Zakład Chemii Nieorganicznej - chemia.uj.edu.pllojewska/Wyklady/wyklady/1.pdf · Jones, P. Atkins, „Chemia Ogólna. Cząasteczki, materia, reakcje”, Wydawnictwo naukowe PWN,

ChemiaChemia

dr hab. Joanna ŁojewskaZakład Chemii Nieorganicznej

1669 r Odkrycie fosforu przez Henninga Branda

Wykłady Chemia Ogólna i Wykłady Chemia Ogólna i NieorganicznaNieorganicznaOrganizacja kursu

WYKŁAD

Egzamin

Cwiczenia

Seminarium

1 2 3

Zal. (ECTS 1)

ZAJĘCIA UZUPEŁNIAJĄCE Zal.

Zal. (ECTS 9)

Wykłady z podstaw chemiiWykłady z podstaw chemiiMateriały1. L. Jones, P. Atkins, „Chemia Ogólna.

Cząasteczki, materia, reakcje”, Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2004

2. A.Bielański "Chemia ogólna i nieorganiczna" PWN

http://www.chemia.uj.edu.pl/~lojewska/ochrona1.htm

http://www.chemia.uj.edu.pl/zuochr/index.html

Kurs podstawowy - wykład

Zajęcia uzupełniające

http://www.chemia.uj.edu.pl/~lojewski/seminarium.htmKurs podstawowy - seminarium

Chemia nieorganiczna - zw. kompleksowe

Chemia nieorganiczna - metale i niemetale

Chemia nieorganiczna - oddziaływania cząsteczek

Cząsteczki – wiązania

Cząsteczki wieloatomowe

Cząsteczki - orbitale cząsteczkowe

Atomy - konfiguracja elektronowa

Atom wodoru

Atomy - podstawy teorii kwantów

Kinetyka

Elektrochemia - źródła energii

Równowaga - obliczenia

Równowaga - roztwory elektrolitów

Równowaga - podstawy

Termodynamika – przemiany fazowe

Termodynamika – samorzutność reakcji

Termodynamika - ciepło reakcji

Termodynamika- równania stanu gazu

Stechiometria - roztwory

Stechiometria - podstawy

Stechiometria - pomiary w chemii

Chemia jako nauka

Wykłady z Wykłady z podstaw podstaw chemiichemii

Plan wykładów

Języ

k ch

emii

Kla

sycz

ny

op

is m

ater

ii i

zjaw

isk

Kw

anto

wy

opis

mat

erii

i zj

awis

kCh

emia

m

ater

iałó

w

ChemiaChemia

NaukaNauka

• o materii• doświadczalna• stosowana

metoda naukowa

1.1. Metoda naukowaMetoda naukowa2.2. Klasyfikacja materiiKlasyfikacja materii3.3. AtomyAtomy

Metoda naukowaMetoda naukowa

„„Uczony powinien porządkować. Naukę Uczony powinien porządkować. Naukę buduje się z faktów, tak jak dom z buduje się z faktów, tak jak dom z cegieł; lecz nagromadzenie faktów cegieł; lecz nagromadzenie faktów jeszcze nie jest nauką, podobnie jak jeszcze nie jest nauką, podobnie jak sterta kamieni nie jest domem…”sterta kamieni nie jest domem…”

PoincarPoincaréé 1900 r I Mi1900 r I Mięędzynarodowy dzynarodowy kongres fizykkongres fizykóóww


prawoprawoteoria/modelteoria/model

doświadczeniedoświadczenie

hipotezahipoteza

obserwacjaobserwacja


wnioski i przewidywaniawnioski i przewidywania


1.1.ObserwacjeObserwacje––doświadczeniadoświadczenia wstępnewstępne-- jakościowejakościowe-- ilościoweilościowe

2.2.HipotezyHipotezy-- możliwe wyjaśnienia obserwacjimożliwe wyjaśnienia obserwacji

3.3.Doświadczenia sprawdzająceDoświadczenia sprawdzające-- zbieranie nowych informacji w celuzbieranie nowych informacji w celu

sprawdzenia hipotezysprawdzenia hipotezy




hipotezahipoteza




Metoda naukowaMetoda naukowaTeoria i model (dlaczego się dzieje?)Teoria i model (dlaczego się dzieje?)

