1.
Složení a struktura atomu
Atom: vývoj názorů na stavbu hmoty, modely atomu stavba atomového jádra kvantově-mechanický model atomu stavba elektronového obalu elektronová konfigurace atomů a iontů Radioaktivita: historie výzkumu definice radioaktivity přirozené a umělé druhy radioaktivního záření radioaktivní rozpady (posunové zákony) poločas rozpadu radiokarbonová metoda 2.
Periodická soustava prvků a periodický zákon
historie klasifikace prvků periodická tabulka prvků popis dlouhé periodické soustavy prvků Mendělejevův periodický zákon elektronová konfigurace prvků ve skupinách přehled základních periodických vlastností prvků a sloučenin 3.
Chemická vazba a hybridizace
Vazba: typy vazeb v chemických sloučeninách vazba kovalentní - vznik, prostorové uspořádání chemické vazby, násobné vazby, vaznost, základní a excitovaný stav atomu vazba kovalentní nepolární, polární a iontová elektronegativita vazba koordinačně-kovalentní vazba kovová slabé vazebné interakce - van der Waalsovy síly, vodíkové můstky Teorie hybridizace, stereochemie pravidla pro hybridizaci orbitalů hybridizace jednoduchá (sp, sp2, sp3) hybridizace složená (sp3d, sp3d2) hybridizace neekvivalentní (H2O, NH3) náčrty prostorových uspořádání molekul 4.
Acidobazické reakce
elektrolyt protolytická rovnováha teorie kyselin a zásad - Arheniova - Brönstedova - Lewisova neutralizace a její využití disociační konstanta kyselin a zásad amfotery
1
disociace vody a pH acidobazické indikátory hydrolýza solí výpočet pH 5.
Redoxní děje
oxidace, redukce, oxidační činidlo, redukční činidlo vyčíslování redoxních rovnic, disproporcionační reakce úplný zápis částečný iontový zápis Beketovova řada kovů Elektrolýza - vodného roztoku chloridu sodného - taveniny chloridu sodného Daniellův galvanický článek 6.
Chemická termodynamika a kinetika chemických reakcí
předmět studia termodynamiky soustava, stavové veličiny předmět studia termochemie tepelné zabarvení reakcí enthalpie, reakční teplo první a druhý termochemický zákon předmět studia reakční kinetiky teorie aktivních srážek teorie aktivovaného komplexu vliv koncentrace na průběh chemické reakce (Guldberg-Waagův zákon) vliv teploty vliv katalyzátoru rovnováhy v roztocích kyselin a zásad rovnováhy v redoxních systémech 7.
Směsi
charakteristika směsí - aerosol, pěna, pravý roztok, koloidní roztok, emulze, suspenze, gel, inkluze laboratorní metody dělení směsí – filtrace, destilace, krystalizace, sublimace, extrakce, chromatografie rozpouštědlo, rozpouštěná látka, rozpustnost rozdělení roztoků – nasycené, nenasycené, plynné, kapalné, pevné, pravé, koloidní, roztoky elektrolytů a neelektrolytů koncentrace roztoků – hmotnostní, objemová, molární směšovací rovnice, křížové pravidlo roztoky kyselé, neutrální, zásadité indikátory výpočty složení roztoků – hmotnostní zlomek, objemový zlomek, molární koncentrace, směšovací rovnice 8.
Vodík, kyslík a jejich sloučeniny
vodík - výskyt, izotopy - charakteristika - příprava, výroba, použití - příklady reakcí
2
- sloučeniny kyslík - výskyt, izotopy - charakteristika - příprava, výroba, použití - ozon - oxidy voda - charakteristika - acidobazické vlastnosti - voda jako rozpouštědlo - tvrdost vody peroxid vodíku - charakteristika, použití 9.
Prvky s 1 a s 2
alkalické kovy - výskyt v přírodě - charakteristika - reakce - sloučeniny - elektrolýza roztoku a taveniny NaCl kovy alkalických zemin - výskyt v přírodě - charakteristika - reakce - sloučeniny 10.
