Náplní předmětu jsou základní okruhy z obecné chemie - stavba atomu, periodicita vlastností, teorie chemické vazby, stereochemie molekul a základy chemické rovnováhy. Tyto principy jsou aplikovány při popisu reaktivity a vlastností základních skupin anorganických látek. Systematická část je podána na rozdíl od klasického pojetí (chemie prvků) jako chemie anorganických fází. Základními probíranými kategoriemi jsou molekulární plynné a kapalné látky, ionty ve vodných roztocích a jejich soli, koordinační sloučeniny, kovy, pevné oxidy a další anorganické polymery (karbidy, nitridy atp.).

The contents of the subject covers basic topics of general chemistry – atom structure, periodicity in properties, chemical bond theory, stereochemistry of molecules and basic chemical equilibrium. These principles are used for description of reactivity and properties of essential groups of inorganic substances. Systematic part is explained not as chemistry of elements but as chemistry of inorganic phases. Basic discussed categories are molecular gaseous and liquid substances, ions in aqueous solution and their salts, metals, solid oxides and other inorganic polymers (carbides, nitrides etc.).

Splnění písemné i ústní zkoušky.

The written and oral exams must be passed.

Doporučená:

• Housecroft, Catherine E., Sharpe, A. G.. Anorganická chemie. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 2014, xxx, 1119 s. s. ISBN 978-80-7080-872-6.
• Jursík, František. Anorganická chemie nekovů. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 2001, v, 228 s. s. ISBN 80-7080-417-3.
• Jursík, František. Anorganická chemie kovů. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2002, 152 s. s. ISBN 80-7080-504-8.
• Elektronická skripta Obecná a anorganická chemie (e-learning), 2022-2024 [online]. Dostupné z: https://e-learning.vscht.cz/mod/page/view.php?id=94959
• Flemr, Vratislav, Holečková, Eva. Úlohy z názvosloví a chemických výpočtů v anorganické chemii. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 2001, 224 s. ; s. ISBN 80-7080-435-1.
• Sedmidubský, David. Základy chemie pro bakaláře. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2011, 125 s. s. ISBN 978-80-7080-790-3.

Recommended:

• Housecroft, Catherine E., Sharpe, A. G.. Anorganická chemie. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 2014, xxx, 1119 s. s. ISBN 978-80-7080-872-6.
• Jursík, František. Anorganická chemie nekovů. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 2001, v, 228 s. s. ISBN 80-7080-417-3.
• Jursík, František. Anorganická chemie kovů. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2002, 152 s. s. ISBN 80-7080-504-8.
• Elektronická skripta Obecná a anorganická chemie (e-learning), 2022-2024 [online]. Dostupné z: https://e-learning.vscht.cz/mod/page/view.php?id=94959
• Flemr, Vratislav, Holečková, Eva. Úlohy z názvosloví a chemických výpočtů v anorganické chemii. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 2001, 224 s. ; s. ISBN 80-7080-435-1.
• Sedmidubský, David. Základy chemie pro bakaláře. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2011, 125 s. s. ISBN 978-80-7080-790-3.

• přednášky a cvičení

• elektronické studijní opory, samostudium z učebnic a skript

• průběžná kontrola studia v semestru, závěrečná zkouška

lectures and seminars

supporting electronic study tools, self-study of books and textbooks

scheduled study check during the semester, final examination

ZÁPOČET1

Během semestru se píší tři průběžné kvalifikační testy (KT1, KT2, KT3) z obecné a systematické anorganické chemie. Tyto testy jsou povinné a nelze je opakovat. Ze všech tří testů lze dohromady dosáhnout 200 bodů. Podmínkou pro udělení zápočtu je splnění podmínky (KT1 + KT2 + KT3) ≥ 80 (tj. získat alespoň 40 % možných bodů). Kontrolní testy se píší ve 4., 8. a 13. týdnu semestru.

Souhrnný test se v OACH I nepíše.