wyjaśnienie praw lub obserwacji, uporządkowany wyjaśnienie praw lub obserwacji, uporządkowany układ postulatów w sposób całościowy układ postulatów w sposób całościowy wyjaśniającychwyjaśniającychobserwacjeobserwacje

Prawo naturalne (co się dzieje?)Prawo naturalne (co się dzieje?)prawidłowość występująca w naturze prawidłowość występująca w naturze –– ta sama ta sama obserwacja stosująca się do różnych układów, obserwacja stosująca się do różnych układów, podsumowaniepodsumowanie obserwacjiobserwacji




hipotezahipoteza





Klasyfikacja materiiKlasyfikacja materiiStany skupienia:Stany skupienia:

Stały (solid): Stały (solid): rigidrigid -- fixedfixedvolumevolume andand shapeshape

Ciecz (Ciecz (liquidliquid): ): definitedefinitevolumevolume but but assumesassumes thetheshapeshape ofof itsits containercontainer

Gazowy (Gazowy (gaseousgaseous): ): no no fixedfixed volumevolume oror shapeshape --assumesassumes thethe shapeshape ofof itsitscontainercontainer

Klasyfikacja materiiKlasyfikacja materii

homogenicznehomogeniczne

związkizwiązkipierwiastkipierwiastki

heterogeniczneheterogeniczne

atomyatomy

elektronyelektrony

protonyprotony neutronyneutrony

kwarkikwarki kwarkikwarki

substancje czystesubstancje czyste

mieszaninymieszaniny

jądrajądra

materiamateria

metody fizycznemetody fizyczne

metody fizycznemetody fizycznemetody fizycznemetody fizyczne

metody chemicznemetody chemiczne


Metody rozdziału mieszanin:Metody rozdziału mieszanin:

FiltracjaFiltracjaDestylacjaDestylacja

ChromatografiaChromatografia


Pierwiastki:Pierwiastki: substancje, których nie substancje, których nie można rozłożyć w przemianie można rozłożyć w przemianie chemicznejchemicznej

Związki:Związki: substancje o stałym substancje o stałym składzie, które można rozdzielić na składzie, które można rozdzielić na pierwiastki w przemianie chemicznej.pierwiastki w przemianie chemicznej.

Klasyfikacja materiiKlasyfikacja materiiAntoine Lavoisier ok. 1780 r

John Dalton 1808 r

Prawo zachowania masy

Teoria atomowa


Atomy Atomy -- dowody dowody eksperymentalneeksperymentalne

Promieniotwórczość naturalnaPromieniowanie α, β i γPierwiastki promieniotwórcze

Promieniotwórczość naturalnaPromieniotwórczość naturalnaPromieniowanie Promieniowanie α, βα, β i i γγPierwiastki promieniotwórczePierwiastki promieniotwórcze

Doświadczenia Marii Skłodowskiej Doświadczenia Marii Skłodowskiej (1903, 1911 r. nagrody Nobla)(1903, 1911 r. nagrody Nobla)

Piotra CuriePiotra CurieHenriHenri BecquerelaBecquerela

Atomy Atomy -- dowody dowody eksperymentalneeksperymentalneDoświadczenie Thomsona (1898Doświadczenie Thomsona (1898--1903)1903)

Metalelectrode

Metalelectrode

(-)

(+)

(+)

(-)

Appliedelectric fieldpole elektr.

metalowaelektroda

metalowaelektrodabańka szklana - próżnia

Wnioski:-atomy zawierają ujemnie naładowane cząstki-naładowane cząstki mają zawsze stały stosunek ładunku do masy

Wnioski:-atomy zawierają ujemnie naładowane cząstki-naładowane cząstki mają zawsze stały stosunek ładunku do masy

Atom Atom –– modelmodel

Model atomu wg ThomsonaModel atomu wg Thomsona

+

--

-

--

-

+?

Doświadczenie Doświadczenie RuthefordaRutheforda 1911 r 1911 r Geigera Geigera MarsdenaMarsdena


α

folia Au ekran

Doświadczenie Doświadczenie RuthefordaRutheforda 1911 r.1911 r.