Prvky p 1 a p 2
bor - charakteristika - borany - kyselina trihydrogenboritá hliník - charakteristika - aluminotermie - přehled sloučenin uhlík - výskyt v přírodě - diamant, grafit - karbidy, kyanidy - oxosloučeniny uhlíku křemík - výskyt v přírodě - silany, silicidy - křemen, křemičitany 11.
Prvky p 3 a p 4
dusík - výskyt v přírodě - charakteristika - příprava, výroba, použití - amoniak - oxosloučeniny fosfor - výskyt v přírodě - alotropické modifikace - použití - kyselina trihydrogenfosforečná - superfosfát síra - výskyt v přírodě - modifikace síry, vlastnosti a použití
3
- sulfan, sulfidy - oxosloučeniny síry - oxid siřičitý - kyselina siřičitá - oxid sírový - kyselina sírová 12.
Prvky p 5 a p 6
výskyt v přírodě charakteristika vlastnosti, příprava, použití bezkyslíkaté sloučeniny - halogenovodíky - halogenidy oxosloučeniny vzájemné sloučeniny halogenů 13.
Přechodné prvky a jejich sloučeniny
výskyt v přírodě charakteristika Cr, Mn, Cu, Zn, Hg, Au výroba surového železa ve vysoké peci princip výroby oceli, druhy ocelí důležité sloučeniny železa komplexy železa Komplexní sloučeniny: princip koordinační vazby popis modelové komplexní sloučeniny názvosloví komplexů příklady důležitých komplexních sloučenin (chlorofyl, hem, kobalamin aj.) 14.
Názvosloví anorganických a organických sloučenin
Názvosloví anorganických sloučenin definice oxidačního čísla pravidla pro určování oxidačních čísel valenční koncovky názvosloví – oxidy, hydroxidy, bezkyslíkaté kyseliny, oxokyseliny, soli, ionty Názvosloví organických sloučenin triviální (tradiční) názvosloví dvousložkové (radikálově funkční) názvosloví systematické názvosloví (IUPAC) názvosloví uhlovodíků, označení násobných vazeb homologické řady názvy uhlovodíkových zbytků názvosloví arenů, označení derivátů benzenu a naftalenu pomocí předpon Názvosloví a vzorce derivátů uhlovodíků, předpony a zakončení funkčních skupin stechiometrický (empirický) vzorec molekulový souhrnný (sumární) vzorec funkční (racionální) vzorec strukturní (konstituční) vzorec strukturní elektronový vzorec geometrický vzorec
4
konfigurační vzorce konformační vzorce základní pojmy: látka, složení látek – atom, molekula, iont třídění látek – chemicky čistá látka, sloučenina, nuklid, izotop 15.
Klasifikace anorganických a organický reakcí, reakční mechanismy
podle vnějších změn (syntéza, analýza, substituce, konverze, neutralizace, srážecí reakce) podle skupenského stavu reaktantů (homogenní, heterogenní) podle přenášených částí (acidobazické, oxidačně-redukční, komplexotvorné) podle Qm (exotermické, endotermické) dělení chemických reakcí podle způsobu zániku původních vazeb: homolytické štěpení, homolytická činidla – radikály, koligace heterolytické štěpení, heterolytická činidla – nukleofilní a elektrofilní, koordinace dělení chemických reakcí podle charakteru přeměny na substrátu: substituční reakce eliminační reakce adiční reakce molekulový přesmyk reakční mechanismy: radikálová substituce elektrofilní substituce nukleofilní adice výpočty z chemických rovnic pojmy: reaktanty, produkty, reakční schéma, reakční rovnice 16.
Atomy uhlíku v molekulách organických sloučenin
charakteristika atomu uhlíku, základní a excitovaný stav typy vazeb, vaznost, řetězení, násobnost vazba σ a π rozdělení organických sloučenin – podle typu vazeb, řetězců, funkčních skupin vzorce organických sloučenin: stechiometrický (empirický), molekulový souhrnný (sumární), funkční (racionální), strukturní (konstituční), strukturní elektronový, geometrický, konfigurační, konformační vzorce Prostorová stavba organických sloučenin – izomerie: konstituční izomerie - řetězové izomery, polohové izomery, skupinové izomery, tautomery konfigurační izomerie (stereoizomerie) geometrické izomery (cis- a trans-izomery) optické izomery (antipody) konformační (rotační) izomery - židličková, vaničková konfirmace, zákrytová, nezákrytová konformace indukční a mezomerní efekt výpočet na určení stechiometrického a molekulového vzorce 17.
