ACH-I/1 ANORGANICKÁ CHÉMIA I: 2014/2015 Študijný program: Chémia, medicínska chémia a chemické materiály (denné štúdium), 3/2/4 Harmonogram akad. roku 2014/2015 Výučba 22.09.2014-21.12.2014 zimné prázdniny 24.12.2014-06.01.2015 skúšobné obdobie 22.12.2014-23.12.2014, 07.01.2015-15.02.2015 výučba 16.02.2015-31.03.2015, 08.04.2015-24.05.2015 jarné prázdniny 01.04.2015-07.04.2015 skúšobné obdobie 25.05.2015-05.07.2015 Obsah Prehľad výučby Harmonogram prednášok a seminárov Pokyny k seminárom a skúške Prílohy pre študentov na internete v AIS (Akademický informačný systém) Odporúčaná literatúra Vzor testu T1, T2, T3, T4, T5 Domáca úloha Otázky ku skúške Texty Princípy názvoslovia anorganických látok Anorganická chémia I - Slovník pojmov Anorganická chémia I časť 1: Komentáre a súvislosti Anorganická chémia I časť 2: Častice a látky Anorganická chémia I časť 3: Vybraté kapitoly zo systematickej anorganickej chémie
ACH-I/2 ANORGANICKÁ CHÉMIA I: 2011/2012 Študijný program: Chémia, medicínska chémia a chemické materiály (denné štúdium), 3/2/4 Týždeň Prednáška, 3h Seminár, 2h Test 1.t. Chemické objekty Názvoslovie anorganických zlúčenín 22.9.-26.9. Atómová stavba látok Chemické vzorce 2.t. 29.9.-3.10. 3.t. 6.10.-10.10. 4.t. 11.10.-17.10. 5.t. 20.10.-24.10. Látkové bilancie Bilancia energie S: Energetické bilancie oxidov Samovoľnosť dejov Roztoky Chemická rovnováha Vylučovacie reakcie S: Zrážanie sulfidov Protolytické reakcie S: Sila kyselín a zásad 6.t. 27.10.-31.10. Redoxné reakcie S: Elektrolýza halogenidov 7.t. Elektrónový obal atómu 3.11.-7.11. Klasifikácia prvkov S: Periodicita vlastnosti častíc 8.t. Kovalentná väzba 10.11.-14.11. Teória MO S: Vodík a jeho konštituenty 17.11. štátny sviatok 9.t. MO a lokalizované MO, 17.11.-21.11. Hybridizácia 10.t. 24.11.-28.11. 11.t. 1.12.-5.12. 12.t. 8.12.-12.12. 13.t. 15.12.-19.12. S: Dvojatómové častice Chemická štruktúra Tvar častíc, dipólový moment S: Amoniak, fosfán a ich deriváty Chemická väzba a štruktúra v tuhých látkach S: Oxidokyseliny dusíka a fosforu a ich soli Medzimolekulové interakcie, Magnetické vlastnosti S: Sírany a uhličitany Elektrické, optické a termické vlastnosti látok Látkové bilancie Chemické rovnice Bilancia energie, H Názvoslovný test N1 Samovoľnosť dejov, S a G Roztoky Chemická rovnováha Vylučovacie reakcie Test-T1 Protolytické reakcie Redoxné reakcie Rýchlosť chemických reakcií Test-T2 Riešenie zložitejších úloh Elektrónový obal atómu Periodicita Kovalentná väzba Názvoslovný test N2 Chemická štruktúra Test-T3 Väzba v tuhých látkach Iónová a kovová väzba Fyzikálne vlastnosti látok Medzimolekulové interakcie Náhradné testy T1,T2,T3 Zápočet N1/20 min Zadanie domácej úlohy DU T1/30 min V1/30 min T2/30 min Odovzdanie DU N2/20 min T3/30 min V2/60 min TN VN
ACH-I/3 Harmonogram prednášok a seminárov T Prednáška [samoštúdium] Seminár [kapitola n = podľa literatúry 1] 1 Chemické objekty Častice hmoty, elektrón, protón, neutrón, atómové jadro, atóm, ión, molekula, molekulový ión, makromolekula. Ionizačná energia, elektrónová afinita, elektronegativita. Protónové číslo, oxidačné číslo. Atómová stavba látok Prvok, zlúčenina. Chemické vzorce. Agregáty, plyn, kvapalina, tuhá látka. Látkové bilancie Veličiny. Množstvo látky. Chemické sústavy, roztoky, zloženie roztokov [Samoštúdium: Skupenské stavy látok. Ideálny plyn. Sklá, kvapalné kryštály.] a) Názvoslovie anorganických zlúčenín. Oxidačné čísla, názvy prvkov. Hydridy, binárne zlúčeniny, hydroxidy, kyseliny, polykyseliny, soli hydrogensoli, hydráty solí, ternárne zlúčeniny a podvojné zlúčeniny b) Chemické vzorce, stechiometrický, molekulový, funkčný, štruktúrny, elektrónový štruktúrny, Niggliho koordinačno-substančný 2 Bilancia energie Sústavy, štandardné stavy. Teplo a práca. Vnútorná energia, entalpia. Štandardná tvorná entalpia, mriežková energia. Zákony termochémie. [Samoštúdium:Termochemický cyklus.] 