Univerzita Jana Evangelisty Purkyně v Ústí nad Labem Přírodovědecká fakulta
Studijní opora pro dvouoborové kombinované bakalářské studium
Seminář z anorganické chemie
Ing.Fišerová
Cílem kurzu je seznámit studenty s problematikou týkající se periodického systému prvků. V předmětu budou postupně probírány jednotlivé chemické prvky, pro každý prvek bude diskutován jeho výskyt v přírodě, chemické a fyzikální vlastnosti, příprava v laboratoři, průmyslová výroba a použití daného prvku. Velký důraz bude kladen na chemické reakce jednotlivých prvků a jejich sloučenin. Požadavky na studenty: předpokládá se znalost základů z Obecné Chemie, dále aktivní účast na konzultacích a také samostudium nejen literatury povinné, ale také doporučených studijních materiálů.
Obsah: 1. Periodická soustava prvků 2. Základní prvky a jejich sloučeniny 3. Vzácné plyny 4. Halogeny 5. Chalkogeny 6. Pentely 7. Tetrely 8. Kovy 9. Triely 10. Alkalické kovy (Prvky 1. skupiny – s1) 11. Kovy alkalických zemin (Prvky 2. skupiny – s2) 12. Prvky 3. skupiny – d1 13. Prvky 4. skupiny – d2 14. Prvky 5. skupiny – d3 15. Prvky 6. skupiny – d4 16. prvky 7. skupiny – d5 17. Prvky 8. skupiny – d6 18. Prvky 9. skupiny – d7
19. Prvky 10. skupiny – d8 20. Prvky 11. skupiny – d9 21. Prvky 12. skupiny – d10
Rozšířený sylabus:
1. Periodická soustava prvků 1.1. Periodický zákon 1.2. Periodická soustava prvků (PSP) 1.3. Zákonitosti platné v PSP 1.3.1. Podobnost prvků 1.3.2. Valenční elektrony 1.3.3. Oxidační čísla 1.3.4. Elektronegativita 1.3.5. Kovový a nekovový charakter
2. Základní prvky a jejich sloučeniny 2.1. Vodík 2.1.1. Elementární vodík 2.1.2. Výskyt vodíku 2.1.3. Fyzikální vlastnosti vodíku 2.1.4. Chemické vlastnosti vodíku 2.1.5. Laboratorní příprava vodíku 2.1.6. Průmyslová výroba vodíku 2.1.7. Použití vodíku 2.1.8. Hydridy 2.2. Kyslík 2.2.1. Elementární kyslík
2.2.2. Výskyt kyslíku 2.2.3. Fyzikální vlastnosti kyslíku 2.2.4. Laboratorní příprava kyslíku 2.2.5. Chemické vlastnosti kyslíku 2.2.6. Průmyslová výroba kyslíku 2.2.7. Použití kyslíku 2.2.8. Oxidy 2.2.9. Peroxidy 2.3. Voda
3. Vzácné plyny 3.1. Vlastnosti vzácných plynů 3.2. Charakteristika skupiny 3.3. Výskyt, výroba a použití prvků 18. skupiny
4. Halogeny 4.1. Vlastnosti halogenů 4.2. Charakteristika skupiny 4.3. Fluor 4.3.1. Vlastnosti fluoru 4.3.2. Výskyt fluoru 4.3.3. Použití fluoru 4.3.4. Fluorovodík a kyselina fluorovodíková 4.4. Chlor 4.4.1. Vlastnosti chloru 4.4.2. Výskyt chloru 4.4.3. Výroba chloru
4.4.4. Použití chloru 4.4.5. Chlorovodík 4.4.6. Kyselina chlorovodíková HCl 4.4.7. Chloridy 4.4.8. Sloučeniny chloru s kyslíkem 4.5. Brom 4.5.1. Vlastnosti bromu 4.5.2. Bromovodík HBr 4.5.3.Kyselina bromovodíková HBr 4.6. Jod 4.6.1. Vlastnosti jodu 4.6.2. Jodovodík a kyselina jodovodíková
5. Chalkogeny 5.1. Vlastnosti chalkogenů 5.2. Charakteristika skupiny 5.3. Síra 5.3.1. Vlastnosti síry 5.3.2. Výskyt síry 5.3.3. Výroba a použití síry 5.3.4. Sulfan H2S 5.3.5. Kyselina sirovodíková H2S a sulfidy 5.3.6. Oxidy síry 5.3.7. Oxokyseliny síry a jejich soli 5.4. Selen 5.4.1. Selen 5.4.2. Tellur
6. Pentely 6.1. Vlastnosti pentelů 6.2. Charakteristika skupiny 6.3. Dusík 6.3.1. Vlastnosti dusíku 6.3.2. Výskyt, výroba a použití dusíku 6.3.3. Amoniak NH3 6.3.4. Oxidy dusíku 6.3.5. Oxokyseliny dusíku a jejich soli 6.4. Fosfor 6.4.1. Vlastnosti fosforu 6.4.2. Výskyt, výroba a použití fosforu 6.4.3. Fosfan PH3 6.4.4. Oxidy fosforu 6.4.5. Oxokyseliny fosforu a jejich soli 6.5. Arsen 6.6. Antimon 6.7. Bismut