Nasycené a nenasycené uhlovodíky
Alkany a cykloalkany: Obecná charakteristika Názvosloví Reaktivita (SR – halogenace, nitrace, sulfochlorace a sulfooxidace alkanů, eliminační reakce –
5
pyrolýza, dehydrogenace alkanů, oxidace alkanů) Fyzikální vlastnosti (body varů a tání, rozpustnost, hoření) Příprava a výroba (katalytická hydrogenace,redukce alkylhalogenidů kovem, reakce alkylhalogenidů sodíkem, dekarboxylace) Význam a použití (methan, ethan, propan a butan) Alkeny, alkadieny a alkyny: Obecná charakteristika Názvosloví Reaktivita (alkeny – AE, AR, oxidace, polymerace, alkiny – AE,AN,AR, polymerace ethinu, substituční reakce) Rozdělení dienů podle polohy dvojné vazby (kumulované, izolované a konjugované dvojné vazby) Fyzikální vlastnosti Příprava a výroba (dehydrogenace, dehydratace, dehydrohalogenace) Význam a použití (ethen, propen, buten, isopren, ethyn) 18.
Areny a zdroje organických sloučenin
Obecná charakteristika Názvosloví Reaktivita ( SE – mechanismus, halogenace, nitrace, sulfonace, alkylace a acylace benzenu, SE – naftalenu, adice a oxidace arenů) Vliv substituentů na průběh SE na aromatickém jádře Fyzikální vlastnosti Příprava a výroba (přírodní zdroje, výroba styrenu a polystyrenu) Význam a použití (benzen, toluen, xyleny, styren, kumen, naftalen) Uhlí, ropa, zemní plyn jako přírodní zdroje organických látek 19.
Halogenderiváty a dusíkaté deriváty uhlovodíků
Halogenderiváty Obecná charakteristika Názvosloví Příprava halogenderivátů SR – nasycených a nenasycených uhlovodíků a aromatických uhlovodíků s postranním alifatickým řetězcem SE – mechanizmus, halogenace benzenu, toluenu, naftalenu, SN – reakce alkoholu s halogenvodíky AE – adice halogenovodíků AR – chlorace benzenu Fyzikální a chemické vlastnosti ( skupenství, rozpustnost, polarita vazby) Význam a použití halogenderivátů (DDT, freony, teflon, polyvinylchlorid) Nitrosloučeniny Charakteristika skupiny, názvosloví Příprava nitrosloučenin - SR, SE (nitrace methanu,propanu,benzenu,naftalenu,fenolu) Vlastnosti a význam nitrosloučenin (redukce nitrobenzenu v kyselém a zásaditém prostředí) Aminy Charakteristika skupiny (primární,sekundární,terciální aminy), názvosloví Příprava aminů alifatických a aromatických Vlastnosti a význam alifatických a aromatických aminů (reakce s kyselinami,alkylhalogenidy) Diazotace a kopulace
6
20.
Hydroxyderiváty uhlovodíků – alkoholy a fenoly, ethery
Obecná charakteristika Názvosloví Příprava hydroxyderivátů Příprava primárních, sekundárních a terciálních alkoholů Příprava dvojsytných alkoholů Příprava fenolů Fyzikální vlastnosti (vodíkové můstky, rozpustnost) Chemické vlastnosti (kyselost alkoholů a fenolů, reakce alkoholů a fenolů s alkalickými kovy, oxidace primárních, sekundárních a terciálních alkoholů, oxidace fenolů, esterifikace Význam a použití (methanol,ethanol, glycerol, fenoly) Ethery – názvosloví, příprava, vlastnosti a použití 21.
