|
Vyučující
|
-
Müllerová Jana, Ing. Ph.D.
-
Parma Petr, Ing.
-
Nikendey Holubová Barbora, Ing. Mgr. Ph.D.
-
Slavík Martin, Mgr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1. týden: Vznik vesmíru, vývoj hvězd, nukleosyntéza a rozšíření prvků. Chemická periodicita, uspořádání a moderní trendy v periodické tabulce (elektronegativita, ionizační energie). 2. týden: Vodík - izotopy, vlastnosti, hydridy. Moderní kontext: zelený vodík a palivové články. Voda - fyzikální a chemické anomálie, voda v technice a úprava technologické vody. 3. týden: Vzácné plyny - charakteristika, reaktivita a využití. s-prvky I: Alkalické kovy - vlastnosti, výskyt, sloučeniny. Moderní kontext: technologie Li-ion baterií. 4. týden: s-prvky II: Kovy alkalických zemin - vlastnosti prvků a sloučenin, výroba a použití. Biogenní význam, tvrdost vody a její odstraňování. 5. týden: p-prvky I (Skupina boru a uhlík): Bor, hliník, galium, indium - vlastnosti a použití. Uhlík a jeho anorganické sloučeniny. Moderní kontext: uhlíkové nanomateriály (grafen, nanotrubice). 6. týden: p-prvky II (Křemík a těžší kovy 14. skupiny): Křemík a jeho významné sloučeniny. Cín a olovo. Moderní kontext: polovodiče, technicky významné silikáty, silikony a environmentální rizika olova. 7. týden: p-prvky III (Dusík): Vlastnosti, amoniak, kyselina dusičná. Moderní kontext: Haber-Boschova syntéza, průmyslová hnojiva a environmentální dopady (eutrofizace). 8. týden: p-prvky IV (Těžší pniktogeny): Fosfor, arsen, antimon a bismut. Vlastnosti, výskyt, důležité sloučeniny a jejich technické či zemědělské využití. 9. týden: p-prvky V (Chalkogeny): Kyslík - chemické vlastnosti, oxidy, ozon. Ostatní chalkogeny (síra, selen, tellur), výroba a použití kyseliny sírové. 10. týden: p-prvky VI (Halogeny): Fluor, chlor, brom, jod - vlastnosti, příprava, halogenidy a kyslíkaté sloučeniny. Moderní kontext: využití v dezinfekci, leptání a plastech. 11. týden: Úvod do d-prvků a koordinační chemie: Obecná charakteristika přechodných kovů, proměnlivost oxidačních čísel. Komplexy, teorie krystalového pole, barevnost a magnetismus. 12. týden: Přechodné kovy I: Obecné způsoby výroby kovů, vznik a vlastnosti slitin. Prvky skupin titanu, zirkonia, vanadu, chromu a manganu (lehké a žáruvzdorné kovy). 13. týden: Přechodné kovy II: Triáda železa (Fe, Co, Ni) a platinové kovy. Vlastnosti a sloučeniny. Moderní kontext: koroze kovů a ochrana proti ní, průmyslová katalýza. 14. týden: Přechodné kovy III a f-prvky: Prvky skupin mědi a zinku. Lanthanoidy a aktinoidy (uran). Moderní kontext: vzácné zeminy jako kritické suroviny (CRM) pro elektroniku, základy jaderné energetiky. Cvičení: 1. Opakování periodické tabulky a periodického zákona - Znalost PT a závislostí vyplývajících z periodického zákona 2. Opakování názvosloví komplexních sloučenin - opakování vzorců a názvů koordinačních částic 3. Model geometrie molekul a iontů nepřechodných prvků - Elektronové strukturní vzorce a teorie VSEPR 4. Vizualizace krystalové struktury - vizualizační program VESTA - informace pro splnění individuální seminární práce 5. Stechiometrie - Stanovení empirického (stechiometrického) a molekulového vzorce - Příklad hydrátů: výpočet krystalových vod v hydrátu z empiricky měřitelných dat 6. Rozpustnost látek a krystalizace - Koncentrace nasyceného roztoku, výtěžek krystalizace 7. Srážecí rovnováhy - Součin rozpustnosti - Výpočet rozpustnosti čistých látek a množství vzniklé sraženiny 8. Oxidačně-redukční rovnováhy - Vliv pH na vlastnosti redoxního systému, oxidační a redukční činidla 9. Prezentace skupinových seminárních prací na téma speciálních chemických reakcí - vysvětlení principů s důrazem na vysvětlení oxidačně-redukční dějů a jejich důsledků, popřípadě na jiný mechanismus reakce, jeho kinetiku či využití reakce nebo hlavní výchozí látky 5. - 6. týden - 1. písemná zkouška 13. týden - 2. písemná zkouška 14. týden - prezentace skupinových prací
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Dialogické metody (diskuze, rozhovor, brainstorming), Samostatná práce studentů (studium textů, literatury, problémové úkoly,výzkum, pisemná práce), Prezentace a obhajoba písemné práce
- Účast na výuce
- 56 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 30 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 65 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Osvojit si: Trendy a vztahy vlastností prvků v periodické tabulce. Vznik a výskyt prvků. Chemie důležitých prvků, výskyt, příprava, fyzikální a chemické vlastnosti, nejdůležitější sloučeniny. Technický význam vybraných prvků a jejich sloučenin.