Wnioski:- materia nie jest ciągła- wewnątrz atomów jądra o masie większej niż elektrony

Wnioski:- materia nie jest ciągła- wewnątrz atomów jądra o masie większej niż elektrony


Model atomu wg Model atomu wg RuthefordaRutheforda

+--

- -

-

--

-


Model atomu wg Bohra 1913 r.Model atomu wg Bohra 1913 r.

+-

--

--

-

-

-

-

-

Atom Atom –– model współczesnymodel współczesny

Teoria kwantówTeoria kwantów–– Zasada nieoznaczoności Zasada nieoznaczoności HeisenbergaHeisenberga–– Dualizm korpuskularno falowyDualizm korpuskularno falowy–– Równanie Równanie SchroedingeraSchroedingera–– Funkcje faloweFunkcje falowe

protonyprotonyneutronyneutronyelektronyelektrony

1 a.j.m.= 1/12 m 12C

Masa atomowaMasa atomowa

definicja

Atom Atom -- pomiar masy pomiar masy atomowejatomowej

Spektrometr masowy

Pomiar masy Pomiar masy atomowej/cząsteczkowejatomowej/cząsteczkowej

intensywność sygnału

m/z

IzotopyIzotopy

Jak interpretować wyniki?

- 3 izotopy neonu- intensywność proporcjonalna do ilości- położenie proporcjonalne do masy

Jak interpretować wyniki?

- 3 izotopy neonu- intensywność proporcjonalna do ilości- położenie proporcjonalne do masy

20 21 22masa

sygn

. det

ekto

ra

detektor

Wyniki pomiarów masy neonu


332211Nr izotopuNr izotopu

8.88.80.30.390.990.9rozpowszechnienie, %rozpowszechnienie, %222221212020masa atomowa, a.j.mmasa atomowa, a.j.m



a.j.m. 100

332211 M%

MpMpMp=

⋅+⋅+⋅

Średnia ważona

a.j.m. 20.2100

228.8210.32090.9=

⋅+⋅+⋅


carboncarbon = 98.89% = 98.89% 1212CC1.11% 1.11% 1313CC

<0.01% <0.01% 1414CCatomicatomic mass = 12.01 mass = 12.01 amuamu


przykład

PierwiastkiPierwiastki

02_29

1H

3L i

11N a

19K

37R b

55C s

87F r

4B e

12M g

20C a

38S r

56B a

88R a

21S c

39Y

57La *

89A c †

22T i

40Z r

72H f

10 4U nq

23V

41N b

73T a

10 5U np

24C r

42M o

74W

10 6U nh

25M n

43T c

75R e

10 7U ns

26F e

44R u

76O s

10 8U no

27C o

45R h

77Ir

10 9U ne

11 0U un

11 1U uu

28N i

46P d

78P t

29C u

47A g

79A u

30Z n

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

48C d

80H g

31G a

49In

81T l

5B

13A l

32G e

50S n

82P b

6C

14S i

33A s

51S b

83B i

7N

15P

34S e

52T e

84P o

8O

16S

9F

17C l

35B r

53I

85A t

10N e

18A r

36K r

54X e

86R n

2H e

58C e

90T h

59P r

91P a

60N d

92U

61P m

93N p

62S m

94P u

63E u

95A m

64G d

96C m

65T b

97B k

66D y

98C f

67H o

99E s

68E r

10 0F m

69T m

10 1M d

70Y b

10 2N o

71Lu

10 3L r

1A

2A

T ra ns ition m e ta ls

3A 4A 5A 6A 7A

8A1

2 13 14 15 16 17

18

Alk

ali m

etal

s

A lka lineea rth m e ta ls H a log ens

N ob lega ses

*Lan than id es

† A c tin ides

Zakład Chemii Nieorganicznej - chemia.uj.edu.pllojewska/Wyklady/wyklady/1.pdf · Jones, P. Atkins, „Chemia Ogólna. Cząasteczki, materia, reakcje”, Wydawnictwo naukowe PWN,

Documents