Karbonylové sloučeniny – aldehydy a ketony
Obecná charakteristika Názvosloví Příprava (přímá oxidace a dehydrogenace primárních alkoholů, oxidace sekundárních alkoholů, adice vody na trojnou vazbu, oxidace aromatických uhlovodíků, hydrolýza dihalogenderivátů) Chemické vlastnosti (reaktivita aldehydů a ketonů, nukleofilní adice – vznik poloacetalu a acetalu, oxidace aldehydů a ketonů) Fyzikální vlastnosti (skupenství, rozpustnost) Význam a použití aldehydů a ketonů (formaldehyd, acetaldehyd, benzaldehyd, aceton) 22.
Karboxylové kyseliny
Obecná charakteristika Názvosloví Příprava karboxylových kyselin (oxidace alkenů, oxidace postranního řetězce aromátů, oxidace primárních alkoholů, oxidace aldehydů) Fyzikální vlastnosti (skupenství, rozpustnost) Chemické vlastnosti (síla karboxylových kyselin) Využití a výroba vybraných karboxylových kyselin - kyselina mravenčí, kyselina octová, kyselina šťavelová, kyselina ftalová Funkční deriváty karboxylových kyselin charakteristika, příprava a vlastnosti, použití jednotlivých derivátů soli karboxylových kyselin (octan hlinitý) anhydridy (anhydrid kyseliny octové) estery (ethylester kyseliny octové) halogenidy (acetylchlorid) amidy (amid kyseliny octové) nitrily (acetonitril) deriváty kyseliny uhličité (močovina, fosgen) Substituční deriváty karboxylových kyselin charakteristika, značení uhlíku v substitučních derivátech halogenkyseliny charakteristika příprava -halogenkyselin, -halogenkyselin, ,-dihalogenkyseliny, aromatické halogenkyseliny vlastnosti a význam halogenkyselin aminokyseliny charakteristika
7
příprava -aminokyselin, -aminokyselin, aromatických aminokyselin vlastnosti a význam aminokyselin, peptidická vazba hydroxykyseliny, oxokyseliny charakteristika příprava a vlastnosti 23.
Sacharidy
charakteristika, biologická funkce sacharidů složení sacharidů - polyhydroxyaldehydy, polyhydroxyketony rozdělení sacharidů monosacharidy Fischerův, Tollensův a Haworthův vzorec glukosy fyzikální a chemické vlastnosti monosacharidů, anomery, glykosidy, glykosidická vazba, alkoholové kvašení přehled a význam monosacharidů - glukosa, fruktosa, qalaktosa, ribosa, oligosacharidy charakteristika rozdělení a význam oligosacharidů - sacharosa, maltosa, laktosa polysacharidy charakteristika rozdělení a význam polysacharidů - celulosa, škrob, glykogen metabolismus sacharidů katabolismus sacharidů anaerobní odbourávání sacharidů, glykolýza, mléčné a alkoholové kvašení aerobní odbourávání sacharidů - Krebsův cyklus, dýchací řetězec biosyntéza sacharidů - fotosyntéza - světelná a temnostní fáze 24.
Lipidy
charakteristika lipidů biologická funkce lipidů rozdělení lipidů chemická stavba a vlastnosti lipidů, přehled významných mastných kyselin jednoduché lipidy glyceridy - kyselá a zásaditá hydrolýza, ztužování tuků vosky - vlastnosti, využití, výskyt složené lipidy fosfolipidy - složení, výskyt glykolipidy - charakteristika, výskyt, význam lipoproteiny - charakteristika, výskyt, význam odvozené lipidy - charakteristika, zástupci metabolismus lipidů katabolismus tuků - -oxidace mastných kyselin, význam biosyntéza tuků 25.
Proteiny
stavba a rozdělení proteinů peptidy - biochemicky významné peptidy bílkoviny funkce v živých organismech stavba bílkovin, peptidická vazba vlastnosti bílkovin, izoelektrický bod, dialýza, denaturace a koagulace bílkovin struktura bílkovin - primární, sekundární, terciální a kvarterní
8
rozdělení bílkovin - jednoduché a složené bílkoviny - charakteristika jednotlivých zástupců metabolismus bílkovin katabolismus bílkovin a aminokyselin biosyntéza aminokyselin a bílkovin , transkripce, translace 26.
