Šifra: 45516
ECTS: 4.0
Nositelji: izv. prof. dr. sc. Mirta Rubčić - Predavanja
doc. dr. sc. Jana Pisk - Predavanja
Izvođači: Mirta Rubčić - Predavanja

Jana Pisk - Auditorne vježbe
Prijava ispita: Studomat
Opterećenje:

1. komponenta

Vrsta nastaveUkupno
Predavanja 30
Auditorne vježbe 15
* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)
Opis predmeta:
CILJ KOLEGIJA:
Glavni cilj kolegija jest upoznati studente s temeljnim kemijskim načelima. U tu svrhu je u sklopu kolegija potrebno:
-definirati čiste tvari i smjese te usporediti njihova svojstva;
-definirati i usporediti fizikalne i kemijske promjene;
-opisati građu atoma;
-usporediti i analizirati reaktivnost različitih elemenata;
-opisati i analizirati prirodu kemijske veze i molekulsku građu tvari;
-opisati svojstva pojedinog agregacijskog stanja te opisati i analizirati promjene koje se zbivaju pri faznim prijelazima;
-opisati vrste kristalnih krutina i usporediti njihova svojstva;
-definirati i usporediti vrste međumolekulskih interakcija;
-definirati sastav čistih tvari i smjesa;
-klasificirati kemijske reakcije te analizirati promjene koje se tijekom njih zbivaju.

NASTAVNI SADRŽAJ:
Tvari - smjese (homogene smjese, heterogene smjese), čiste tvari (elementarne tvari, spojevi). Fizikalne promjene, razdvajanje sastojaka smjese. Kemijske promjene. Spoznaja o atomskoj građi tvari (Zakon o očuvanju mase, Zakon stalnih težinskih omjera, Zakon višekratnih težinskih omjera, Daltonova atomistička teorija). Otkriće elektrona, otkriće atomske jezgre.
Atomska teorija danas - uvod u strukturu atoma. Simboli atoma, atomski broj, maseni broj (nuklidi, kemijski element, izotopi, izobari). Iskazivanje mase atoma (relativna atomska masa, relativna atomska masa elementa). Množina, brojnost. Periodni sustav elemenata - povijesni pregled. Građa periodnog sustava - periode, skupine (metali, polumetali, nemetali).
Elektronska konfiguracija - Bohrov model atoma, kvantnomehanički model atoma. Energijska stanja atoma i atomske orbitale (kvantni brojevi i njihova veza s periodnim sustavom). Princip izgradnje elektronskog omotača. Radijus atoma, energija ionizacije, elektronski afnitet.
Kemijska veza - ionska veza (Hessov zakon, entalpija kristalne rešetke), kovalentna veza (pojam elektronegativnosti), svojstva ionskih i kovalentnih spojeva. Lewisove strukturne formule (oksidacijski broj, formalni naboj), oblik molekule (VSEPR teorija). Metalna veza.
Formule i nomenklatura kovalentnih i ionskih spojeva, poliatomni ioni. Molarne veličine (molarna masa, relativna molekulska masa, molarni volumen). Sastav tvari (omjeri, udjeli). Određivanje formule nepoznatog spoja.
Agregacijska stanja (čvrsto, tekuće, plinovito stanje) i fazne promjene. Promjene pri faznim prijelazima (entalpija faznih prijelaza), ravnoteža pri faznom prijelazu. Fazni dijagram (utjecaj tlaka i temperature na agregacijsko stanje).
Međumolekulske interakcije (ion-dipol, dipol-dipol, vodikova veza, polarizabilnost i pojam induciranog dipola, disperzijske sile). Svojstva tekuće faze (površinska napetost, viskoznost, kapilarnost).
Čvrsto stanje - amorfne i kristalne krutine. Vrste i svojstva kristalnih krutina (atomske, molekulske, ionske, metalne, kovalentne krutine). Kristalni sustavi. Kubična slagalina, heksagonska slagalina, struktura dijamanta. Struktura odabranih ionskih krutina (NaCl, CsCl).
Otopine - vrste otopina. Tekuće otopine - procesi koji se zbivaju pri otapanju krutina u tekućini (entalpija otapanja, otapanje kao ravnotežni proces), utjecaj temperature na topljivost krutina u vodi. Otapanje plinova u vodi (utjecaj tlaka i temperature). Izražavanje sastava otopina (koncentracija, molalnost).
Koligativna svojstva otopina (tlak pare otapala, vrelište, talište i osmotski tlak otopina)
Vrste kemijskih reakcija. Reverzibilne reakcije. Stehiometrija kemijskih reakcija, pojam suviška i limitirajućeg reagensa.Taložne reakcije.
Kiseline i baze. Reakcije neutralizacije.
Reakcije oksidacije i redukcije. Izjednačavanje redoks reakcija (ion-elektron metoda, metoda oksidacijskog broja). Elektrokemijske reakcije (standardni elektrodni potencijal). Galvanski članak, elektrolitska ćelija (Faradayevi zakoni elektrolize).
PLAN I PROGRAM KOLEGIJA:
Predavanja:
1.Tvari: smjese i čiste tvari. Fizikalne promjene, razdvajanje sastojaka smjese. Kemijske promjene. Spoznaja o atomskoj građi tvari (Zakoni kemijskog spajanja, Daltonova atomistička teorija). Periodni sustav elemenata. Uvod u strukturu atoma. Simboli kemijskih elemenata, atomski broj, maseni broj. Iskazivanje mase atoma. Formula spoja. Iskazivanje sastava smjese i sastava čiste tvari. (3 sata)
2.Građa atoma - Bohrov model atoma, osvrt na kvantnomehanički model atoma. Energijska stanja atoma i atomske orbitale. Princip izgradnje elektronskog omotača. Elektronska konfiguracija. Radijus atoma, energija ionizacije, elektronski afinitet. (3 sata)
3.Kemijska veza: ionska veza, kovalentna veza. Svojstva ionskih i kovalentnih spojeva. Lewisove strukturne formule. Prostorna građa molekula (VSEPR model). Metalna veza. (3 sata)
4.Agregacijska stanja tvari i fazni prijelazi. Fazni dijagram. (2 sata)
5.Međumolekulske sile (ion-dipol, dipol-dipol, vodikova veza, polarizabilnost i pojam induciranog dipola, disperzijske sile). Svojstva tekuće faze. (2 sata)
6.Čvrsto stanje: amorfne i kristalne krutine. Vrste i svojstva kristalnih krutina. Kristalni sustavi. Kubična i heksagonska slagalina. Strukture odabranih krutina. (2 sata)
7.Otopine. Topljivost različitih tvari u različitim otapalima. Krivulje topljivosti ionskih spojeva u vodi. (2 sata)
8.Koligativna svojstva otopina (tlak pare otapala, vrelište, talište i osmotski tlak otopina). (1 sat)
9.Stehiometrija kemijskih reakcija. Doseg reakcije. Pojam suviška i limitirajućeg reaktanta. Reverzibilne reakcije. Konstanta ravnoteže. Taložne reakcije. Produkt topljivosti. (3 sata)
10.Kiseline i baze (Arrheniusova, Bronsted-Lowryeva i Lewisova definicija). Reakcije neutralizacije. (2 sata)
11.Reakcije oksidacije i redukcije. (2 sata)
12.Elektrokemija. Pojam elektrodnog potencijala. Galvanski članak. Elektroliza. Faradayevi zakoni elektrolize. (2 sata)

