C1601 Obecná a anorganická chemie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2001
Rozsah
3/0/0. 4 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Josef Novosad, CSc. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Josef Novosad, CSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
NOW( C1620 Obecná a anorg.chemie-cvič. )
Znalost chemie na úrovni střední školy.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Přednáška Obecná a anorganická chemie je určena studentům studující odbornou biologii a je rozdělena na dvě části: na obecnou chemii a na anorganickou chemii. Obecná chemie zahrnuje základní principy a koncepce chemie. Pokrývá následující témata: výklad chemických pojmů, stavba atomu, elektronové konfigurace atomů a periodicita v chemii, základní poznatky o vazbě v chemii, chemických reakcích a jejich energetice a o skupenských stavech látek. Druhá část kurzu (anorganická chemie) pokrývá úvod do systematické chemie prvků včetně vzniku prvků ve vesmíru, chemické periodicity, všeobecné charakteristiky kovů a nekovů. Podrobněji se probírají prvky s- a p-bloku a informativně prvky d-bloku a dále lanthanoidy a aktinoidy. Zdůrazněn je význam vybraných kovů v biologických systémech.
Osnova
  • Obecná chemie 1. Základní chemické zákony, chemické vzorce, látka, čistota látek, stupně čistoty, směsi. Základní elementární částice, pojem prvku, nuklidu, izotopu a izobaru, hmotnost atomů a molekul, atomová hmotnostní jednotka, relativní atomová hmotnost, střední relativní atomová hmotnost. 2. Atomové jádro, hmotnostní defekt, stabilita jader, alfa-, beta-, gama-záření, přirozená a umělá radioaktivita, Fajans-Soddyho posunová pravidla, jaderné reakce a jejich symbolika. 3. Korpuskulárně-vlnový charakter mikročástic, dualismus hmoty. Bohrův model atomu, Bohrova teorie vodíkového atomu, emisní spektra atomu vodíku, Moseleyův zákon. 4. Vlnová funkce a její význam, atomový orbital, kvantová čísla n, l, m a s; tvary atomových orbitalů, energetické stavy a degenerace, výstavbový princip víceelektronových systémů, Pauliho princip výlučnosti, Hundovo pravidlo. 5. Vlastnosti atomů (ionizační potenciál, elektronová afinita, elektronegativita), periodický zákon a periodický systém prvků, periodicita vlastností prvků. 6. Historický vývoj názorů na chemickou vazbu, iontová vazba, iontové poloměry, iontové krystaly, mřížková energie. 7. Kovalentní a donor-akceptorová vazba, překryv atomových orbitalů, typy překryvů, molekulové orbitaly (MO) a metoda MO-LCAO, výstavbový princip MO, molekulové diagramy biatomických homo- a hetero- nukleárních molekul, polarita, vazby, vazebný řád, délka kovalentní vazby, vazebná energie. 8. Teorie hybridizace, typy hybridizace, tvary molekul, metoda VSEPR. 9. Slabé interakce (van der Waalsovy síly, vazba vodíkovým můstkem), vazba v kovech. 10. Stavová rovnice a ostatní jednoduché zákony pro ideální plyn. 11. Obecné vlastnosti kapalin, tenze páry kapaliny, bod varu. Fázový diagram vody. 12. Obecné vlastnosti pevných látek, krystalová mřížka a druhy krystalových mřížek. 13. Roztoky, rozpustnost, způsob vyjadřování koncentrace roztoků, výpočet koncentrace roztoků, elektrolytická disociace, slabé a silné elektrolyty, solvatace iontů, aktivita a aktivitní koeficient, srážení a součin rozpustnosti. 14. Arrheniova, Brönstedova-Lawryho a Lewisova teorie kyselin a zásad, acidita a bazicita vodných roztoků, síla kyselin, výpočet pH, hydrolýza solí, tlumivé roztoky, kapacita tlumivých roztoků. Anorganická chemie 1. Úvod do systematické anorganické chemie, původ a distribu-ce prvků ve vesmíru a na Zemi, nástin historického vývoje chemie, chemická periodicita. Obecná charakteristika přechodných a nepřechodných kovů, polokovů a nekovů, daltonidy a berthollidy. Vodík, jeho izotopy, jaderné isomery divodíku, typy binárních sloučenin vodíku. 