Podstawy chemii dr hab. Wacław Makowski Wykład 1: Wprowadzenie Wspomnienia ze szkoły Elementarz (powtórka z gimnazjum) Układ okresowy Dalsze wtajemniczenia (liceum) Program zajęć Podręczniki Wydział Chemii UJ Podstawy chemii - wykład 1/1 dr hab. W. Makowski Elementarz (powtórka z gimnazjum) Pierwiastki i związki chemiczne Reakcje chemiczne i przemiany fizyczne Atomy, cząsteczki, jony i kryształy Elektrony, protony i neutrony Wiązania kowalencyjne, jonowe i metaliczne Układ okresowy pierwiastków Metale i niemetale, elektroujemność Kwasy, zasady i sole Reakcje utleniania i redukcji Wydział Chemii UJ Podstawy chemii - wykład 1/2 dr hab. W. Makowski 1
Układ okresowy Wydział Chemii UJ Podstawy chemii - wykład 1/3 dr hab. W. Makowski Dalsze wtajemniczenia (liceum) Budowa atomów i cząsteczek elementy mechaniki kwantowej Powiązanie właściwości chemicznych pierwiastków i związków z budową atomów i cząsteczek Reakcje egzotermiczne i endotermiczne Równowaga chemiczna, reguła przekory Dysocjacja kwasów i zasad, ph Hydroliza soli Ogniwa elektrochemiczne i elektroliza Szybkość reakcji Wydział Chemii UJ Podstawy chemii - wykład 1/4 dr hab. W. Makowski 2
Program wykładów 1. Wprowadzenie: Klasyczne pojęcia i prawa chemiczne. Interpretacja wzoru i równania chemicznego, stechiometria, pojęcie mola, obliczenia stechiometryczne, roztwory 2. Gazy: Model gazu doskonałego, równanie stanu, interpretacja temperatury, rozkład prędkości cząsteczek, gazy rzeczywiste, równanie Van der Waalsa, oddziaływania międzycząsteczkowe. 3. Elementy termodynamiki: Energia wewnętrzna, entalpia, I zasada termodynamiki, prawo Hessa, entropia, entalpia swobodna, kryterium samorzutnego przebiegu reakcji, prawo działania mas, stała równowagi, reguła przekory, zależność stałej równowagi od temperatury. Wydział Chemii UJ Podstawy chemii - wykład 1/5 dr hab. W. Makowski Program wykładów cd. 4. Równowagi w roztworach wodnych: Kwasy i zasady wg Brønsteda. Dysocjacja, stała i stopień dysocjacji. Autodysocjacja wody. ph. Inne rozpuszczalniki protolityczne. Kwasy i zasady wg Lewisa. Wiązania donorowo-akceptorowe. Hydroliza, stała i stopień hydrolizy. Roztwory buforowe, pojemność buforowa. Iloczyn rozpuszczalności. Aktywność, współczynnik aktywności, siła jonowa. 5. Elementy elektrochemii: Reakcje utleniania i redukcji, stopień utlenienie, potencjały standardowe elektrod, przewidywanie kierunku reakcji redoks na podstawie potencjałów, uzgadnianie równań reakcji redoks. 6. Elementy kinetyki chemicznej: Szybkość reakcji chemicznej, równanie kinetyczne, rząd reakcji chemicznej, czas połowicznej przemiany, czynniki wpływające na szybkość reakcji, zależność szybkości reakcji od temperatury Wydział Chemii UJ Podstawy chemii - wykład 1/6 dr hab. W. Makowski 3