ZKOUŠKA

Před ústní částí zkoušky se píše zkouškový test (ZT), který má dvě části. Časový limit na část A je 60 minut, časový limit na část B je 45 minut.

část A: základy obecné a anorganické chemie (50 bodů);

tuto část studenti vyplňují na PC v počítačové učebně; informaci s místem a časem testu dostanou studenti jeden pracovní den před zkouškou; test je vyhodnocován elektronicky a výsledek je vidět ihned po ukončení testu

část B: vyšší úroveň obecné a anorganické chemie (50 bodů);

na tuto část studenti dostanou pozvánku e-mailem pouze v případě, že splnili bodový limit z části A; tato část se píše ve stejný den jako část A;

část B je papírový test s volně tvořenými odpověďmi (forma jako u kontrolních testů); výsledek části B se dozvíte u svého zkoušejícího v čase zkoušky

Je-li výsledek písemné zkoušky v části A alespoň 33 bodů a celkový výsledek v části A a části B alespoň 50 bodů, může student skládat ústní zkoušku. V případě neúspěšného složení zkoušky má student nárok na dva opravné termíny (celkem 3 pokusy). Na zkoušku se studenti přihlašují k tomu zkoušejícímu, ke kterému jsou zapsáni na přednášku dle rozvrhu.

Studentům, kteří si v letním semestru znovu zapíší předmět "Obecná a anorganická chemie I." a mají zápočet z tohoto předmětu, se tento zápočet uznává.

ASSESSMENT

During the semester, three preliminary tests (T1, T2 and T3) from general and systematic inorganic chemistry are written. These tests are obligatory and cannot be repeated. The student can obtain up to 200 marks in total. To receive the assessment, the requirement of (T1 + T2 + T3) ≥ 80 must be met (i.e. at least 40% of the marks possible must be obtained). The tests take place in the 4th, 8th and 13 th week of the semester.

The collective test is not organized in General and Inorganic Chemistry I.

EXAMINATION

Before the oral examination, written examination test (ZT) is taken which has two parts. The time limit of the parts A and B is 60 and 45 minutes, respectively.

Part A: basic general and inorganic chemistry (50 marks);

this part is done on a PC at UCT; the students are e-mailed about the place and time of the written test one working day before; the result of the test is available immediately after the test end

Part B: advanced general and inorganic chemistry (50 marks);

the students obtain the invitation by e-mail only if they have at least 33 marks from the part A; the part B is written in the same day as the part A; this part is in the same manner and is evaluated in the same way as the preliminary tests

The oral part of the examination only takes place if the student obtained at least 33 marks in the part A and at least 50 marks in total (A+B). If the student fails the examination, he/she is entitled to repeat it twice (i.e. each student is entitled one regular examination and two resits). The students register for the examination with the examiner that is assigned to their study group.

Students, that enrol in General and Inorganic Chemistry I course in the summer semester, and had been assessed in this course in the preceding (winter) semester are considered assessed.

1. Názvosloví anorganických sloučenin, vyčíslování chemických rovnic. Struktura látek – základní pojmy, druhy čistých látek a směsí.

2. Struktura atomu – elementární částice, izotopy, historický vývoj představy o struktuře atomu. Elektronový obal – Bohrův planetární model, kvantově-mechanický model (základní postuláty, průběh radiální distribuční funkce, rozvoj kvantových čísel, tvary a vnitřní struktura AO).

3. Periodický systém – orbitální energie víceelektronového systému, stínění a penetrace AO, efektivní náboj jádra, výstavbový princip, elektronové konfigurace atomů a iontů, max/min oxidační čísla, vliv efektivního náboje jádra na elektronegativitu, poloměr, ionizační energii, elektronovou afinitu.

4. Chemická vazba – základní popis kovalentní, iontové a kovové vazby, druhy intermolekulárních interakcí (vodíkové můstky, ion-dipól, van der Waals).

