Přechod na menu
,
Přechod na obsah
,
Přechod na patičku
Obecná chemie
Pedagogická fakulta Masarykovy univerzity
Hana Cídlová, Zuzana Mokrá, Barbora Valová
Úvod
1 Postavení chemie
v systému věd
2 Stavba hmoty
3 Základní chemické zákony
4 Hmotnost, množství a složení
látek a soustav
5 Jádro atomu, radioaktivita,
jaderné reakce
6 Modely atomu
7 Elektronový obal atomu,
atomové orbitaly, výstavba
elektronového obalu, ionty
8 Periodický zákon, periodická
tabulka, periodicita chemických
a fyzikálních vlastností prvků
9 Chemická vazba
10 Teorie molekulových orbitalů
11 Lokalizace vazeb
12 Polarita vazeb
13 Tvar molekul
(model VSEPR, teorie hybridizace)
14 Vlastnosti kovalentních látek
15 Koordinační sloučeniny
16 Slabé vazebné interakce
17 Iontová vazba
18 Kovová vazba
19 Vazba v biopolymerech
20 Skupenské stavy látek
21 Základy termodynamiky
22 Chemická rovnováha
23 Roztoky a faktory ovlivňující
rozpustnost látek
24 Koligativní vlastnosti
25 Molekulární transport
26 Konstanty
27 Literatura
28 Seznam obrázků
29 Seznam tabulek
28 Seznam obrázků
Obr. 2‑1: Zjednodušený model stavby hmoty.
Obr. 2‑2: Struktura atomu a přibližné rozměry uvažovaných částic.
Obr. 5‑1: Schématické znázornění prvku a nuklidu.
Obr. 5‑2: Závislost \(\mathrm{\varepsilon_{j,A}}\) na nukleonovém čísle \(\mathrm{A}\) u jader přírodních nuklidů.
Obr. 5‑3: Neutron – protonový diagram stabilních nuklidů a tzv. řeka stability.
Obr. 5‑4: Schématické srovnání pronikavosti různých druhů záření.
Obr. 5‑5: Radioaktivní přeměnové řady.
Obr. 5‑6: Časová závislost počtu nepřeměněných jader ve vzorku.
Obr. 5‑7: Schéma mechanismu štěpení jádra (kapkový model).
Obr. 5‑8: Schéma lavinového štěpení atomových jader.
Obr. 6‑1: Thomsonova představa o stavbě atomu.
Obr. 6‑2: Schéma Rutherfordova pokusu.
Obr. 6‑3: Rutherfordův model atomu.
Obr. 6‑4: Schematické srovnání čárového a pásového spektra.
Obr. 6‑5: Znázornění přechodu elektronu mezi drahami s různou energií.
Obr. 7‑1: Znázornění orbitalu \(\ce{p_{z}}\) s vysvětlenými pojmy
Obr. 7‑2: Znázornění orbitalu \(\ce{d_{x^2-y^2}}\) s vysvětlenými pojmy
Obr. 7‑3: Periodická tabulka ve tvaru korespondujícím s výstavbovým principem.
Obr. 7‑4: Závislost ionizační energie na celkovém počtu elektronů odtržených z atomu beryllia.
Obr. 8‑1: Chancourtoisovo uspořádání chemických prvků na plášti válce.
Obr. 8‑2: První Mendělejevova periodická tabulka chemických prvků.
Obr. 8‑3: Schéma řazení prvků podle rostoucího protonového čísla.
Obr. 8‑4: Dnešní podoba periodického systému prvků.
Obr. 8‑5: Současné nejpoužívanější uspořádání periodické tabulky.
Obr. 8‑6: Poloha s-, p-, d- a f-prvků v periodické tabulce.
Obr. 8‑7: Vžité názvy některých skupin prvků. Označení „triely“, „tetrely“ a „pentely“ se příliš nepoužívá.
Obr. 8‑8: Periodická tabulka s vyznačením vzácných plynů.
Obr. 8‑9: Periodická tabulka s vyznačením prvků s konfigurací elektronové osmnáctky.
Obr. 8‑10: Periodická tabulka s vyznačením prvků s konfigurací elektronové dvacítky.
Obr. 8‑11: Modelace postupu při stanovení atomových poloměrů.
