fajans-Soddyho posunová pravidla, jaderné reakce a jejich symbolika. Využití izotopů. 2. Atomová struktura, elektromagnetické záření. Částice a vlny, dualismus hmoty. Atomové orbitaly, kvantová čísla, energetické hladiny, konfigurace elektronů v atomech, valenční elektrony. Periodický systém prvků a periodicita vlastností prvků. 3. Struktura molekul. Chemická vazba a její parametry, vazebné interakce včetně van der Waalsových sil a vodíkové vazby. Geometrie molekul. 4. Vlastnosti plynů, ideální plyn, reálné plyny, směsi plynů. Stavová rovnice a ostatní jednoduché zákony pro ideální plyn. Obecné vlastnosti kapalin, tenze páry kapaliny, bod varu. Struktura a vlastnosti pevných látek, základní typy krystalových uspořádání. Fázové přeměny. Fázový diagram vody. 5. Roztoky, rozpustnost, způsob vyjadřování koncentrace roztoků, výpočet koncentrace roztoků. Rozpouštědla polární a nepolární. Dvousložkové fázové diagramy. Metody dělení směsí. 6. Termodynamika a kinetika chemických reakcí. Základní termodynamické pojmy a zákony, termochemie. Chemická rovnováha, Gibbsova volná energie, spontánnost chemických dějů. Rychlost chemických reakcí a katalyzátory. 7. Kyseliny a báze. Voda, disociace vody. Acidita a bazicita vodných roztoků. Síla kyselin a bází. Výpočet pH, hydrolýza solí, tlumivé roztoky. 8. Oxidace a redukce. Elektrochemie, elektrodový potenciál, galvanické a elektrolytické články, koroze materiálů. 9. Úvod do systematické anorganické chemie. Obecná charakteristika přechodných a nepřechodných kovů, polokovů a nekovů, daltonidy a berthollidy. Vodík. Alkalické kovy a kovy alkalických zemin. Bór a hliník. 10. Uhlík a jeho allotropy, karbidy, oxidy, soli a deriváty kyseliny uhličité. Křemík, oxid křemičitý a křemičitany a jejich význam. 11. Elementární dusík a fosfor. Amoniak a Haber-Boschův proces, azidy, oxidy, a oxokyseliny dusíku. Oxidy a oxokyseliny fosforu, výroba kyseliny fosforečné. Kyslík, typy oxidů, voda, peroxid vodíku. Síra, Fraschův proces, oxidy, oxo-kyseliny, řetězení síry. Výroba kyseliny sírové. 12. Halogeny, halogenovodíky a halogenidy, oxo-kyseliny halogenů. 13. Charakteristika d prvků. Koordinační sloučeniny, typy ligandů a jejich klasifikace, koordinační čísla, cheláty, izomerie koordinačních sloučenin. Význam d prvků.
Literatura
  • VACÍK, Jiří. Obecná chemie. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1986, 303 s. info
  • ATKINS, P. W., Loretta JONES a Leroy LAVERMAN. Chemical principles : the quest for insight. Seventh edition. New York: Macmillan Learning, 2016, 1 svazek. ISBN 9781464183959. info
  • Růžička A., Toužín J.: Příklady a problémy z obecné chemie, Brno 2000
  • KLIKORKA, Jiří, Bohumil HÁJEK a Jiří VOTINSKÝ. Obecná a anorganická chemie. 2., nezměn. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1989, 592 s. info
  • HOUSECROFT, Catherine E. a A. G. SHARPE. Anorganická chemie. Vyd. 1. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2014, xxx, 1119. ISBN 9788070808726. info
Výukové metody
Přednáška a teoretické cvičení
Metody hodnocení
Písemná zkouška doplněná krátkým ústním pohovorem. Podmínkou účasti na zkoušce je splnění všech domácích úkolů ze cvičení (každý na min. 70%).
Informace učitele
Informace ke cvičení:
Výuka probíhá prezenčně. Pro konzultace a společné řešení problémů je k dispozici tým v rámci MS Teams.



Osnova cvičení:


1) Úvodní informativní hodina


2) Názvosloví anorganických sloučenin


3) Relativní atomová a molekulová hmotnost, látkové množství, výpočty ze vzorce


4) Úprava chemických rovnic, včetně redoxních a iontových


5) Výpočty z chemických rovnic


6) Elektronový obal atomu


7) Chemická vazba, molekulové orbitaly


8) Plynové zákony, stavová rovnice


9) Koncentrae, molarita, molalita, ředění roztoků


10) Termodynamika, chemická rovnováha


11) Iontové rovnováhy v roztocích, výpočet pH


12) Součin rozpustnosti, elektrolýza, elektrodové potenciály


Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2020, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.