Program wykładów cd. 7. Związki koordynacyjne: nomenklatura, struktura, izomeria, trwałość 8. Wprowadzenie do kwantowego opisu atomów i cząsteczek: Podstawy doświadczalne hipotez o kwantowaniu energii i o falowym charakterze elektronu 9. Atom wodoru: Równanie Schrödingera, liczby kwantowe, orbitale, część radialna i kątowa, widmo elektronowe wodoru atomowego 10.Atomy wieloelektrodowe: Reguły zapełniania orbitali i odstępstwa od reguł, konfiguracje elektronowe atomów, koncepcja Slatera, szacowanie energii elektronów w atomach wieloelektronowych (termy). Wydział Chemii UJ Podstawy chemii - wykład 1/7 dr hab. W. Makowski Program wykładów cd. 11.Orbitale molekularne w cząsteczkach dwuatomowych: Orbitale molekularne jako kombinacje liniowe orbitali atomowych, cząsteczki homojądrowe, diagramy energetyczne. cząsteczki heterojądrowe, elektroujemność, moment dipolowy, polaryzacja wiązań. 12.Orbitale molekularne w cząsteczkach wieloatomowych: Hybrydyzacja sp 3, tetraedr koordynacyjny, alkany, izomeria, konformery. Hybrydyzacja sp, przykłady, rząd wiązania. Hybrydyzacja sp 2, alkeny, izomeria cis/trans, ozon, delokalizacja elektronów, węglowodory aromatyczne. Podstawowe elementy symetrii 13.Elementy chemii ciała stałego: Sieć krystaliczna, komórki elementarne układu regularnego i heksagonalnego, proste przykłady. Wydział Chemii UJ Podstawy chemii - wykład 1/8 dr hab. W. Makowski 4
Podręczniki Podręcznik obowiązujący A.Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN 2002 i wydania późniejsze, t. I Podręczniki uzupełniające L.Jones i P.Atkins, Chemia ogólna - Cząsteczki, materie, reakcje, PWN, Warszawa, 2004 P.W.Atkins, Podstawy chemii fizycznej, PWN 2002 T.Senkowski, Z.Stasicka, Zarys struktury elektronowej atomów i cząsteczek, skrypt UJ 1986 Kopie slajdów z wykładów Platforma Pegaz (http://pegaz.uj.edu.pl/) http://www2.chemia.uj.edu.pl/~makowski/pch/ Wydział Chemii UJ Podstawy chemii - wykład 1/9 dr hab. W. Makowski Egzamin i zaliczenie przedmiotu Egzamin testowy test wyboru (1 z 4), 50 pytań, 150 min Dodatkowy egzamin ustny na ocenę bardzo dobrą, poprawa niedostatecznej Warunkiem zdawania egzaminu jest zaliczenie konwersatorium i ćwiczeń rachunkowych Zajęcia wspomagające Repetytorium (wykład) 2 godz. w tygodniu wtorki, 12:00-13:30, s. 213 (zajęcia obowiązkowe, możliwe zwolnienie) Wydział Chemii UJ Podstawy chemii - wykład 1/10 dr hab. W. Makowski 5
Zajęcia wspomagające Repetytorium (wykład) 2 godz. w tygodniu wtorki, 16:15-17:45, s. 213 (zajęcia obowiązkowe, możliwe zwolnienie) Wydział Chemii UJ Podstawy chemii - wykład 1/11 dr hab. W. Makowski Zasady przepisywania ocen z Podstaw chemii Warunkiem przepisania oceny jest zaliczenie kursów z zakresu podstaw chemii, chemii ogólnej, nieorganicznej, fizycznej i analitycznej, za które przyznano łącznie co najmniej 7 punktów ECTS (egzamin, wykłady, konwersatoria i ćwiczenia rachunkowe). Zainteresowany zgłasza się u koordynatora kursu z podaniem adresowanym do Prodziekana d.s. Dydaktyki, w którym wymienione są zaliczone kursy, uzyskane oceny oraz liczba godzin zajęć i punktów ECTS. Dodatkowo należy załączyć informacje dotyczące treści programowych wchodzących w zakres tych kursów oraz osiągniętych efektów kształcenia. Wydział Chemii UJ Podstawy chemii - wykład 1/12 dr hab. W. Makowski 6