3 Samovoľnosť dejov Entropia, Gibbsova energia. Rozpúšťanie, rozpúšťacie veličiny (entalpia, entropia), rozpustnosť. 4 Chemická rovnováha Rozsah reakcie, reakčná Gibbsova energia. Rovnovážna konštanta (K c, K a, K p ). Vplyv teploty na chemickú rovnováhu. Vant Hoffov vzťah. Rovnováhy v roztokoch elektrolytov. Ostwaldov zrieďovací zákon. Vylučovacie reakcie. Súčin rozpustnosti. 5 Protolytické reakcie Amfiprotné a amfotérne látky. Kyseliny, zásady. Autoprotolýza, neutralizácia, ph. Ionizácia, hydrolýza. Acidobázické indikátory. a) Látkové bilancie Látkové množstvo, molová hmotnosť, molový objem prepočty. Roztok, rozpúšťadlá. Hmotnostný zlomok, molový zlomok, koncentrácia prepočty. b) Zápis chemických rovníc - stechiometrický, stavový a časticový zápis. Určenie koeficientov neredoxných reakcií; doplňovanie reagujúcich látok v rovniciach, rozsah reakcie [kapitola 2] a) Bilancia energie Termochemické zákony a výpočty H chemických reakcií. [kapitola 4] Názvoslovný test N1 (20 min, 20 bodov) a) Samovoľnosť dejov Výpočty G chemických reakcií. [kapitola 4] b) Rozpúšťanie, elektrolyty, rozp H a závislosť rozpustnosti od teploty [kapitola 3,4] Zadanie Domácej úlohy a) Chemická rovnováha Rovnovážna konštanta a jej zápisy; vzťah G a K; G - smer priebehu chemickej reakcie a zloženie rovnovážnej zmesi [kapitola 4] b) Vplyv zmien teploty a tlaku na zmeny rovnovážneho zloženia [kapitola 3,4] c) Vylučovacie reakcie súčin rozpustnosti K S. Vzťah medzi rozpustnosťou
ACH-I/4 6 Redoxné reakcie Elektródové potenciály, Nernstova rovnica. Reakcie kovov vo vode, vodných roztokoch kyselín a hydroxidov. Elektrolýza a Faradayove zákony. [Samoštúdium:Rýchlosť chemických reakcií, základné pojmy kinetiky, závislosť rýchlosti od teploty a koncentrácie reagujúcich látok, Arrheniov vzťah, katalýza.] 7 Elektrónový obal atómu Kvantová mechanika. Vlnová funkcia, Schrödingerova rovnica. Atóm vodíka podľa kvantovej mechaniky, kvantové čísla. Atómové orbitály. Elektrónové konfigurácie atómov a ich iónov. Klasifikácia prvkov. Periodický zákon a periodická sústava. 8 Kovalentná väzba Fyzikálna podstata a experimentálne charakteristiky väzby. Elektronegativita a polarita väzby. Základy teórie MO. MO v dvojatómových časticiach A q 2. 9 MO v molekulách HF, CO, H 2 O. Lokalizované MO. Hybridizácia. 10 Chemická štruktúra Teória odpudzovania elektrónových párov, tvar molekúl AB n. Elektrónové štruktúrne vzorce. Dipólový moment a štruktúra molekúl Izoméria 11 Chemická väzba a štruktúra v tuhých látkach Iónová väzba, iónové polomery, vzájomné účinky iónov. Kovová väzba, kovové polomery. Základná bunka a kryštalografické a K S málorozpustných silných elektrolytov. [kapitola 7] d) Test 1 (30 min, 10 bodov): chemické vzorce, oxidačné čísla, zápis chemických rovníc, bilancia hmotnosti, bilancia energie, termochémia, samovoľnosť dejov Protolytické reakcie ph roztokov silných kyselín a hydroxidov. Vzťah medzi konštantou ionizácie a stupňom ionizácie [kapitola 6] Redoxné reakcie reakcie kovov s vodou, v roztokoch oxidujúcich a neoxidujúcich kyselín a hydroxidov. Zápis redoxnej reakcie pomocou polreakcií, vzťah E o a K. Nernstova-Petersova rovnica. Doplnenie koeficientov redoxných rovníc. [kapitola 8] a) Rýchlosť chemických reakcií rýchlostná rovnica, rýchlostná konštanta, aktivačná energia, katalýza [kapitola 5] b) Test 2 (30 min, 10 bodov): Chemická rovnováha. Kyselina, zásada, konjugovaný pár. Autoprotolýza, ionizácia, hydrolýza. Oxidovadlo, redukovadlo, redoxný pár. a) Elektrónový obal atómu elektrónové konfigurácie atómov a ich iónov, klasifikácia prvkov, periodická tabuľka b) Trendy vo vlastnostiach atómov a iónov. Sekundárna periodicita, inertný pár, diagonálna podobnosť. Periodicita oxidačných čísel prvkov. [kapitola 10] Odovzdanie Domácej úlohy Kovalentná väzba MO dvojatómových častíc, väzbový poriadok N; vzťah medzi väzbovým poriadkom, energiou väzby a dĺžkou väzby [kapitola 11] Názvoslovný test N2 (20 min, 20 bodov) a) Chemická štruktúra - tvary molekúl a ich názvy (VSEPR, hybridizácia) [kapitola 11] b) Test 3 (30 min, 10 bodov): Elektrónová konfigurácia atómov a ich iónov, MO dvojatómových častíc, tvar viacatómových častíc,
ACH-I/5 sústavy. Druhy kryštálových štruktúr, štruktúry látok typu AB a AB 2. Vodič, polovodič, izolátor. [Samoštúdium: Polymorfia, izomorfia.] 12 Medzimolekulové interakcie. Vodíková väzba. Skupenské premeny látok. Charakter interakcií, štruktúra látok a skupenský stav. Magnetické vlastnosti látok. [Samoštúdium: Termické vlastnosti látok. Optické vlastnosti látok.] 13 Periodicita vlastností prvkov Trendy vo vlastnostiach atómov a iónov. Sekundárna periodicita, inertný pár, diagonálna podobnosť. Periodicita oxidačných čísel prvkov. Základná literatúra: Kohout, J., Melník, M.: Anorganická chémia I., CHTF STU, 1997. Texty prednášok v AIS J. Šima a kol.: Anorganická chémia, FCHPT STU, Bratislava, 2009. G. Ondrejovič a kol.: Anorganická chémia, Alfa, Bratislava, 1993. M. Zikmund: Ako tvoriť názvy v anorganickej chémii, SPN 1995. Sirota, E. Adamkovič, Názvoslovie anorganických látok, SPN, Bratislava, 2003. N. G. Connelly, T. Damhus, R.M. Hartshorn, A. T. Hutton: Nomenclature of Inorganic Chemitry, IUPAC Recommendations, RSC Publishing, 2005. dipólový moment Iónová väzba - existencia a vlastnosti (polomer, polarizovateľnosť, polarizačný účinok, elektrónová konfigurácia) iónov. Kovová väzba. Štruktúra tuhých látok [kapitola. 11, 12] Medzimolekulové interakcie. Vodíková väzba. Fyzikálne vlastnosti častíc a látok [kapitola 11, 12] Náhradné výpočtové testy T1, T2 a T3 pri ospravedlnenej neúčasti. Udelenie zápočtov Základná literatúra: 1. J. Šima, A. Kotočová, D. Valigura: Anorganická chémia I. - Seminárne cvičenie, CHTF STU, 1998 2. J. Kohout, M. Melník, Anorganická chémia I., CHTF STU, 1997. 3. Texty v AIS
ACH-I/6 Pokyny k seminárom Študentov do študijných skupín zadeľuje pedagogické oddelenie dekanátu. Študent si nesmie meniť sám dobu, miesto výučby a študijnú skupinu. Náhradu výučby zabezpečí pre študenta jeho vyučujúci. Na seminárne sa študenti pripravujú a prinášajú si študijné pomôcky, určené vyučujúcim, najmä osobitný zošit, písacie potreby, kalkulačku, návody na seminárne cvičenia a chemické tabuľky. Absencia vedomostí a pomôcok je dôvodom na určenie náhrady výučby. Písanie všetkých písomných testov, t.j. N1, N2, T1, T2 a T3 je povinné. Neúčasť môže ospravedlniť