Obecná chemie

Sylabus

1. Úvod. Základní pojmy pro charakterizaci látek a jejich soustav, veličiny a jednotky. Základní chemické zákony a principy. Dualistický charakter hmoty: látky a pole.

2. Struktura atomu. Struktura atomového jádra, nuklidy a isotopy. Stálost jader a přirozená a umělá radioaktivita. Elektronový obal atomu: kvantově mechanický model, atomové orbitaly a jejich znázorňování. Zákony výstavby elektronového obalu a periodicita vlastností prvků.

3. Struktura molekul. Kvantově mechanický výklad chemické vazby, molekulové orbitaly, polarita vazeb, hybridní orbitaly. Vazba kovalentní, iontová, koordinačně kovalentní a slabé vazebné interakce. Vazebné interakce v biologicky významných molekulách.

4. Struktura a vlastnosti látek. Elektrické, magnetické a optické vlastnosti látek a jejich význam pro studium struktury látek (přehledově). Přehled metod atomové a molekulové spektroskopie, jejich principy a aplikace. Příklady spektroskopických studií biologicky významných molekul.

5. Skupenské stavy látek. Plynné skupenství: idealní a reálný plyn, stavové rovnice, zkapalňování plynů a kritický stav. Kapalné skupenství: tenze páry nad kapalinou, povrchové napětí a viskozita kapalin (přehledově). Pevné skupenství: krystalické a amorfní látky, typy vazeb v krystalech.

6. Chemická kinetika. Základní pojmy chemické kinetiky. Izolované reakce

1. a

2. řádu. Simultánní reakce: zvratné, následné a bočné (přehledově). Závislost reakční rychlosti na teplotě, reakční mechanismy, katalýza.

7. Chemická energetika. Základní pojmy, veličiny a principy termodynamiky a jejich aplikace. Tepelná bilance chemických reakcí, charakterizace uspořádanosti systému, podmínky spontánního průběhu chemických reakcí v různých typech soustav.

8. Rovnovážné stavy. Chemický potenciál a Gibbsův zákon fází. Příklady konstrukce fázového diagramu a uplatnění Gibbsova zákona fází. Rovnováha na fázovém rozhraní a její praktické využití. Chemická rovnováha, princip dynamické rovnováhy, Guldbergův - Waagův zákon, rovnovážná konstanta. Rovnovážné složení reakční směsi, stupeň konverze reaktantu, vliv reakčních podmínek na stupeň konverze.

9. Elektrochemie. Rovnováhy v roztocích elektrolytů: základní pojmy - elektrolytická disociace, silné a slabé elektrolyty, ideální a reálné roztoky, iontová síla roztoků, aktivita. Rozpustnost solí. Definice pH. Disociace kyselin a zásad, disociační konstanta. Hydrolýza solí. Pufry. Výpočet pH roztoků kyselin, zásad, solí a pufrů. Elektrolýza. Elektrodové rovnováhy, elektrodový potenciál. Typy elektrod a jejich praktické využití.

Anotace

Přednáška "Obecná chemie pro učitele chemie a biologie a pro biol. obory" poskytuje základní znalosti nezbytné pro další studium předmětů chemických oborů. Výklad je prováděn v základní (v některých kapitolách zjednodušené) podobě. Cílem přednášky je pochopení základních fyzikálně-chemických pojmů, zákonitostí, vztahů a metodik a jejich významu a praktického využití, s řadou příkladů z oblasti studia struktury a funkce biologicky významných molekul. Přednáška předpokládá základní znalosti matematiky, fyziky a chemie na úrovni průměrných středních škol. Přednáška o rozsahu 3 hod. týdně je doplněna cvičením v rozsahu 2 hod. týdně.

Přednáška probíhá prezenčně, v případě nemožnosti navštěvovat fakultu či znemožnění prezenční výuky bude kurz probíhat v on-line prostředí Microsoft Teams.

Do platformy Microsoft Teams je nutné hlásit se fakultním/univerzitním e-mailem a fakultním/univerzitním loginem!