Heterocyklické sloučeniny a nukleové kyseliny
Heterocyklické sloučeniny charakteristika, výskyt heterocyklické sloučeniny s pětičlenným cyklem a jedním heteroatomem furan, thiofen, pyrrol vlastnosti, výroba, reakce deriváty pyrrolu - prolin, chlorofyl, hemoglobin heterocyklické sloučeniny s pětičlenným cyklem a dvěma heteroatomy pyrazol, imidazol, thiazol vlastnosti a použití heterocyklické sloučeniny s šestičlenným cyklem a jedním heteroatomem pyridin - reaktivita deriváty (vitamin B6 , nikotin, kyselina nikotinová, chinolin) heterocyklické sloučeniny s šestičlenným cyklem a dvěma heteroatomy pyrimidin, deriváty (uracil, cytosin, thymin) heterocyklické sloučeniny s šestičlenným cyklem a více heteroatomy purin, deriváty (adenin, guanin) Nukleové kyseliny charakteristika a rozdělení nukleových kyselin stavba nukleových kyselin - nukleosid, nukleotid, komplementarita bází prostorové uspořádání DNA a RNA typy RNA význam nukleových kyselin biosyntéza nukleových kyselin syntéza DNA -replikace syntéza RNA - transkripce průběh proteosyntézy 27.
Biokatalyzátory - enzymy, vitamíny, hormony
enzymy charakteristika, princip účinku, koenzym, apoenzym, holoenzym třídění enzymů - oxidoreduktasy, transferasy, hydrolasy, lyasy, izomerasy, liasy koenzymy oxidoreduktas - NAD+, NADP+, FMN,FAD koenzymy transferas - ATP,CoA podmínky enzymové aktivity inhibice enzymových reakcí - kompetitivní, nekompetitivní a alosterická inhibice vitaminy charakteristika, provitamin, význam, avitaminosy, hypervitaminosy, hypovitaminosy vitamíny rozpustné v tucích vitamíny rozpustné ve vodě výskyt, význam vybraných vitamínů hormony charakteristika, produkce, působení hormony steroidní - charakteristika jednotlivých zástupců hormony peptidové a bílkovinné – charakteristika jednotlivých zástupců
9
28.
Metabolity látkové přeměny – alkaloidy, terpenoidy, steroidy
alkaloidy výskyt, vlastnosti, farmakologické účinky, toxikomanie zástupci opiových, tropanových a námelových alkaloidů terpenoidy charakteristika dělení podle počtu izoprenových jednotek (hemiterpenoidy, monoterpenoidy, seskviterpeny, diterpeny, triterpeny, tetraterpeny, polyterpeny) charakteristika - výskyt, vlastnosti, význam vybraných terpenoidů (limonem, menthol, kafr, humulen, fytol, skvalen, karotenoidy, přírodní kaučuk, gutaperča) silice, balzámy, pryskyřice steroidy charakteristika - výskyt, rozdělení - živočišné, rostlinné, význam žlučové kyseliny, steroidní hormony - pohlavní a kortikoidní, steroidní glykosidy 29.
Přírodní a syntetické makromolekulární sloučeniny; barviva, léčiva, hnojiva
monomer, polymer, stavební a strukturní jednotka klasifikace polymerů přírodní (bílkoviny, nukleové kyseliny, celulosa,škrob syntetické (plasty) vlastnosti plastů, termoplasty, reaktoplasty, elastomery výroba makromolekulárních látek polymerací polykondenzací polyadicí přehled důležitých plastů - vlastnosti, použití plasty vyráběné polymerací - polyethylen, polystyren, PVC, polyakrylonitril plasty vyráběné polykondenzací - fenoplasty, polyamidy, aminoplasty, silikony plasty vyráběné polyadicí – polyuretany charakteristika barviv, léčiv, hnojiv, pesticidů, detergentů a výbušnin
10