Obr. 8-12: Závislost atomových poloměrů r na protonovém čísle
Obr. 8-13: Závislost iontových poloměrů na protonovém čísle
Obr. 8-14: Závislost první ionizační energie \(\ce{I}\) na protonovém čísle
Obr. 8-16: Závislost elektronové afinity \(\ce{A_{e}}\) na protonovém čísle
Obr. 8-16: Závislost elektronegativity dle Paulinga na protonovém čísle
Obr. 8-17: Atomové charakteristiky v rámci periodického systému (schematické shrnutí).
Obr. 9‑1: Vzájemné silové působení dvou atomů v závislosti na meziatomové vzdálenosti.
Obr. 10‑1: Překryvy AO za vzniku MO.
Obr. 10‑2: Prázdný rámečkový diagram MO připravený pro obsazování s-orbitalů.
Obr. 10‑3: Prázdný rámečkový diagram MO připravený pro obsazování s- a p-orbitalů.
Obr. 10‑4: Diagram MO molekuly \(\ce{H2}\) znázorněný pomocí rámečků.
Obr. 10‑5: Diagram MO molekuly \(\ce{H2}\) znázorněný pomocí energetických hladin.
Obr. 10‑6: Diagram MO pro molekulu NO znázorněný pomocí energetických hladin.
Obr. 10‑7: Diagram MO pro molekulu NO.
Obr. 10‑8: Diagram MO pro kation
\(\ce{NO^{+}}\).
Obr. 10‑9: Diagram MO pro molekulu CO.
Obr. 10‑10: Diagram MO pro stabilnější formu
\(\ce{O2}\)
(tripletový stav).
Obr. 10-11: Diagramy MO pro molekulu \(\ce{O2}\) ve dvou různých singletových stavech.
Obr. 10‑12: Diagram MO pro hypotetickou molekulu
\(\ce{He2}\).
Obr. 10‑13: Diagram MO pro hypotetickou molekulu
\(\ce{Ne2}\).
Obr. 11‑1: Vysvětlení rozmístění vazeb v molekule benzenu pomocí teorie delokalizace.
Obr. 11‑2: Příklad delokalizace
\(\pi\)-elektronů
v molekule buta-1,3-dienu.
Obr. 11‑3: Grafické znázornění vazeb v molekule látky nazývané buta-1,3-dien.
Obr. 11‑4: Vzorce rezonančních struktur (stavů) benzenu.
Obr. 12‑1: Příklady nepolárních kovalentních vazeb a rozdělení elektronové hustoty vazebných elektronových párů v molekule kyslíku a molekule fluoru.
Obr. 12‑2: Příklad polární vazby a rozdělení elektronové hustoty vazebného elektronového páru v molekule
\(\ce{HCl}\).
Obr. 12‑3: Iontový krystal
\(\ce{NaCl}\).
Schéma iontového krystalu.
Obr. 12‑4: Grafické znázornění vlivu substituentů 1. třídy na substituci elektrofilní.
Obr. 13‑5: Grafické znázornění vlivu substituentů 2. třídy na substituci elektrofilní.
Obr. 13‑6: Znázornění zavedení dipólového momentu.
Obr. 13‑1: Tvar molekuly \(\ce{CH4}\) zjištěný experimentálně.
Obr. 13‑2: Srovnání skutečného tvaru molekuly \(\ce{CH4}\) a tvaru odhadnutého pomocí teorie MO.
Obr. 13-3: Deformace základního tvaru v molekule vody.
Obr. 13-4: Deformace základního tvaru v molekule fosgenu.
Obr. 13-5: Kombinace AO dvou atomů za vzniku MO jedné vazby.
Obr. 13-6: Kombinace čtyř AO atomu uhlíku za vzniku čtveřice HAO tohoto atomu.
Obr. 13-7: Příklad kombinace HAO s AO za vzniku vazeb \(\ce{C-H}\) v molekule methanu.
Obr. 13-8: Vznik dvojice hybridních orbitalů \(sp\) kombinací jednoho orbitalu s a jednoho orbitalu
\(p\).
Obr. 13-9: Typický tvar hybridizovaného orbitalu. Prostorová orientace může být různá.
Obr. 14‑1: Krystalová struktura diamantu.
Obr. 14‑2: Krystalová struktura grafitu.
Obr. 14‑3: Fullereny (nahoře) a nanotrubičky (dole).
Obr. 15‑1: Příklady ligandů (elektronové strukturní vzorce).
Obr. 15‑2: Příklady ligandů s vyznačením donorového elektronového páru.
Obr. 15‑3: Tzv. cisplatina
Obr. 15‑4: Tvary koordinační sféry.
Obr. 15‑5: Pětice d-orbitalů a jejich orientace v prostoru.