5. Chemické reakce – klasifikace chemických reakcí, obecné prediktory pro redukční nebo oxidační účinky, pojem stand. redukčního potenciálu; pojmy entalpie, entropie, Gibbsova energie, slučovací, spalná a reakční entalpie; Hessův zákon, rovnovážná konstanta, acidobazické a srážecí rovnováhy, Le Chatelierův princip, aktivační energie reakcí, základní princip katalýzy.

6. Elementární nekovy a polokovy – struktura elementárních forem, stabilita ox. stavů, redoxní chování, laboratorní příprava, výskyt a základní výroby.

7-8. Víceatomové molekuly nekovů – kovalentní vazba - teorie valenční vazby (elektronové vzorce, hybridizace, resonance, metoda VSEPR, dipólový moment, délka a energie vazby); teorie molekulových orbitalů (překryv AO, diagram MO dvouatomových molekul, s-p interakce, řád vazby, magnetismus); prvky symetrie molekul; klasifikace molekul dle Lewisovy teorie a vliv na jejich reaktivitu, mechanismy základních reakcí LK a LB (adice, substituce); trendy v t.t. a t.v. molekulových látek; kovalentní hydridy, halogenidy, oxid-halogenidy a oxidy: acidobazické chování a redoxní reaktivita molekul; laboratorní příprava.

9. Voda a acidobazické teorie – výjimečné fyzikální vlastnosti vody, iontový součin vody, pH/pOH, Bronstedova acidobazická teorie (síla kyselin a bází, pKa/pKb, konjugované páry).

10. Monoatomární ionty ve vodných roztocích a jejich soli – hydratace a hydrolýza monoatomárních iontů, nábojová hustota a polarizační účinky kationtů, pKa kationtů, pKb aniontů, diagramy dominantních forem iontů ve vodných roztocích; iontové halogenidy, oxidy a hydroxidy - acidobazická reaktivita, rozpustnost, vliv parametrů iontové vazby na t.t.

11. Oxokyseliny a oxoanionty ve vodných roztocích – síla oxokyselin, hydrolýza oxoaniontů, pKb oxoaniontů, diagramy dominantních forem iontů v roztocích; redoxní chování v roztocích, tepelné rozklady; laboratorní příprava kyselin a solí, výroba základních "tradičních" kyselin a solí.

12. Koordinační sloučeniny – princip donor-akceptorové vazby, základní typy vícevazných ligandů, chelátů, π donorů; základy teorie krystalového pole a štěpení v ligandovém poli (obojí pouze pro oktaedr); strukturní a stereoizomerie (pouze KČ = 4 a 6); základní vysvětlení barevnosti komplexů a jejich magnetických vlastností.

13. Kovy – kovová vazba, vliv parametrů kovové vazby na fyzikální vlastnosti, trendy v t.t., hustotě, poloměru kovů; základní typy krystalové struktury kovů; stand. redukční potenciál kovů - ušlechtilost kovů, její vliv na reaktivitu, formy výskytu v přírodě a následné způsoby výroby; pojmy slitina, koroze, pasivace.

14. Pevné oxidové i neoxidové materiály – základy pásové teorie vazby v pevných látkách; el. vodivost v pevných látkách, typy polovodičů; základy krystalové struktury; pevné oxidy d-kovů, p-kovů a polokovů, jejich acidobazické a redoxní chování; neoxidové binární sloučeniny kovů a nekovů, vliv typu vazby na jejich fyzikální vlastnosti a reaktivitu.

1. Nomenclature of inorganic compounds, balancing of chemical equations. Structure of substances – basic concepts, types of pure substances and mixtures.

2. Structure of the atom – elementary particles, isotopes, historical concepts of the atom structure. Electron shell – Bohr’s planetary model, quantum-mechanical model (basic postulates, course of the radial distribution function, development of quantum numbers, shapes and internal structure of AO).

3. Periodic table – orbital energy of a multi-electron system, shielding and penetration of AO, effective charge of the nucleus, aufbau principle, electron configurations of atoms and ions, max/min oxidation numbers, influence of nucleus effective charge on electronegativity, atomic radius, ionization energy, electron affinity.