Po absolvování předmětu studující: Předpoví a vysvětlí fyzikální a chemické vlastnosti prvků a jejich sloučenin na základě postavení prvku v periodické tabulce a jeho elektronové konfigurace. Aplikuje pravidla anorganického názvosloví, nakreslí strukturní elektronové vzorce a určí prostorovou geometrii molekul s využitím teorie VSEPR. Modeluje a vizualizuje 3D krystalové struktury anorganických látek s využitím specializovaného softwaru (např. VESTA) a interpretuje prostorové uspořádání atomů. Vypočítá chemické příklady zaměřené na stechiometrii (empirické vzorce, hydráty), srážecí rovnováhy (součin rozpustnosti) a krystalizační výtěžky. Analyzuje a vyčíslí složité oxidačně-redukční rovnice a vysvětlí vliv pH na průběh redoxních reakcí. Diskutuje význam vybraných prvků a sloučenin pro moderní technologie (např. polovodiče, baterie, slitiny), udržitelnost (zelený vodík) a rozpozná problematiku kritických surovin (lanthanoidy). Profilace - Učitelství chemie (vazba na KRAAU): Didakticky transformuje abstraktní poznatky o struktuře atomů, krystalových mřížkách a trendech v periodické tabulce pomocí digitálních 3D modelů (VESTA) a analogií tak, aby rozvíjel prostorovou představivost žáků SŠ/ZŠ (KRAAU 1.2). Argumentuje v rolích při diskuzi o environmentálních a společenských dopadech těžby a využívání anorganických surovin (např. hnojiva, těžké kovy, jaderná energetika) a ukazuje žákům provázanost chemie s každodenním životem (KRAAU 1.1). Spolupracuje aprezentuje v týmu při tvorbě a obhajobě seminární práce, přičemž přijímá a poskytuje formativní zpětnou vazbu k prezentačním a odborným dovednostem svých kolegů (KRAAU 4.2 a 5.1).
|
|
Předpoklady
|
znalost středoškolské chemie
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Kombinovaná zkouška, Ústní prezentace samostatné práce studenta, Test
2 průběžné písemky z probrané látky cvičení a přednášek (více než 50% úspěšnost), 1 skupinová seminární práce na téma speciálních anorganických reakcí, 1 individuální seminární práce na téma vizualizace krystalové struktury. 5. - 6. týden - 1. písemná zkouška 13. týden - 2. písemná zkouška 14. týden - prezentace skupinové práce
|
|
Doporučená literatura
|
-
FLEMR, Vratislav a Eva HOLEČKOVÁ. Úlohy z názvosloví a chemických výpočtů v anorganické chemii. 4. - přeprac. a opr. vyd. Praha: VŠCHT, 2001. ISBN 80-7080-435-1.
-
HANDLÍŘ, Karel, Milan NÁDVORNÍK a Miroslav VLČEK. Výpočty a cvičení z obecné a anorganické chemie II. Vyd. 2. Pardubice: Univerzita Pardubice, 2011. ISBN 978-80-7395-376-8.
-
HANDLÍŘ, Karel, Milan NÁDVORNÍK a Miroslav VLČEK. Výpočty a cvičení z obecné a anorganické chemie I. Vyd. 4. Pardubice: Univerzita Pardubice, 2009. ISBN 978-80-7395-206-8.
-
Housecroft C. E., Sharpe A. G. Anorganická chemie. Praha: VŠCHT, 2014.
-
Klikorka J., Hájek B., Votínský J. Obecná a anorganická chemie. Praha: SNTL, 1985.
-
Šrámek Václav. Obecná a anorganická chemie. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2000. ISBN 978-80-7182-099-7.
-
ZÁRUBA, Kamil. Analytická chemie. Praha: VŠCHT, 2016. ISBN 978-80-7080-950-1.
|