Vježbe:
1.Iskazivanje mase atoma. Formula spoja (empirijska formula, molekulska formula). Iskazivanje mase formulske jedinke. Brojnost, množina. Iskazivanje sastava čistih tvari i smjesa (omjeri, udjeli, koncentracija, molalnost). (3 sata)
2.Lewisove strukturne formule (oksidacijski broj i formalni naboj). Prostorna građa molekule (VSEPR model). (1 sat)
3.Kristalni sustavi. Kubična i heksagonska slagalina. Strukture odabranih krutina. (1 sat)
4.Otopine. Priprava otopine zadanog sastava. (2 sata)
5.Koligativna svojstva otopina. (1 sat)
6.Stehiometrija kemijskih reakcija. Doseg reakcije. Reaktant u suvišku i limitirajući reaktant. Konstanta ravnoteže. (2 sata)
7.Kiseline i baze, pH vrijednost otopine. Reakcije neutralizacije. (2 sata)
8.Pristupi izjednačavanju jednadžbi reakcija oksidacije i redukcije (ion-elektron metoda, metoda oksidacijskog broja). (1 sat)
9.Elektroliza (Faradayevi zakoni elektrolize). (1 sat)

Ostatak nastavnih sati se koristi za kontinuirano praćenje nastave (kolokviji).

METODE POUČAVANJA:
Predavanja, seminari, samostalni zadaci.

NAČIN PRAĆENJA I PROVJERE:
Redovito praćenje nastave, kolokviji, domaće zadaće.

UVJETI ZA POTPIS:
Studenti su dužni redovito pohađati predavanja i seminare, aktivno sudjelovati u rješavanju problema na vježbama te redovito predavati domaće zadaće. Na temelju predanih domaćih zadaća te pristupanjem dvama kolokvijima student ostvaruje uvjete za dobivanje potpisa.

NAČIN POLAGANJA ISPITA:
Završni ispit sastoji se od pisanog i usmenog dijela. Ukupna ocjena se formira kao prosječna vrijednost ocjena dobivenih na svakom od njih. Pisani dio ispita ocjenjuje se na sljedeći način: 0-50% bodova - nedovoljno za prolaz ispita, 51-64% bodova - ocjena dovoljan, 65-77% bodova - ocjena dobar, 78-89% bodova - ocjena vrlo dobar, 90-100% bodova izvrstan. Prolaznu ocjenu iz pisanog ispita moguće je ostvariti i uspješnim rješavanjem dva kolokvija, pri čemu je potrebno na svakom od njih zadovoljiti gore obrazloženi bodovni prag.
Literatura:
  1. COMPULSORY LITERATURE:
    S. Silberberg, Chemistry, 2. ed., McGraw-Hill, NewYork, 2000.
    M. Sikirica, Stehiometrija, Školska knjiga, Zagreb, 1987.
    P. W. Atkins and M. J. Clugston, Načela fizikalne kemije, Školska knjiga, Zagreb, 1989.
    T. Cvitaš, I. Planinić and N. Kallay, Rješavanje računskih zadataka u kemiji, I.dio, HKD, Zagreb, 2008.
    T. Cvitaš, I. Planinić and N. Kallay, Rješavanje računskih zadataka u kemiji, II.dio, HKD, Zagreb, 2008.
  2. M. Sikirica, Stehiometrija, Školska knjiga, Zagreb, 1987.
  3. P. W. Atkins i M. J. Clugston, Načela fizikalne kemije, Školska knjiga, Zagreb, 1989.
  4. T. Cvitaš, I. Planinić i N. Kallay, Rješavanje računskih zadataka u kemiji, I.dio, HKD, Zagreb, 2008.
  5. T. Cvitaš, I. Planinić i N. Kallay, Rješavanje računskih zadataka u kemiji, II.dio, HKD, Zagreb, 2008.
1. semestar
Izborni predmeti - Redovni smjer - Meteorologija i fizička oceanografija
Izborni predmeti - Redovni smjer - Seizmologija i fizika čvrste Zemlje
Termini konzultacija: