C1800 Chemie pro fyzikální obory

Přírodovědecká fakulta
jaro 2023
Rozsah
3/1/0. 3 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučováno prezenčně.
Vyučující
doc. Mgr. Markéta Munzarová, Dr. rer. nat. (přednášející)
doc. Mgr. Dominik Heger, Ph.D. (přednášející)
Garance
doc. Mgr. Markéta Munzarová, Dr. rer. nat.
Ústav chemie - Chemická sekce - Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie - Chemická sekce - Přírodovědecká fakulta
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 chemického uvažování na poli obecné a anorganické chemie.
Výstupy z učení
Porozumění elektronové struktuře atomů a molekul, zvládnutí základů chemické termodynamiky, schopnost nakreslit mechanismy jednoduchých reakcí.
Osnova
  • 1. Atom vodíku: Kvantový svět
  • 1.1 Atomová spektra. 1.2 Vlnové funkce a hladiny energie. 1.3 Úloha o atomu vodíku. 1.4 Hlavní kvantové číslo. 1.5 Atomové orbitaly. 1.6 Elektronový spin. 1.7 Elektronová struktura vodíku.
  • 2. Mnohaelektronové atomy a periodicita
  • 2.1 Orbitální energie. Výstavbový princip. Elektronová struktura a periodická tabulka.
  • 2.2 Periodicita atomových vlastností. Efektivní náboj. Atomový poloměr. Iontový poloměr. Ionizační energie. Elektronová afinita.
  • 3. Chemické vazby I
  • 3.1 Iontové vazby. Ionty, které prvky tvoří. Lewisovy symboly. Energetika tvorby iontových vazeb. Interakce mezi ionty.
  • 3.2 Kovalentní vazby. Lewisovy struktury dvouatomových a víceatomových molekul. Rezonance. Formální náboj.
  • 4. Chemické vazby II
  • 4.1 Výjimky z oktetového pravidla. Radikály a biradikály. Rozšířené valenční slupky. Neobvyklé struktury skupiny 13/III.
  • 4.2 Síly a délky kovalentních vazeb.
  • 5. Molekulový tvar a struktura
  • 5.1 Model VSEPR: Základní model VSEPR. Molekuly s volnými páry na centrálním atomu. Teorie valenčních vazeb.
  • 5.2. Teorie molekulových orbitalů. Limitace Lewisovzy teorie. Molekulové orbitaly. Elektronové konfigurace dvouatomových molekul.
  • 6. Vodík, alkalické kovy a kovy alkalických zemin.
  • 6.1 Vodík: Prvek. Sloučeniny vodíku. Skupina 1 - alkalické kovy. Prvky. Chemické vlastnosti. Sloučeniny Li, Na a K.
  • 6.2 Skupina 2 - kovy alkalických zemin. Prvky 2. skupiny. Sloučeniny beryllia, hořčíku a vápníku.
  • 7. Skupiny boru a uhlíku.
  • 7.1 Skupina 13/III - skupina boru. Prvky skupiny 13/III. Oxidy a halogenidy skupiny 13/III. Borany a hydridy boru.
  • 7.2 Skupina 14/IV - skupina uhlíku. Prvky skupiny 14/IV. Oxidy uhlíku a křemíku. Další důležité sloučeniny skupiny 14/IV.
  • 8. Skupiny dusíku a kyslíku.
  • 9. Halogeny a vzácné plyny.
  • 10. Přechodové kovy.
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. URL 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.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022.