Obecná chemie 1

Vztahy:

Zápočet z předmětu 15CH1 v některém z předchozích semestrů je podmínkou pro zapsání předmětu 15CH2

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra jaderné chemie

Anotace:

V kurzu Obecná chemie 1 jsou zavedeny nejdůležitější pojmy, veličiny a jednotky používané v chemii. K objasnění jejich praktického významu a aplikací slouží cvičení, která jsou součástí kurzu.

Požadavky:

Znalost chemie na úrovni střední školy.

Osnova přednášek:

1. Chemické disciplíny, děj jako změna stavu soustavy způsobená přenosem hmoty a energie, změna kvality látky jako důsledek chemického děje (chemické reakce), klasifikace látek, prvky, sloučeniny.

2. Základní strukturní jednotky látek, atomy, molekuly, relativní atomová a molekulová hmotnost, veličina látkové množství a její jednotka mol, molární veličiny, použití při stechiometrických výpočtech.

3. Chemická nomenklatura, empirické, molekulové, strukturní a strukturní elektronové (Lewisovy) vzorce.

4. Elektronegativita, souvislost s chemickými vlastnostmi prvků, oxidační číslo, formální náboj atomu a jejich význam.

5. Složení látkových soustav, koncentrace, koncentrační veličiny a jejich jednotky, koncentrační výpočty.

6. Chemické reakce, chemické rovnice, jejich význam, úpravy a práce s nimi, stechiometrické výpočty.

7. Stavba atomů I: Kvantový a vlnově mechanický model atomu, typy atomových orbitalů a jejich charakteristika.

8. Stavba atomů II: Výstavba elektronových obalů, valenční slupka a valenční elektrony.

9. Stavba molekul I: Podstata chemické vazby, klasifikace vazeb podle polarity a vazebného řádu, energie a délka vazby.

10. Stavba molekul II: Vlnově mechanický model vazby, molekulové orbitaly jako kombinace valenčních atomových orbitalů, vazebné, nevazebné a protivazebné molekulové orbitaly, aplikace na biatomické molekuly.

11. Ideální plyn, stavová rovnice, parciální tlak a objem složek směsi plynů, Ostwaldův zákon, použití k výpočtům.

12. Reálné plyny, Van der Waalsova stavová rovnice, kritický stav látky, souvislost plynného a kapalného skupenství.

13. Náplň chemické thermodynamiky, popis stavu soustavy, standardní stavy, stavové funkce a jejich vlastnosti, vnitřní energie, enthalpie, 1. věta thermodynamická, vratný a nevratný děj.

14. Aplikace 1. věty, thermochemie, reakční tepla a tepla fázových přeměn, thermochemické výpočty.

15. Thermická a statistická koncepce entropie, 2. věta thermodynamická a její důsledky, Gibbsova funkce (energie).

16. Periodická soustava prvků.

Osnova cvičení:

1. Užití základních veličin (látkové množství, molární hmotnost, molární objem) v chemických výpočtech.

2. Elektronegativita, oxidační číslo a jeho určení.

3. Chemická nomenklatura, typy chemických vzorců, jejich tvorba.

4. Koncentrační veličiny, koncentrační výpočty.

5. Úprava chemických rovnic, ke stechiometrické výpočtům, kombinování chemických rovnic a jeho užití.

6. Určování elektronové konfigurace atomů, periodická soustava a skupinové trendy chemických vlastností prvků.

7. Chemické vazby sigma, pí a delta, vývoj strukturních elektronových vzorců dvouatomových molekul na základě teorie molekulových orbitalů. Možnosti její aplikace na víceatomové molekuly.

8. Užití stavové rovnice ideálního plynu, směsi plynů, parciální tlak a parciální objem složky směsi, užití k výpočtům.

Cíle studia:

Znalosti:

Kurz poskytuje studentům nechemických zaměření přehled základních chemických pojmů, veličin a jednotek.

Schopnosti:

Získané znalosti umožní posluchači efektivně sledovat navazující kurz Obecná chemie 2 věnovaný obecným chemickým zákonitostem a souvislosti chemických dějů s ději fyzikálními.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Distler, Drtinová, Motl: Výpočty z obecné chemie (nejen) pro jaderné chemiky, ČVUT, Praha 2022

[2] Vacík: Obecná cheme, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Karlova, 2017

Doporučená:

[3] Klikorka, J., Hájek, B., Votinský, J.: Obecná a anorganická chemie, SNTL / ALFA, Praha / Bratislava, 1985

[4] Mička, Z., Havlíček, D., Lukeš, I., Mosinger, J., Vojtíšek, P.: Základní pojmy, příklady a otázky z anorganické chemie, skriptum, vydavatelství UK, Karolinum, Praha, 1998

[5] Chang, R.: Chemistry, ninth edition, McGraw-Hill, New York, 2007

Poznámka:

Obecná chemie 1

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• BS Matematické inženýrství - Matematické modelování (volitelný předmět)
• BS Matematické inženýrství - Matematická fyzika (volitelný předmět)
• BS Matematické inženýrství - Aplikované matematicko-stochastické metody (volitelný předmět)
• BS Informatická fyzika (volitelný předmět)
• BS Aplikace softwarového inženýrství (volitelný předmět)
• BS Aplikovaná informatika (volitelný předmět)
• BS jaderné inženýrství B (povinný předmět oboru, volitelný předmět)
• BS Jaderné inženýrství C (povinný předmět oboru, volitelný předmět)
• BS Dozimetrie a aplikace ionizujícího záření (volitelný předmět)
• BS Experimentální jaderná a částicová fyzika (povinný předmět oboru, volitelný předmět)
• BS Inženýrství pevných látek (volitelný předmět)
• BS Diagnostika materiálů (volitelný předmět)
• BS Fyzika a technika termojaderné fúze (volitelný předmět)
• BS Fyzikální elektronika (volitelný předmět)
• BS Jaderná chemie (volitelný předmět)
• Fyzikální inženýrství - Počítačová fyzika (volitelný předmět)
• Aplikované matematicko-stochastické metody (volitelný předmět)
• Jaderné inženýrství - Aplikovaná fyzika ionizujícího záření (volitelný předmět)
• Fyzikální inženýrství - Fyzikální inženýrství materiálů (volitelný předmět)
• Fyzikální inženýrství - Fyzika plazmatu a termojaderné fúze (volitelný předmět)
• Fyzikální inženýrství - Inženýrství pevných látek (volitelný předmět)
• Jaderná a částicová fyzika (volitelný předmět)
• Jaderné inženýrství - Jaderné reaktory (PS)
• Fyzikální inženýrství - Laserová technika a fotonika (volitelný předmět)
• Matematické inženýrství - Matematická fyzika (volitelný předmět)
• Matematické inženýrství - Matematické modelování (volitelný předmět)
• Radiologická technika (volitelný předmět)
• jaderné inženýrství - Radioaktivita v životním prostředí (volitelný předmět)
• Fyzikální inženýrství - Počítačová fyzika (volitelný předmět)
• Jaderná a částicová fyzika (volitelný předmět)