4. Chemical bond – basic description of covalent, ionic and metallic bond, types of intermolecular interactions (hydrogen bonds, ion-dipole, van der Waals).

5. Chemical reactions – classification of chemical reactions, general predictors for reducing or oxidizing behaviour, the concept of standard reduction potential; concepts of enthalpy, entropy, Gibbs energy, formation, combustion and reaction enthalpy; Hess's law, equilibrium constant, acid-base and precipitation equilibria, Le Chatelier's principle, activation energy of reactions, basic principle of catalysis.

6. Elemental nonmetals and semimetals – structure of elementary forms, stability of ox. states, redox behaviour, laboratory preparation, occurrence and basic production.

7.-8. Polyatomic molecules of nonmetals – covalent bond – valence bond theory (electron formulas, hybridization, resonance, VSEPR method, dipole moment, length and energy of bond); theory of molecular orbitals (AO overlap, MO diagram of diatomic molecules, s-p interaction, bond order, magnetism); symmetry elements of molecules; classification of molecules according to the Lewis theory and its influence on their reactivity; mechanisms of basic reactions of LA and LB (addition, substitution); trends in m.p. and b.p. of molecular substances; covalent hydrides, halides, oxide-halides and oxides: acid-base behaviour and redox reactivity of molecules; laboratory preparation.

9. Water and acid-base theories – exceptional physical properties of water, self-ionization constant, pH/pOH, Bronsted acid-base theory (strength of acids and bases, pKa/pKb, conjugate pairs).

10. Monatomic ions in aqueous solutions and their salts – hydration and hydrolysis of monoatomic ions, charge density and polarization effects of cations, pKa of cations, pKb of anions, diagrams of dominant forms of ions in aqueous solutions; ionic halides, oxides and hydroxides – acid-base reactivity, solubility, influence of ionic bond parameters on the melting point.

11. Oxoacids and oxoanions in aqueous solutions – strength of oxoacids, hydrolysis of oxoanions, pKb of oxoanions, diagrams of dominant forms of ions in solutions; redox behaviour in solutions, thermal decomposition; laboratory preparation of acids and salts, production of basic "traditional" acids and salts.

12. Coordination compounds – principle of donor-acceptor bond, basic types of multidentate ligands, chelates, π donors; basics of crystal field theory and ligand field splitting (both only for octahedron); structural and stereoisomerism (only CN = 4 and 6); basic explanation of the color of complexes and their magnetic properties.

13. Metals – metallic bonding, influence of metallic bonding parameters on physical properties; trends in melting point, density, radius of metals; basic types of crystal structure of metals; standard reduction potential of metals - nobility of metals, its influence on reactivity, forms of occurrence in nature and subsequent methods of production; concepts of alloys, corrosion, passivation.

14. Solid oxide and non-oxide materials – basics of band bonding theory in solids; el. conductivity in solids, types of semiconductors; basics of crystal structure; solid oxides of d-metals, p-metals and semimetals, their acid-base and redox behaviour; non-oxide binary compounds of metals and non-metals, the influence of the type of bond on their physical properties and reactivity.

e-learningové stránky předmětu Obecná a anorganická chemie I: https://e-learning.vscht.cz

(dostupné po zapsání na předmět v systému)

• prezentace přednášek

• řešené příklady z obecné chemie

• elektronická skripta

• interaktivní výukové aplikace, videoreakce

portál Anorganická chemie: https://ach.vscht.cz/

(veřejně dostupné)

• interaktivní aplikace na tvorbu elektronového vzorce a určení tvaru molekul

• interaktivní aplikace na porovnání vazebných délek a úhlů

• aplikace na názvosloví, vyčíslování chemických rovnic a jejich sestavování

e-learningový kurz "Přidej - Obecná a anorganická chemie", který obsahuje řešené úlohy a příklady na procvičování z

• okruhy z obecné chemie

• reaktivita anorganických látek

e-learning webpage of the General and Inorganic Chemistry I course: https://e-learning.vscht.cz

