C4020 Pokročilá fyzikální chemie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2014
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Pavel Kubáček, CSc. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Pavel Kubáček, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Út 18:00–19:50 B11/205
Předpoklady
C4660 Základy fyzikální chemie
Absolvování předmětu C4660 Základy fyzikální chemie. M1010 Matematika I a M2010 Matematika II nebo obdobný kurz matematiky je užitečný, není však nutnou podmínkou.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 16 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
V druhém modulu fyzikální chemie jsou dále rozvíjeny základní koncepty teoretické chemie s důrazem na vztah mezi mikroskopickou strukturou a makroskopickými vlastnostmi látek. Studenti si osvojí kvantitativní přístup k vysvětlování chemických projevů hmoty pomocí fyzikální teorie. Jsou zahrnuty kapitoly z kvantové chemie, chemické statistiky, termodynamiky, elektrochemie a kinetiky. Předmět společně s kurzem C4660 Základy fyzikální chemie, na který navazuje, má za cíl obsáhnout poznání základů fyzikální chemie v rozsahu bakalářského studijního programu chemického zaměření. Podmínkou zápisu je absolvování C4660.
Osnova
  • (1) Variační metoda, prostá (HMO) a rozšířená (EHT) Hückelova metoda, Z-matice, Mullikenova populační analýza. Metoda selfkonzistentního pole. Metody funkcionálu hustoty.
  • (2) Elektronové, vibrační, rotační a translační stavy molekul. Lineární harmonický oscilátor, energie nulového bodu, vibrace dinukleární molekuly, tuhý rotor.
  • (3) Kanonický soubor a kanonická partiční funkce, statisticko-termodynamické vyjádření vnitřní energie, entropie a Gibbsovy funkce, rovnovážná konstanta.
  • (4) Reálné plyny, stavové rovnice, fugacita, fugacitní koeficient a jeho závislost na tlaku, kritický stav, princip korespondujících stavů.
  • (5) Termodynamické závislosti, teplotní závislost vnitřní energie a entalpie, adiabatická expanze. Popis směsí, mísení, parciální molární veličiny, Gibbs-Duhemova rovnice.
  • (6) Koligativní vlastnosti, zvýšení bodu varu a snížení bodu tuhnutí, osmóza. Fázová rovnováha v dvousložkových systémech, azeotropy, soustavy s chemickou reakcí.
  • (7) Aktivity iontů, Debye-Hückelova teorie, iontová atmosféra. Termodynamika elektrochemických článků, závislost elektromotorické síly na teplotě.
  • (8) Kinetická teorie ideálního plynu, Maxwell-Boltzmannovo rozdělení rychlostí, rozdělení energií, mezimolekulové srážky, srážkový průřez, frekvence srážek, střední volná dráha.
  • (9) Transportní vlastnosti, tok molekulární veličiny, statistické zpracování difúze (random walk), transport iontů, vodivost, Debye-Hückel-Onsagerova teorie, iontové pohyblivosti.
  • (10) Kinetika reakcí se složeným mechanismem, přiblížení stacionárního stavu, monomolekulární reakce, katalýza a autokatalýza, chemické oscilace.
  • (11) Závislost reakční rychlosti na teplotě. Teorie tranzitního stavu, srážková teorie, PES a reakční koordináta, aktivovaný komplex a tranzitní stav, Eyringova rovnice.
  • (12) Modely elektrodové dvojvrstvy, výměnná proudová hustota, Butler-Vollmerova rovnice, přepětí a polarizace, koroze. Elektrická dvojvrstva.
Literatura
    doporučená literatura
  • ATKINS, P. W. a Julio DE PAULA. Atkins' physical chemistry. 9th ed. Oxford: Oxford University Press, 2010, xxxii, 972. ISBN 9780199543373. info
  • Atkins Peter, de Paula Julio: Fyzikální chemie, VŠCHT Praha (1. vydání, 2013) , ISBN: 978-80-7080-830-6.
    neurčeno
  • ATKINS, P. W. a Julio DE PAULA. Atkins' physical chemistry. 8th ed. Oxford: Oxford University Press, 2006, xxx, 1064. ISBN 0198700725. info
  • ATKINS, P. W. a Julio DE PAULA. Atkins' physical chemistry. 7th ed. Oxford: Oxford University Press, 2002, xxi, 1150. ISBN 0198792859. info
  • ATKINS, P. W. Physical chemistry. 6th ed. Oxford: Oxford University Press, 1998, 1014 s. ISBN 0198501013. info
  • MOORE, Walter J. Fyzikální chemie. 2. vyd. Praha: Nakladatelství technické literatury, 1981, 974 s. info
  • Comprehensive dictionary of physical chemistry. Edited by Ladislav Ulický - Terence James Kemp. 1st pub. New York: Ellis Horwood, 1992, 472 s. ISBN 0-13-151747-3. info
Záložky
https://is.muni.cz/ln/tag/PříF:C4020!
Výukové metody
Předmět tvoří 12 nepovinných přednášek. Průběžné studium je možné doplnit 12 nepovinnými elektronickými testy.
Metody hodnocení
Ukončení předmětu (zkouška i kolokvium) má formu e-testu v trvání 100 minut. Test tvoří 30 otázek s volbou jedné odpovědi ze čtyř nabízených; maximální počet bodů je 50 (A: 50-45; B: 44-40; C: 39-35; D: 34-30; E: 29-25; F: 24-0 bodů; P: 50-20; N: 19-0 bodů).
Navazující předměty
Informace učitele
Doporučuje se zapsat společně s předmětem C4040 Pokročilá fyzikální chemie - seminář.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
předmět předpokládá znalosti fyzikální chemie v rozsahu C4660.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2000, podzim 2010 - akreditace, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, podzim 2010, jaro 2011, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.