7. Tetrely 7.1. Vlastnosti tetrelů 7.2. Charakteristika skupiny 7.3. Uhlík 7.3.1. Vlastnosti uhlíku 7.3.2. Výskyt a použití uhlíku 7.3.3. Uhlovodíky 7.3.4. Oxidy uhlíku
7.3.5. Kyselina uhličitá a její soli 7.3.6. Ostatní sloučeniny uhlíku 7.3.7. Přírodní zdroje uhlíku a jejich zpracování 7.4. Křemík 7.4.1. Vlastnosti křemíku 7.4.2. Výskyt, výroba a použití křemíku 7.4.3. Silany 7.4.4. Oxid křemičitý 7.4.5. Kyselina křemičitá 7.4.6. Křemičitany 7.5. Germanium 7.6. Cín 7.7. Olovo
8. Kovy 8.1. Obecná charakteristika kovů 8.2. Výskyt kovů v přírodě 8.3. Výroba kovů
9. Triely 9.1. Vlastnosti trielů 9.2. Charakteristika skupiny 9.3. Bor 9.3.1. Vlastnosti a výskyt boru 9.3.2. Sloučeniny boru 9.4. Hliník 9.4.1. Vlastnosti hliníku
9.4.2. Výskyt hliníku 9.4.3. Výroba a využití hliníku 9.4.4. Sloučeniny hliníku
10. Alkalické kovy (Prvky 1. skupiny – s1) 10.1. Vlastnosti alkalických kovů 10.2. Charakteristika skupiny 10.3. Lithium 10.4. Sodík 10.4.1. Výskyt a výroba sodíku 10.4.2. Vlastnosti a použití sodíku 10.4.3. Sloučeniny sodíku 10.5. Draslík 10.5.1. Výskyt a výroba draslíku 10.5.2. Vlastnosti a použití draslíku 10.5.3. Sloučeniny draslíku
11. Kovy alkalických zemin (Prvky 2. skupiny – s2) 11.1. Vlastnosti kovů alkalických zemin 11.2. Charakteristika skupiny 11.3. Beryllium 11.4. Hořčík 11.4.1. Výskyt a výroba hořčíku 11.4.2. Vlastnosti a použití hořčíku 11.4.3. Nejdůležitější sloučeniny hořčíku 11.5. Vápník 11.5.1. Výskyt a výroba vápníku
11.5.2. Vlastnosti a použití vápníku 11.5.3. Nejdůležitější sloučeniny vápníku 11.6. Stroncium
12. Prvky 3. skupiny – d1 12.1. Vlastnosti prvků 3. skupiny 12.2. Charakteristika základních prvků 3. skupiny 12.3. Lanthanoidy 12.3.1. Charakteristika skupiny lanthanoidů 12.3.2. Vlastnosti lanthanoidů
13. Prvky 4. skupiny – d2 13.1. Vlastnosti prvků 4. skupiny 13.2. Charakteristika skupiny 13.3. Titan 13.3.1. Výskyt a výroba titanu 13.3.2. Vlastnosti a použití titanu 13.3.3. Významné sloučeniny titanu
14. Prvky 5. skupiny – d3 14.1. Vlastnosti prvků 5. skupiny 14.2. Charakteristika skupiny 14.3. Vanad 14.3.1. Výskyt a výroba vanadu 14.3.2. Vlastnosti a použití vanadu 14.3.3. Významné sloučeniny vanadu
15. Prvky 6. skupiny – d4 15.1. Vlastnosti prvků 6. skupiny 15.2. Charakteristika skupiny 15.3. Chrom 15.3.1. Výskyt a výroba chromu 15.3.2. Vlastnosti a použití chromu 15.3.3. Významné sloučeniny chromu 15.4. Molybden 15.4.1. Výskyt a výroba molybdenu 15.4.2. Vlastnosti a použití molybdenu 15.4.3. Významné sloučeniny molybdenu 15.5. Wolfram 15.5.1. Výskyt a výroba wolframu 15.5.2. Vlastnosti a použití wolframu 15.5.3. Významné sloučeniny wolframu
16. prvky 7. skupiny – d5 16.1. Vlastnosti prvků 7. skupiny 16.2. Charakteristika skupiny 16.3. Mangan 16.3.1. Výskyt a výroba manganu 16.3.2. Vlastnosti a použití manganu 16.3.3. Významné sloučeniny manganu
17. Prvky 8. skupiny – d6 17.1. Vlastnosti prvků 8. skupiny 17.2. Charakteristika skupiny 17.3. Železo 17.3.1. Výskyt a výroba železa 17.3.2. Vlastnosti a použití železa 17.3.3. Významné sloučeniny železa 17.3.4. Výroba surového železa 17.3.5. Výroba oceli
18. Prvky 9. skupiny – d7 18.1. Vlastnosti prvků 9. skupiny 18.2. Charakteristika skupiny 18.3. Kobalt 18.3.1. Výskyt a výroba kobaltu 18.3.2. Vlastnosti a použití kobaltu 18.3.3. Významné sloučeniny kobaltu
19. Prvky 10. skupiny – d8 19.1. Vlastnosti prvků 10. skupiny 19.2. Charakteristika skupiny 19.3. Nikl 19.3.1. Výskyt a výroba niklu 19.3.2. Vlastnosti, použití a sloučeniny niklu