(accessible after enrolling in the course)

• lecture presentations

• topics in general chemistry

• on-line study book

• interactive applications, videoreactions

Inorganic chemistry portal: https://ach.vscht.cz/

(open access)

• interactive application for drawing of Lewis structures and determining of the molecule shape

• interactive application for comparing bond lengths and angles

• application for nomenclature, chemical equations composing and balancing

e-learning webpage "Přidej - Obecná a anorganická chemie" containing solved problems and excercises from

• general chemistry

• reactivity of inorganic compounds

Studenti budou umět:

• určit elektronovou strukturu atomů a iontů, jejich umístění v periodickém systému, využívat periodické trendy při porovnání fyzikálních vlastností a vysvětlení chování chemických látek

• identifikovat anorganické látky z hlediska struktury a fázového stavu

• rozumět názvosloví anorganických sloučenin, vytvářet elektronové vzorce a navrhovat geometrii molekulárních látek a z ní plynoucí vlastnosti (dipólový moment)

• pracovat se základy teorie chemické vazby (porovnávat iontovost iontové vazby, porovnávat polaritu kovalentní vazby, porovnávat délku a energii kovalentní vazby, zakreslit diagram MO základních dvouatomových molekul, určit řád vazby a magnetismus z diagramu MO)

• základy chemické rovnováhy, sestavit rovnovážnou konstantu chemické reakce a posuzovat vliv podmínek na rovnováhu

• odhadnout reaktivitu anorganických látek: rozpoznat oxidační a redukční činidla, produkty tepelného rozkladu

• porovnat kyselost a bazicitu (podle Bronstedovy teorie), rozpoznat kyseliny a báze dle Lewisovy teorie, vysvětlit mechanismus jednoduché substituce a adice molekulárních látek

• vyčíslovat chemické reakce

• porovnat chování iontů ve vodném prostředí, porovnat pH roztoků solí

• odhadnout možnost laboratorní přípravy a výroby anorganických látek

Students will be able to:

• determine electron structure of atoms and ions and their position in the Periodic Table; use periodic trends in comparing physical properties and explaining the behaviour of chemical substances;

• identify inorganic substances according to their structure and phase state;

• understand the nomenclature of inorganic compounds; draw Lewis structures and propose the geometric arrangement of molecular compounds and properties related to it (dipole momentum);

• work with essentials of chemical bonding theory (comparing ionicity of a bond, polarity of a covalent bond, comparing length and energy of a covalent bond, draw the MO diagram for basic diatomic molecules, determine bond order and magnetism from the MO diagram);

• use the essentials of chemical equilibrium; write down the equilibrium constant of a chemical reaction and to assess the effect of conditions to the equilibrium;

• assess the reactivity of inorganic compounds; determine oxidizers and reducers; estimate the products of thermal treatment

• compare acidity and basicity according to Bronsted theory; determine acidity and basicity according to Lewis theory; explain mechanism of a simple substitution and addition of molecular compounds;

• balance chemical equations;

• compare behaviour of ions in aqueous solution; compare pH of aqueous solution of salts;

• estimate feasibility of preparation and production of inorganic substances.

• středoškolská chemie, fyzika, matematika

• předpokládané středoškolské znalosti názvosloví a vyčíslování chemických rovnic najdete na stránkách předmětu Obecná a anorganická chemie I v e-learningu

• na stránkách e-learningu lze také nalézt přípravný kurz pro středoškoláky procvičující předpokládané středoškolské znalosti chemie (kurz "Připrav se - Obecná a anorganická chemie" je veřejně dostupný)

• high-school chemistry, physics and mathematics

• required scope of high-school knowledge (nomenclature and balancing of chemical equations) can be found in e-learning page of General and Inorganic Chemistry I course

• e-learning page also contains a preparatory course for high school students with focus on the required knowledge of chemistry (course "Připrav se - Obecná a anorganická chemie"; open access, Czech only)