SPIS TREŚCI 1. PODSTAWOWE POJĘCIA CHEMII. MASA ATOMOWA I CZĄSTECZKOWA... 3

Transkrypt

1 PRZEDMOWA DO WYDANIA PIĄTEGO PRZEDMOWA DO WYDANIA SZÓSTEGO PODSTAWOWE POJĘCIA CHEMII. MASA ATOMOWA I CZĄSTECZKOWA Zadania i zakres chemii nieorganicznej Wczesny rozwój teorii atomistycznej Jądrowy model atomu Masa atomowa i cząsteczkowa. Fizyczne metody wyznaczania masy atomowej Zasady obliczeń stechiometrycznych Stała Avogadra i objętość molowa gazu. Bezwzględna masa atomu i cząsteczki Chemiczne metody wyznaczania mas atomowych Rozpowszechnienie pierwiastków w skorupie ziemskiej JĄDRO ATOMOWE Nukleony jako składniki jądra atomowego. Izotopy Energia wiązania nukleonów w jądrze Samorzutne przemiany jądrowe Szybkość rozpadu promieniotwórczego Równowaga promieniotwórcza Szeregi promieniotwórcze Proste reakcje jądrowe Sztuczna promieniotwórczość Rozszczepienie jąder atomowych Reakcje termojądrowe Zastosowanie izotopów w badaniach chemicznych Rozpowszechnienie i powstanie pierwiastków we Wszechświecie ELEKTRONOWA STRUKTURA ATOMU Dwoista natura światła i elektronów Zasada nieoznaczoności Heisenberga Funkcje falowe i równanie Schrödingera Atom wodoru Orbitale atomowe wodoru Widmo emisyjne i absorpcyjne wodoru Spin elektronowy Orbitale w atomach wieloelektronowych

2 VI SPIS TREŚCI 3.9. Rozbudowa powłok elektronowych Orbitalne i spinowe momenty magnetyczne Termy atomowe Energia termów atomowych Właściwości magnetyczne atomów wieloelektronowych i powstających z nich prostych jonów Efektywna liczba atomowa i ekranowanie elektronów w atomach wieloelektronowych BUDOWA CZĄSTECZKI Główne rodzaje wiązań chemicznych Orbitale molekularne Homojądrowe cząsteczki dwuatomowe. Orbitale molekularne σ Homojądrowe cząsteczki dwuatomowe zawierające orbitale molekularne σ i π: cząsteczki N 2, O 2, F Rząd wiązania Heterojądrowe cząsteczki dwuatomowe Wiązania pośrednie pomiędzy wiązaniami kowalencyjnymi a jonowymi. Elektroujemność Cząsteczki wieloatomowe. Hybrydyzacja orbitali Cząsteczki wieloatomowe z wiązaniami podwójnymi i potrójnymi. Cząsteczka etylenu i cząsteczka acetylenu Promienie kowalencyjne, długość i energia wiązania. Orbitale zdelokalizowane SYMETRIA CZĄSTECZEK Elementy i operacje symetrii Punktowe grupy symetrii Reprezentacje grup symetrii Charaktery reprezentacji grup symetrii Hybrydyzacja orbitali a symetria cząsteczek GAZ DOSKONAŁY I GAZY RZECZYWISTE. SIŁY MIĘDZYCZĄSTECZKOWE Ogólna charakterystyka stanów skupienia Równanie stanu gazu doskonałego Kinetyczna teoria gazów Gazy rzeczywiste i równanie van der Waalsa Siły międzycząsteczkowe CIAŁO STAŁE Ciała anizotropowe i izotropowe Symetria kryształów Sieć przestrzenna Prawo wymiernych wskaźników Rentgenograficzne metody badania struktury kryształów Wiązania w sieci przestrzennej kryształów Promienie atomowe i jonowe Sieci przestrzenne: regularna ściennie centrowana, regularna przestrzennie centrowana oraz heksagonalna o najgęstszym ułożeniu atomów Sieci przestrzenne kryształów jonowych Sieci przestrzenne soli kwasów tlenowych i związków kompleksowych Energia sieciowa kryształów jonowych Teoria pasmowa ciała stałego. Metale, półprzewodniki i izolatory