Obr. 15‑6: Energetické štěpení d-orbitalů v ligandovém poli šesti ligandů.
Obr. 15‑7: Barevné složky viditelné části spektra.
Obr. 15‑8: Diagram MO částice
\(\left[\ce{Fe^{II}F6}\right]^{4-}\).
Obr. 15‑9: Diagram MO částice
\(\left[\ce{Fe^{II}(CN)6}\right]^{4-}\).
Obr. 15‑10: Diagram MO částice
\(\left[\ce{Ni^{II}(CO)6}\right]^{2+}\).
Obr. 15-11: Strukturní vzorec aktivní části Chelatonu 3.
Obr. 16‑1: Znázornění interakce dipól – dipól.
Obr. 16‑2: Znázornění interakce dipól – ion. Příklad hydratace kationtu lithného.
Obr. 16-3: Znázornění interakce dipól – indukovaný dipól.
Obr. 16‑4: Znázornění vzniků Londonových disperzních sil.
Obr. 16‑5: Schéma organické látky s polárně-nepolární strukturou.
Obr. 16‑6: Stearová kyselina a rozbor její rozpustnosti ve vodě.
Obr. 16‑7: Zakoncentrování povrchově aktivní látky na hladině vody.
Obr. 16‑8: Schématický průřez micelou.
Obr. 16‑9: Schématický řez buňkou s dvouvrstevnou buněčnou membránou.
Obr. 16‑10: Schéma řezu dvouvrstevnou buněčnou membránou – detail.
Obr. 16‑11: Vysvětlení vzniku vodíkové vazby mezi molekulami HF.
Obr. 16‑12: Značení vodíkové vazby.
Obr. 16‑13: Závislost teploty tání \(\mathrm{T_t}\) a teploty varu \(\mathrm{T_{v}}\) halogenovodíků na jejich relativní molekulové hmotnosti
\(\ce{M_r}\).
Obr. 16‑14: Znázornění intramolekulárního vodíkového můstku v molekule
\(\ce{o}\)-nitrofenolu.
Obr. 17-1: Srovnání kovalentní a iontové vazby z hlediska směrovosti.
Obr. 17-2: Schéma řetězce DNA (RNA).
Obr. 17-3: Schématické znázornění hydratace iontu
\(\ce{Li+}\).
Obr. 17-4: Porovnání velikosti elektronových obalů stejného prvku v závislosti na počtu elektronů v obalu.
Obr. 17-5: Znázornění polarizace atomů.
Obr. 17-6: Schématické znázornění mechanismu neutralizace (reakce \(\ce{HCl}\) s
\(\ce{NaOH}\)).
Obr. 17-7: Schématické znázornění mechanismu srážecí reakce (reakce \(\ce{H2SO4}\) s \(\ce{BaCl2}\) ).
Obr. 17-8: Schématické znázornění mechanismu srážecí reakce (reakce
\(\ce{Na2SO4}\)
s
\(\ce{BaCl2}\)).
Obr. 17-9: Schématické znázornění mechanismu srážecí reakce (reakce \(\ce{Pb(NO3)2}\) s
\(\ce{KI}\)).
Obr. 17-10: Schématické znázornění mechanismu reakce \(\ce{Na2SO4}\) s
\(\ce{BaCl2}\).
Obr. 18-1: Model kovové mřížky.
Obr. 18-2: Jednoduché vysvětlení kujnosti a tažnosti kovů (starší teorie).
Obr. 18-3: Schématické znázornění struktury substituční slitiny.
Obr. 18-4: Schématické znázornění struktury intersticiální slitiny.
Obr. 18-5: Fázový diagram systému železo-uhlík pro nízké koncentrace uhlíku.
Obr. 18-6: Srovnání vazby kov-kov a kovové vazby.
Obr. 18-7: Diagram MO molekuly vodíku – rámečky.
Obr. 18-8: Diagram MO molekuly vodíku – energetické hladiny.
Obr. 18-9: Diagram MO kovového krystalu.
Obr. 18-10: Běžný záznam pásového modelu.
Obr. 19-1: Vznik peptidické vazby a dipeptidu.
Obr. 19-2: Primární struktura tetrapeptidu.
Obr. 19-3: Sekvence aminokyselin v bílkovině nazývané glukagon.
Obr. 19-4: Zjednodušené schéma struktury nukleové kyseliny.
Obr. 19-5: Sekundární struktura bílkovin.
Obr. 19-6: Párování bází v dvojřetězcovém uspořádání DNA (Watsonovo-Crickovo párování).