2. Alkalické kovy, jejich hydridy, oxidy, peroxidy, hyperoxidy, ozonidy, halogenidy a hydroxidy, alkalické soli oxokyselin. Beryllium, hořčík a kovy alkalických zemin, jejich hydridy, karbidy, nitridy, oxidy, halo-genidy, hydroxidy, soli oxokyselin, tvrdost vody, Grignardova činidla. 3. Bor, boridy, borany, halogenidy, oxo-ky-seliny, boritany. Hliník, jeho binární sloučeniny sloučeniny, hydroxidy, soli oxokyselin. Uhlík a jeho alotropy, karbidy, oxidy, halogenoderiváty, CN-, OCN- a SCN-sloučeniny. 4. Křemík, silany, silicidy, karbid, oxidy, halogenidy, oxokyseliny, křemičitany. Dusík, amoniak a soli amonné, azidy, oxidy, oxokyseliny, jejich soli. Fosfor, fosfany, fosfidy, oxidy, sulfidy, halogenidy, oxokyseliny, jejich soli a deriváty. Kyslík, typy oxidů, voda, peroxid vodíku. 5. Síra, sulfan, sulfidy a polysulfidy, oxidy, halogenidy, oxokyseliny a jejich deriváty. Halogeny, halogenovodíky a halogenidy, fluoridy kyslíku, oxidy ostatních halogenů, oxokyseliny, jejich soli a deriváty. 6. Vzácné plyny, klathráty, fluoridy xenonu a kryptonu, oxidy a oxokyseliny xenonu. Gallium, indium a thallium, jejich hydridy, oxidy, halogenidy a hydroxidy v oxidačních stavech I a III. 7. Germanium, cín a olovo, jejich hydridy, oxidy, halogenidy a hydroxidy v oxidačních stavech II a IV. Arsen, antimon a bismut, jejich hydridy, oxidy, sulfidy a halogenidy v oxidačních stavech III a V, oxokyseliny arsenu a antimonu, jejich soli a deriváty, soli bismutité a bismutičnany. 8. Selen, tellur a polonium, chalkogenovodíky, chalkogenidy, oxidy a halogenidy, oxo-kyseliny, jejich soli. Skandium, yttrium, lanthan a lanthanoidy, jejich nejvýznamnější sloučeniny, aktinium a aktinoidy, jejich oxidy a halogenidy. 9. Titan, zirkonium a hafnium, jejich oxidy a halogenidy v oxidačních stavech II až IV. Vanad, niob a tantal, jejich oxidy a halogenidy v oxidačních stavech II až V, vanadičnany, niobičnany a tantaličnany. 10. Chrom, molybden a wolfram, jejich oxidy a halogenidy v oxidačních stavech II až VI, chromany, molybdenany a wolframany. Mangan, technecium a rhenium, jejich oxidy, sulfidy a halogenidy v oxidačních stavech II až VII, soli manganaté a manganité, manganičnany, manganany a manganistany. 11. Železo, kobalt a nikl, jejich oxidy, sulfidy, halogenidy a soli oxokyselin v oxidačních stavech II a III, karbonyly, ferrocen. Lehké a těžké platinové kovy, oxidy, sulfidy a halogenidy ruthenia a osmia v oxidačních stavech IV a VIII, rhodia a iridia v oxidačních stavech III a IV, platiny a palladia v oxidačních stavech II a IV. 12. Měď, stříbro a zlato, sloučeniny stříbra a mědi v oxidačních stavech I a II, slou-čeniny zlata v oxidačních stavech I a III. Zinek, kadmium a rtuť, jejich sloučeniny v oxidačním stavu II, sloučeniny rtuťné. 13. Koordinační sloučeniny, historický úvod, typy ligandů a jejich klasifikace, koordinační čísla, cheláty, isomerie koordinačních sloučenin. 14. Železo, kobalt, chrom, molybden, měď, zinek, lithium, sodík, draslík, hořčík a vápník v biologických systémech.
Literatura
  • VACÍK, Jiří. Obecná chemie. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1986, 303 s. info
  • Atkins P.W., Beran J. A.: General Chemistry, Scientific American Books, New York 1992
  • Hála J.: Pomůcka ke studiu obecné chemie, MU Brno 2000
  • Růžička A., Toužín J.: Příklady a problémy z obecné chemie, Brno 2000
  • Toužín J.: Stručný přehled chemie prvků, MU Brno 2001
  • KLIKORKA, Jiří, Bohumil HÁJEK a Jiří VOTINSKÝ. Obecná a anorganická chemie. 2., nezměn. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1989, 592 s. info
  • GREENWOOD, N. N. a A. EARNSHAW. Chemistry of the elements (Orig.) : Chemie prvků. Sv. 1 : Chemie prvků. Sv. 2. info
Metody hodnocení
Výuka formou přednášky, ústní zkouška.
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, podzim 2000, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.