3 VII Związki chemiczne o niestechiometrycznym składzie Izomorfizm i polimorfizm Wybrane metody badania struktury powierzchni ciał stałych Skaningowa mikroskopia elektronowa Skaningowy mikroskop tunelowy SPEKTROSKOPOWE METODY BADANIA STRUKTURY CZĄSTECZEK Fizyczne metody badania struktury cząsteczek Ogólna charakterystyka metod i zakresu spektroskopii molekularnej Widma rotacyjne Widma oscylacyjne cząsteczek dwuatomowych Widma oscylacyjne cząsteczek wieloatomowych Widma oscylacyjne a symetria cząsteczek Widma oscylacyjno-rotacyjne Spektroskopia cząsteczek wody Widma elektronowe cząsteczek Spektroskopia fotoelektronów Elektronowy rezonans paramagnetyczny (EPR) Magnetyczny rezonans jądrowy (NMR) TERMOCHEMIA Wstęp Pierwsza zasada termodynamiki. Energia wewnętrzna Ciepło reakcji chemicznej, entalpia, prawo Hessa Równania termochemiczne Standardowe entalpie tworzenia związków chemicznych Entalpie wiązań chemicznych RÓWNOWAGI CHEMICZNE I RÓWNOWAGI FAZOWE Układy heterogeniczne i układy homogeniczne Entalpia swobodna układu i prawo działania mas Prawo działania mas w zastosowaniu do równowag chemicznych w układach homogenicznych Prawo działania mas w zastosowaniu do równowag chemicznych w układach heterogenicznych Entropia Molekularna interpretacja entropii Zależność położenia stanu równowagi od temperatury i ciśnienia. Reguła przekory Równowagi fazowe w układach jednoskładnikowych Równowaga ciecz para i ciało stałe para Diagram fazowy wody Równowagi odmian polimorficznych Reguła faz Roztwory gazów w cieczach Roztwory ciał stałych w cieczach Prężność pary nasyconej nad roztworami. Temperatura wrzenia i krzepnięcia roztworów RÓWNOWAGI W WODNYCH I NIEWODNYCH ROZTWORACH ELEKTROLITÓW. KWASY I ZASADY Wstęp Solwatacja jonów

4 VIII SPIS TREŚCI Kwasy i zasady według Brønsteda Dysocjacja wody i ph Dysocjacja kwasów i zasad w roztworach wodnych Zastosowanie prawa działania mas do dysocjacji kwasów i zasad Czynniki decydujące o mocy kwasów Wodne roztwory soli Roztwory buforowe Iloczyn rozpuszczalności Aktywność elektrolitów Reakcje kwasowo-zasadowe w protonowych rozpuszczalnikach niewodnych Kwasy i zasady według Lewisa Twarde i miękkie kwasy i zasady UTLENIANIE I REDUKCJA Utlenianie i redukcja jako proces wymiany elektronów Stopień utlenienia Ogniwa elektrochemiczne. Elektrody redoks Elektrody metaliczne i elektrody gazowe Potencjały standardowe i szereg napięciowy metali Termodynamika ogniw elektrochemicznych Czynniki decydujące o wartości potencjałów standardowych metali Diagramy Frosta i Ebswortha Ogniwa paliwowe ZJAWISKA POWIERZCHNIOWE I UKŁADY DYSPERSYJNE Energia powierzchniowa Adsorpcja gazów na powierzchni ciała stałego Uwagi wstępne Izotermy adsorpcji Powierzchnia adsorbentu Adsorpcja z roztworów na powierzchni ciał stałych Chromatografia Układy dyspersyjne Roztwory koloidalne Właściwości fizyczne roztworów koloidalnych Otrzymywanie i oczyszczanie koloidów Koloidy hydrofobowe i hydrofilowe. Koagulacja i peptyzacja koloidów Żele i inne spoiste układy dyspersyjne KINETYKA I MECHANIZM REAKCJI CHEMICZNYCH Rząd reakcji Proste reakcje jedno-, dwu- i trójcząsteczkowe w fazie gazowej Szybkość reakcji odwracalnych Zależność szybkości reakcji od temperatury. Teoria zderzeń i teoria stanu przejściowego Mechanizm reakcji w roztworach Reakcje łańcuchowe Reakcje szybkie Reaktywność a struktura elektronowa cząsteczek Reakcje w układach heterogenicznych

5 IX Ogólna charakterystyka reakcji w układach heterogenicznych. Metody badania reakcji ciał stałych Rozkład ciał stałych Utlenianie metali Reakcje przebiegające wyłącznie z udziałem ciał stałych Reakcje katalityczne Pojęcia podstawowe Kataliza homogeniczna Kataliza heterogeniczna ZWIĄZKI KOORDYNACYJNE Pojęcia podstawowe Nomenklatura związków kompleksowych Izomeria związków kompleksowych Równowagi w roztworach związków kompleksowych Stałe trwałości kompleksów w roztworach wodnych Empiryczne korelacje dotyczące trwałości kompleksów Trwałość kompleksów chelatowych Kinetyka i mechanizm wymiany ligandów w kompleksach Wymiana ligandów w kompleksach oktaedrycznych Wymiana ligandów w kompleksach kwadratowych Reakcje utleniania i redukcji związków kompleksowych Kondensacja akwa- i oksojonów w roztworach wodnych Zastosowanie teorii pola krystalicznego w chemii koordynacyjnej Teoria pola krystalicznego: kompleksy oktaedryczne Teoria pola krystalicznego: kompleksy tetraedryczne Teoria pola krystalicznego: kompleksy tetragonalne i kwadratowe. Efekt Jahna Tellera Widma absorpcyjne kompleksów metali przejściowych Zastosowanie teorii orbitali molekularnych w chemii koordynacyjnej Kompleksy oktaedryczne ze zdelokalizowanymi orbitalami cząsteczkowymi typu σ Orbitale π w kompleksach oktaedrycznych SKOROWIDZ S1