a spôsob náhrady určiť len príslušný učiteľ seminárneho cvičenia. O účasti študentov na seminári vedie učiteľ evidenciu. Študenti absentujúci dvakrát neospravedlnene budú priebežne nahlásení na dekanát. Seminárne cvičenie podmienky zápočtu a) Absolvovanie seminárnych cvičení. Študent môže mať maximálne 2 ospravedlnené (úradne alebo lekársky doložené) absencie na výučbe. O opodstatnenosti ospravedlnenia a spôsobe náhrady výučby rozhodne učiteľ. b) Úspešné absolvovanie testov T1, T2, T3 (každý po 10 bodov). Opakovanie testu je neprípustné. Ak študent niektorý z uvedených testov nepísal, píše ho v náhradnom termíne v 13. týždni, prípadne podľa rozhodnutia učiteľa. Z týchto testov sa musí získať aspoň 17 bodov. Opravný test TO píše študent, ktorý nezískal z testov T1+T2+T3 aspoň 17 bodov. c) Aspoň 60 % úspešnosť z názvoslovných testov N1 a N2. Ak študent niektorý z uvedených testov nepísal, píše ho v náhradnom termíne v 13. týždni. Opravný test z názvoslovaia NO píše študent, ktorý nezískal z testov N1+N2 aspoň 20 bodov. d) Predloženie vypracovanej domácej úlohy (DU) z výpočtov, t.j. 5 príkladov. Úlohu zadáva a hodnotí učiteľ seminárneho cvičenia, ktorý môže nariadiť jej prepracovanie do termínu zápočtu. e) Do hodnotenia skúšky z predmetu Anorganická chémia I sa započítajú výsledky T1, T2 a T3, alebo TO. Podmienky absolvovania skúšky s jej hodnotenie a) Študent sa môže prihlásiť na skúšku a zúčastniť sa jej až po získaní zápočtu zo seminárneho cvičenia. Študenti sa prihlasujú na skúšky osobne prostredníctvom informačného systému, ktorý preddefinuje obmedzenia. b) Skúška sa skladá z písomnej a ústnej časti. c) Písomná časť skúšky pozostáva z priebežnej časti (testy T1+T2+T3), ktorú hodnotí učiteľ seminárneho cvičenia, a záverečnej písomnej časti (hodnotí skúšajúci). d) Záverečná písomná časť začína spravidla o 7,30 hod. v miestnosti zverejnenej v informačnom systéme (sprtavidla niektorá poslucháreň v novej budove). Nečestnosť pri skúške, preukázateľné opisovanie, použitie nepovolených pomôcok a iných nepovolených praktík vedie k hodnoteniu skúšky známkou "nevyhovel" a oznámeniu priestupku študijnému oddeleniu. e) Ústna časť sa koná po 9,00 hod. Pred konaním ústnej časti skúšky sa študenti zdržujú vo vestibule Oddelenia anorganickej chémie na tom poschodí, na ktorom konajú ústnu časť skúšky. Ústna časť skúšky pozostáva spravidla z dvoch otázok hodnotených po 10 bodov. Zoznam otázok na ústnu časť skúšky je zverejnený. Otázky zadáva skúšajúci a môže ich znenie upraviť. f) V prípade neúčasti na skúške sa študent ospravedlní do 5 pracovných dní prof. Bočovi, ktorý rozhodne o oprávnenosti ospravedlnenia (ospravedlniť sa možno aj predbežne, telefonicky v čase 9,00-10,00 hod. na čísle 02-59325-610, alebo e-mailom na roman.boca@stuba.sk). g) Študentom, ktorí v minulosti vykonali skúšku z predmetu Anorganická chémia s hodnotením A, B alebo C uznáva predmet študijné oddelenie. Študentom, ktorí vykonali skúšku z predmetu Anorganická chémia s hodnotením D alebo E uznáva predmet garant, podmienkou je účasť na písomnej časti skúšky a získanie minimálne 56 %.
ACH-I/7 h) Úspešné vykonanie skúšky je podmienené získaním bodov takto: min. max. Súčet bodov Známka priebežná písomná časť: 17 30 92 100 A (1,0) testy T1 + T2 +T3, alebo TO záverečná písomná časť 25 50 83 91 B (1,5) záverečná ústna časť 10 20 74 82 C (2,0) spolu 56 100 65 73 D (2,5) 56 64 E (3,0) 0 55 FX (4)