zakład chemii nieorganicznej - chemia.uj.edu.pllojewska/wyklady/wyklady/1.pdf · jones, p. atkins,...
TRANSCRIPT
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
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
Metoda naukowaMetoda naukowa
prawoprawoteoria/modelteoria/model
doświadczeniedoświadczenie
hipotezahipoteza
obserwacjaobserwacja
doświadczeniedoświadczenie
wnioski i przewidywaniawnioski i przewidywania
Metoda naukowaMetoda naukowa
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
Metoda naukowaMetoda naukowa
prawoprawoteoria/modelteoria/model
doświadczeniedoświadczenie
hipotezahipoteza
obserwacjaobserwacja
doświadczeniedoświadczenie
wnioski i przewidywaniawnioski i przewidywania
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
Metoda naukowaMetoda naukowa
prawoprawoteoria/modelteoria/model
doświadczeniedoświadczenie
hipotezahipoteza
obserwacjaobserwacja
doświadczeniedoświadczenie
wnioski i przewidywaniawnioski i przewidywania
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
Klasyfikacja materiiKlasyfikacja materii
Metody rozdziału mieszanin:Metody rozdziału mieszanin:
FiltracjaFiltracjaDestylacjaDestylacja
ChromatografiaChromatografia
Klasyfikacja materiiKlasyfikacja materii
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
Doświadczenie Doświadczenie RuthefordaRutheforda 1911 r 1911 r Geigera Geigera MarsdenaMarsdena
Atomy Atomy -- dowody dowody eksperymentalneeksperymentalne
α
folia Au ekran
Doświadczenie Doświadczenie RuthefordaRutheforda 1911 r.1911 r.
Atomy Atomy -- dowody dowody eksperymentalneeksperymentalne
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
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
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
Masa atomowaMasa atomowa
332211Nr izotopuNr izotopu
8.88.80.30.390.990.9rozpowszechnienie, %rozpowszechnienie, %222221212020masa atomowa, a.j.mmasa atomowa, a.j.m
Wyniki pomiarów masy neonu
Masa atomowaMasa atomowa
a.j.m. 100
332211 M%
MpMpMp=
⋅+⋅+⋅
Średnia ważona
a.j.m. 20.2100
228.8210.32090.9=
⋅+⋅+⋅
Wyniki pomiarów masy neonu
carboncarbon = 98.89% = 98.89% 1212CC1.11% 1.11% 1313CC
<0.01% <0.01% 1414CCatomicatomic mass = 12.01 mass = 12.01 amuamu
Masa atomowaMasa atomowa
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