Obr. 19-7: Struktura molekuly DNA a párování bází do dvojic v molekule DNA.
Obr. 19-8: Model části molekuly DNA v dvojřetězcovém uspořádání.
Obr. 19-9: Lokální variace ve struktuře DNA.
Obr. 19-10: Příklad sekundární struktury RNA.
Obr. 19-11: Schéma globulárně uspořádané molekuly bílkoviny nazývané myoglobin.
Obr. 19-12: Konformace DNA.
Obr. 19-13: Příklad nadšroubovicového vinutí DNA.
Obr. 19-14: Příklad nativní a denaturované DNA.
Obr. 19-15: Příklad kvartérní struktury (hemoglobin).
Obr. 20-1: Diagram p-V ilustrující podmínky zkapalňování plynů.
Obr. 20-2: Schematické znázornění struktury tekutých krystalů.
Obr. 20-3: Braggova rovnice – úhel dopadu a mezirovinná vzdálenost
Obr. 20-4: Různé možnosti volby krystalových rovin.
Obr. 20-5: Model krystalové struktury – základní buňka.
Obr. 20-6: Krystalová struktura
\(\ce{NaCl}\).
Obr. 20-7: Krystalová struktura
\(\ce{BaSO4}\).
Obr. 20-8: Model molekulového krystalu vody (led).
Obr. 20-9: Krystalová struktura methanu.
Obr. 20-10: Krystalová struktura diamantu.
Obr. 20-11: Krystalové struktury kovů.
Obr. 20-12: Krystalová struktura grafitu.
Obr. 20-13: Příklad vzniku a struktury klathrátu.
Obr. 20-14: Reakce schématicky znázorněného řetězce DNA a ethydiumbromidu.
Obr. 20-15: Schématické znázornění vmezeření atomů alkalických kovů mezi vrstvy grafitu.
Obr. 20-16: Dva způsoby vazby vody v \(\ce{CuSO4\cdot 5H2O}\).
Obr. 20-17: Schematické znázornění skupenských přeměn látek.
Obr. 20-18: Fázový diagram vody.
Obr. 20-19: Fázový diagram síry.
Obr. 20-20: Fázový diagram oxidu uhličitého.
Obr. 20-21: Fázové diagramy dvou neomezeně mísitelných kapalin.
Obr. 20-22: Fázový diagram kondenzované soustavy v případě, že složky jsou nemísitelné v tuhé fázi; v kapalné fázi jsou mísitelné a netvoří sloučeninu.
Obr. 20-23: Fázový diagram soustavy NaCl – voda. Bod E je tzv. kryohydratický (eutektický) bod.
Obr. 20-24: Zjednodušený fázový diagram (Gibbsův trojúhelník) třísložkové soustavy \(\ce{Na2O-SiO2-H2O}\). Konstantní teplota a tlak.
Obr. 21-1: Typy systémů z hlediska jejich interakce s okolím.
Obr. 21-2: Znázornění vybraných intenzivních a extenzivních vlastností 14% vodného roztoku NaCl.
Obr. 21-3: Příspěvky k pohybu molekul.
Obr. 21-4: Příklad p-V diagramu obecného termodynamického děje a znázornění objemové práce při tomto ději soustavou vykonané soustavou.
Obr. 21-5: Odvozovací trojúhelníky pro výpočet reakčních enthalpií ze spalných nebo slučovacích enthalpií.
Obr. 21-6: Born-Haberův cyklus pro vznik LiF.
Obr. 21-7: Enthalpický cyklus methanu.
Obr. 22-1: Příklad časových změn skutečné okamžité látkové koncentrace látek \(\ce{A, C}\) pro vratnou reakci
\(\ce{A <=> C}\).
Obr. 23-1: Schématické znázornění klasifikace roztoků dle skupenství složek.
Obr. 23-2: Schématické znázornění chování neelektrolytu při rozpouštění.
Obr. 23-3: Schématické znázornění chování elektrolytů při rozpouštění.
Obr. 23-4: Schématické znázornění chování látek při rozpouštění.
Obr. 23-5: Schématické znázornění chování silných elektrolytů při rozpouštění.
Obr. 23-6: Schématické znázornění chování slabých elektrolytů při rozpouštění.
Obr. 24-1: Schématické znázornění vzniku osmotického tlaku.
Obr. 25-1: Schématické znázornění volné difúze, efúze a transfúze.
27 Literatura
29 Seznam tabulek