20. Prvky 11. skupiny – d9 20.1. Vlastnosti prvků 11. skupiny 20.2. Charakteristika skupiny 20.3. Měď 20.3.1. Výskyt a výroba mědi 20.3.2. Vlastnosti a použití mědi 20.3.3. Významné sloučeniny mědi 20.4. Stříbro 20.4.1. Výskyt a výroba stříbra 20.4.2. Vlastnosti a použití stříbra 20.4.3. Významné sloučeniny stříbra 20.5. Zlato 20.5.1. Výskyt a výroba zlata 20.5.2. Vlastnosti, použití a sloučeniny zlata
21. Prvky 12. skupiny – d10 21.1. Vlastnosti prvků 12. skupiny 21.2. Charakteristika skupiny 21.3. Zinek 21.3.1. Výskyt a výroba zinku 21.3.2. Vlastnosti a použití zinku 21.3.3. Významné sloučeniny zinku 21.4. Kadmium 21.4.1. Výskyt a výroba kadmia 21.4.2. Vlastnosti , použití a sloučeniny kadmia 21.5. Rtuť 21.5.1. Výskyt a výroba rtuti 21.5.2. Vlastnosti, použití a sloučeniny rtuti
Povinná literatura: KLIKORKA, J., HÁJEK, B., VOTINSKÝ, J.(1985): Obecná a anorganická chemie. SNTL/Alfa, Praha– Bratislava. JURSÍK, František. Anorganická chemie nekovů [online]. VŠCHT v Praze, 2001 JURSÍK, František. Anorganická chemie kovů [online]. VŠCHT v Praze, 2002
Doporučená literatura: N. N. Greenwood - A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
Požadavky k zápočtu: Na konci kurzu budou studenti psát zápočtový test, který bude obsahovat otázky a úlohy týkající se probrané látky. Pro úspěšné zvládnutí zápočtu bude vyžadována úspěšnost minimálně 70%.
Příklady otázek v zápočtovém testu 1. Definujte platné znění periodického zákona 2. Vysvětlete pojem elektronegativita prvku 3. Uveďte příklady prvků, které patří mezi kovy, nekovy a polokovy 4. Popište fyzikální a chemické vlastnosti vodíku 5. Jakým způsobem lze připravit v laboratoři vodík? 6. Charakterizujte fyzikální a chemické vlastnosti kyslíku 7. Popište možnosti laboratorních příprav kyslíku 8. Jakými způsoby se vodík a kyslík získávají průmyslově? 9. Definujte výskyt dusíku v přírodě 10. Jakým způsobem lze dusík připravit průmyslově? 11. Popište způsoby možností přípravy dusíku v laboratoři 12. Charakterizujte fyzikální a chemické vlastnosti dusíku 13. Popište pomocí chemických reakcí postup výroby kyseliny dusičné 14. V jakých modifikacích se vyskytuje uhlík? 15. Jakým způsobem lze připravit oxid uhličitý laboratorně? 16. Definujte výskyt v přírodě u skupiny halogenů 17. Popište možnosti přípravy laboratorní přípravy chloru, bromu a jodu 18. Charakterizujte fyzikální a chemické vlastnosti halogenů 19. Jakým způsobem se vyrábí chlor průmyslově? 20. Popište laboratorní přípravu a průmyslovou výrobu HCl 21. Definujte výskyt síry v přírodě 22. Jakým způsobem lze připravit oxid siřičitý v laboratoři? 23. Popište pomocí chemických reakcí postup výroby kyseliny sírové 24. V jakých modifikacích se vyskytuje fosfor? 25. Charakterizujte fyzikální vlastnosti jednotlivých modifikací fosforu 26. Jak se průmyslově vyrábí fosfor? 27. Jakým způsobem se vyrábí kyselina fosforečná? 28. Uveďte důležité fyzikální a chemické vlastnosti alkalických kovů 29. Popište výskyt alkalických kovů v přírodě 30. Popište výrobu sodíku a draslíku 31. Jak alkalické kovy reagují s vodou a kyslíkem? 32. Jakým způsobem se průmyslově vyrábí NaOH a KOH? 33. Popište různé metody průmyslového získávání kovů 34. V jakých minerálech se v přírodě vyskytuje vázané železo? 35. Popište jednotlivé kroky průmyslové výroby železa 36. Uveďte nejvýznamnější minerály zinku, olova rtuti 37. Jakým způsobem se získává zinek? 38. Popište pražně-redukční a pražně-reakční pochod při výrobě olova 39. Popište výrobu mědi 40. Jak se průmyslově získávají zlato stříbro?
