C1601bf Základy obecné a anorganické chemie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2022
Rozsah
2/1/0. 3 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučováno prezenčně.
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, Čt 10:00–10:50 Fs2 6/4003
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.
Osnova cvičení:

1) Úvodní informativní hodina

2) Názvosloví anorganických sloučenin

3) Výpočet relativní atomové a molekulové hmotnosti, látkového množství, výpočty ze vzorce

4) Úprava chemických rovnic, včetně redoxních a iontových

5) Výpočty z chemických rovnic

6) Elektronový obal atomu, periodicita vlastností prvků

7) Chemická vazba, molekulové orbitaly

8) Plynové zákony, stavová rovnice

9) Koncentrace, molarita, molalita, ředění roztoků

10) Termodynamika, chemická rovnováha

11) Iontové rovnováhy v roztocích, výpočet pH

12) Hydrolýza solí, součin rozpustnosti

13) 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 2021, podzim 2023, podzim 2024.