4

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 1.t. 22.9.-26.9. 2.t. 29.9.-3.10. 3.t. 6.10.-10.10. 4.t. 11.10.-17.10. 5.t. 20.10.-24.10. 6.t. 27.10.-31.10. 7.t. 3.11.-7.11.

8.t. 10.11.-14.11. 17.11. 9.t. 17.11.-21.11. 10.t. 24.11.-28.11.

11.t. 1.12.-5.12.

12.t. 8.12.-12.12. 13.t. 15.12.-19.12.

Prednáška, 3h Chemické objekty Atómová stavba látok 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 Redoxné reakcie S: Elektrolýza halogenidov Elektrónový obal atómu Klasifikácia prvkov S: Periodicita vlastnosti častíc Kovalentná väzba Teória MO S: Vodík a jeho konštituenty štátny sviatok MO a lokalizované MO, Hybridizácia 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

Seminár, 2h Názvoslovie anorganických zlúčenín Chemické vzorce

Test

Látkové bilancie Chemické rovnice Bilancia energie, H Názvoslovný test N1 Samovoľnosť dejov, S a G Roztoky

N1/20 min

Chemická rovnováha Vylučovacie reakcie Test-T1 Protolytické reakcie

T1/30 min

Zadanie domácej úlohy – DU

V1/30 min

Redoxné reakcie

Rýchlosť chemických reakcií Test-T2 Riešenie zložitejších úloh

T2/30 min

Elektrónový obal atómu Periodicita

Odovzdanie DU

Kovalentná väzba Názvoslovný test N2

N2/20 min

Chemická štruktúra Test-T3

T3/30 min

Väzba v tuhých látkach Iónová a kovová väzba

V2/60 min

Fyzikálne vlastnosti látok Medzimolekulové interakcie Náhradné testy T1,T2,T3 Zápočet

TN VN

ACH-I/3

Harmonogram prednášok a seminárov T Prednáška [samoštúdium] 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.] 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 (Kc, Ka, Kp). Vplyv teploty na chemickú rovnováhu. Vant Hoffov vzťah. Rovnováhy v roztokoch elektrolytov. Ostwaldov zrieďovací zákon. Vylučovacie reakcie. Súčin rozpustnosti. Protolytické reakcie Amfiprotné a amfotérne látky. Kyseliny, zásady. Autoprotolýza, neutralizácia, pH. Ionizácia, hydrolýza. Acidobázické indikátory.

5

Seminár [kapitola n = podľa literatúry 1] 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

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, rozpH 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 KS. Vzťah medzi rozpustnosťou

ACH-I/4

a KS 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 6 Redoxné reakcie Protolytické reakcie Elektródové potenciály, Nernstova pH roztokov silných kyselín a hydroxidov. Vzťah rovnica. Reakcie kovov vo vode, medzi konštantou ionizácie a stupňom ionizácie vodných roztokoch kyselín a hydroxidov. [kapitola 6] 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 Redoxné reakcie Kvantová mechanika. Vlnová funkcia, reakcie kovov s vodou, v roztokoch oxidujúcich a Schrödingerova rovnica. Atóm vodíka neoxidujúcich kyselín a hydroxidov. Zápis redoxnej podľa kvantovej mechaniky, kvantové reakcie pomocou polreakcií, vzťah Eo a K. čísla. Atómové orbitály. Elektrónové Nernstova-Petersova rovnica. konfigurácie atómov a ich iónov. Doplnenie koeficientov redoxných rovníc. Klasifikácia prvkov. Periodický zákon a [kapitola 8] periodická sústava. 8 Kovalentná väzba a) Rýchlosť chemických reakcií Fyzikálna podstata a experimentálne rýchlostná rovnica, rýchlostná konštanta, aktivačná charakteristiky väzby. Elektronegativita energia, katalýza a polarita väzby. [kapitola 5] Základy teórie MO. MO v b) Test 2 (30 min, 10 bodov): q dvojatómových časticiach A2 . Chemická rovnováha. Kyselina, zásada, konjugovaný pár. Autoprotolýza, ionizácia, hydrolýza. Oxidovadlo, redukovadlo, redoxný pár. 9 MO v molekulách HF, CO, H2O. a) Elektrónový obal atómu Lokalizované MO. Hybridizácia. 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 10 Chemická štruktúra Kovalentná väzba Teória odpudzovania elektrónových MO dvojatómových častíc, väzbový poriadok N; párov, tvar molekúl ABn. Elektrónové vzťah medzi väzbovým poriadkom, energiou väzby štruktúrne vzorce. a dĺžkou väzby Dipólový moment a štruktúra molekúl [kapitola 11] Izoméria Názvoslovný test N2 (20 min, 20 bodov) 11 Chemická väzba a štruktúra v tuhých a) Chemická štruktúra - tvary molekúl a ich názvy látkach (VSEPR, hybridizácia) Iónová väzba, iónové polomery, [kapitola 11] vzájomné účinky iónov. b) Test 3 (30 min, 10 bodov): Kovová väzba, kovové polomery. Elektrónová konfigurácia atómov a ich iónov, MO Základná bunka a kryštalografické dvojatómových častíc, tvar viacatómových častíc,

ACH-I/5

sústavy. Druhy kryštálových štruktúr, štruktúry látok typu AB a AB2. 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 [email protected]). 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. priebežná písomná časť: 17 30 testy T1 + T2 +T3, alebo TO záverečná písomná časť 25 50 záverečná ústna časť 10 20 spolu 100 56

Súčet bodov 92 – 100

Známka A (1,0)

83 – 91 74 – 82 65 – 73 56 – 64 0 – 55

B C D E FX

(1,5) (2,0) (2,5) (3,0) (4)