Zagadnienia do egzaminu podstawy chemii nieorganicznej II semestr 2016 2017

Chemia Nieorganiczna (rok akademicki 2016/2017, semestr letni), Prowadzący C. Pietraszuk Zagadnienia do egzaminu 1. Podstawy budowy atomu, konfiguracja elektronowa, Prawo okresowości, układ okresowy pierwiastków Bielański, rozdziały: 16; 4.7; Jones, Atkins, rozdział 7 Budowa układu okresowego, bloki s, p, d, f, prawo okresowości, promień atomowy, jonowy, energia jonizacji, powinowactwo elektronowe, elektroujemność wg Paulinga, Mullikena, Allreda-Rochowa, okresowość właściwości fizycznych i chemicznych. Konfiguracje elektronowe atomów, położenie pierwiastków w układzie okresowym, prawo okresowości, definicje promieni atomowych, jonowych, energii jonizacji, powinowactwa elektronowego, elektroujemności, skala elektroujemności, różne koncepcje elektroujemności, zmienność właściwości w układzie okresowym, przyczyny zmienności 2. Wiązanie jonowe Bielański, rozdział 7.7 – 7.11 Jones, Atkins, rozdział 8.1 – 8.4 Definicja wiązania chemicznego, trwała konfiguracja elektronowa, typy wiązań, elektroujemność, moment dipolowy, różnica elektroujemności a jonowy charakter wiązania, zdolność polaryzująca i polaryzowalność, reguły Fajansa, symbole Lewisa, warunki tworzenia wiązań jonowych, efekty energetyczne, energia sieciowa, cykl BornaHabera, struktury kryształów – upakowanie kul w przestrzeni, luki oktaedryczne i tetraedryczne, struktury ciał stałych o wiązaniach jonowych – typy struktur, defekty stechiometryczne, defekty niestechiometryczne) Wyznaczanie promieni jonowych, struktury kryształów, upakowanie kul w przestrzeni, węzły sieci, luki oktaedryczne i tetraedyczne, energia sieciowa, czynniki decydujące o wartości energii sieciowej, typy struktur w zależności od stosunków promieni jonowych dla związków o stechiometrii AX.

3. Wiązanie kowalencyjne Bielański, rozdział 4 Jones, Atkins, rozdział 8.5 – 8.11; rozdział 9 Typy wiązań, teoria Lewisa, wzory Lewisa, rezonans, promień kowalencyjny, kształt cząsteczki, teoria VSEPR, teoria wiązań walencyjnych, przykłady zastosowań dla różnych cząsteczek, teoria orbitali molekularnych, zastosowanie dla różnych cząsteczek Wzory kropkowe, struktury rezonansowe wyjątki, od reguły oktetu. Teoria VSEPR – przewidywanie kształtu cząsteczki, różnica pomiędzy strukturą elektronową a strukturą atomową. Teoria orbitali molekularnych, założenia, diagramy energetyczne dla cząsteczek dwuatomowych homo i heterojądrowych.

4. Wiązanie metaliczne Bielański, rozdziały: 7.12; 7.13 Jones, Atkins, rozdział 10.7 – 10.10 Właściwości fizyczne metali, energia atomizacji, struktury kryształów metalicznych, teorie wiązań: teoria elektronów swobodnych, teoria wiązań walencyjnych, teoria orbitali molekularnych, teoria pasmowa, przewodniki, półprzewodniki, dielektryki, stopy). Związki o składzie niestechiometrycznym. Właściwości metali, teoria pasmowa, schematy pasm energetycznych dla przewodników, półprzewodników, dielektryków.

5– 7. Wprowadzenie do chemii koordynacyjnej Bielański, rozdziały: 15.1-15.7; 15.13.1 – 15.13.2; Cieślak-Golonka, rozdziały 1.2 – 1.4; 2.1 – 2.5.4; 3.1 – 3.2; 4.1 – 4.3 Definicje: związek koordynacyjny, kompleks (indywiduum koordynacyjne), atom centralny, ligandy, podział ligandów, liczba koordynacyjna, geometria kompleksów, przegląd form kompleksowych o różnych liczbach koordynacyjnych, teoria Wernera, izomeria kompleksów, nomenklatura, wiązania, teoria pola krystalicznego, rozszczepienie orbitali d dla kompleksów tetraedrycznych i oktaedrycznych, energia stabilizacji w polu krystalicznym, elementy teorii orbitali molekularnych, czynniki determinujące trwałość termodynamiczną kompleksów, szereg Irvinga, szereg spektrochemiczny, równowagi w roztworach kompleksów, stałe trwałości, efekt chelatowy i makrocykliczny. Teoria HSAB a trwałość kompleksów. Definicje, podział ligandów, w tym podział ze względu na dostępność określonych orbitali, przykłady ligandów, geometria kompleksów, wielościany koordynacyjne, założenia teorii pola krystalicznego, rozszczepienie orbitali d dla kompleksów tetraedrycznych i oktaedrycznych, czynniki decydujące o wartości energii rozszczepienia, kompleksy wysoko i niskospinowe, szereg Irvinga, szereg spektrochemiczny, właściwości optyczne i magnetyczne, niedostatki teorii pola krystalicznego, założenia teorii orbitali molekularnych.

8.

Wprowadzenie do chemii metaloorganicznej Cieślak-Golonka, rozdziały 8.1 – 8.3 Definicje, podział związków metaloorganicznych, znaczenie chemii metaloorganicznej, zastosowania związków metaloorganicznych, energia wiązania metal-węgiel, rodzaje wiązań, metody syntezy związków metaloorganicznych grup głównych i metali przejściowych, związki magnezoorganiczne jako przykłady związków metaloorganicznych metali grup głównych, kompleksy karbonylowe jako przykłady związków metaloorganicznych metali przejściowych, specyficzne techniki laboratoryjne w chemii metaloorganicznej Metody syntezy związków metaloorganicznych, synteza, reaktywność i zastosowanie w syntezie związków Grignarda, synteza i reaktywność kompleksów karbonylowych.

9.

Kinetyka chemiczna i wprowadzenie do katalizy Bielański, rozdział: 14.10 Jones, Atkins, rozdział 13 Definicja szybkości reakcji, równanie kinetyczne, rząd reakcji, wpływ temperatury na szybkość reakcji, energia aktywacji, kataliza, katalizatory, enzymy, mechanizm reakcji.

10. Termodynamika i termochemia Jones, Atkins, rozdział 6; rozdział 17 Układ, otoczenie, praca i ciepło, funkcje stanu, energia wewnętrzna, zasady termodynamiki, reguły zapisu, pomiar energii wewnętrznej, kalorymetr, pojemność cieplna, entalpia, entalpia reakcji chemicznych, prawo Hessa, entropia, entropia reakcji chemicznych, entalpia swobodna, procesy samorzutne, entalpia swobodna tworzenia). Przemiana samorzutna, entropia, przewidywanie zmiany entropii, entropie bezwzględne, entropia reakcji, entropia otoczenia, entalpia swobodna, entalpia swobodna tworzenia, entalpia swobodna reakcji. 11. Równowaga chemiczna Jones, Atkins, rozdział 14 Prawo działania mas w układach homogenicznych i heterogenicznych, stała równowagi reakcji, iloraz reakcji, reguła przekory, entalpia swobodna, standardowa entalpia swobodna reakcji, entalpia swobodna reakcji a skład, entalpia swobodna reakcji a stała równowagi, wpływ temperatury na stałą równowagi.

12. Utlenianie i redukcja Bielański, rozdział 12 Jones, Atkins, rozdział 18 Stopień utlenienia, ogniwo elektrochemiczne, budowa ogniwa, reakcje połówkowe, siła elektromotoryczna ogniwa, rodzaje półogniw, standardowa elektroda wodorowa, standardowe potencjały półogniw, reguły zapisu, szereg napięciowy metali, znaczenie potencjałów standardowych, szereg napięciowy, czynniki decydujące o wartości potencjałów standardowych, SEM a entalpia swobodna reakcji, równanie Nersta, SEM a stała równowagi, diagram Frosta Umiejetność pisania równań połówkowych, standardowe potencjały półogniw, umiejętność pisania wzorów Nersta na potencjał półogniw, szereg napięciowy metali, umiejętność korzystania z tablic przy wyznaczaniu SEM ogniw, zasady tworzenia diagramów Frosta i Ebswortha, informacje płynące z diagramów Frosta i Ebswortha. Zależność pomiędzy SEM a stałą równowagi. Wyznaczanie stałej równowagi na podstawie znanej SEM.

13. Teorie kwasów i zasad Bielański, rozdział 11 Definicje: elektrolit, dysocjacja elektrolityczna, stopień dysocjacji, elektrolity mocne, słabe, teoria Arrheniusa, pH, teoria Bronsteda, teoria Lewisa, teoria Pearsona (HSAB), Umiejętność rozpoznawania kwasów i zasad w świetle różnych teorii, umiejętność pisania odpowiednich równań reakcji 14. Wodór Bielański, rozdział 17 Wodór w układzie okresowym, występowanie, otrzymywanie, zastosowanie, izotopy, jon hydroniowy H3O+, jon wodorkowy H-, wodorki – podział, otrzymywanie, właściwości. Metody otrzymywania wodoru (równania reakcji chemicznych), zastosowanie wodoru, wodorki metali – podział, otrzymywanie, reaktywność (równania reakcji chemicznych), H+ w rozworach wodnych (produkty hydratacji),

Literatura: 1. Adam Bielański, Podstawy Chemii Nieorganicznej (wydanie 6 zaktualizowane i uzupełnione), PWN, Warszawa 2010 2. Loretta jones, Peter Atkins, Chemia Ogólna, PWN, Warszwa 2004. 3. Maria Cieślak-Golonka, Jan Starosta, Marek Wasielewski, Wstęp do chemii koordynacyjnej, PWN, Warszawa 2010.