Zagadnienia do egzaminu
1. Zagadnienia podstawowe
• Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne: mol, względna masa atomowa i cząsteczkowa, prawo stałości składu, stosunków wielokrotnych, prawo zachowania materii i energii,
• Budowa materii: stany skupienia materii i ich właściwości, podział materii, ewolucja poglądów na budowę materii.
2. Budowa atomu
· cząstki elementarne, liczby kwantowe, konfiguracja elektronowa, reguły zapełniania powłok i podpowłok (zasada rozbudowy, reguła Hunda, zakaz Pauliego),
· typy orbitali, orbital walencyjny i jego wpływ na właściwości pierwiastka (pierwiastki s-, p- i d-elektronowe)
· stabilność jądra atomu, przemiany jądrowe.
· synteza pierwiastków we Wszechświecie. Widmo emisyjne i spektroskopia emisyjna.
3. Pierwiastki – właściwości i występowanie w przyrodzie
· występowanie pierwiastków w przyrodzie (wszechświat jako całość, skorupa ziemska, wyjaśnienie zróżnicowanego występowania, pierwiastki główne i poboczne)
· Układ okresowy a właściwości pierwiastków, grupy główne i poboczne, zmiany własności chemicznych w okresach, elektroujemność właściwości chemiczne metali a niemetali, pierwiastki
· izotopy – rodzaje, trwałość, izotopy promieniotwórcze, zastosowania izotopów stałych i promieniotwórczych w geologii
· Alotropia pierwiastków
· Wybrane pierwiastki i ich znaczenie przyrodnicze
• Tlen – obieg w przyrodzie, znaczenie biologiczne i geochemiczne, zmiany zawartości tlenu w atmosferze w historii Ziemi, ozon jako odmiana alotropowa tlenu;
• Węgiel - obieg w przyrodzie, znaczenie biologiczne i geochemiczne, węglany i minerały węglanowe, gospodarcze znaczenie fosylnych form występowania węgla
• Krzem i jego właściwości, minerały krzemu
• litowce i ich właściwości
• żelazo, mangan – właściwości chemiczne i ich skutki przyrodnicze, występowanie z skorupie
3. Cząsteczka i związek chemiczny
· Wiązania chemiczne: rodzaje, występowanie i wpływ na cechy substancji chemicznych
• Klasyfikacja i nazewnictwo związków chemicznych – tlenki (kwasowe, zasadowe, obojętne i amfoteryczne), kwasy, zasady i sole
• Reakcje chemiczne – rodzaje reakcji i ich stechiometria; reakcje tlenków, kwasów, zasad i soli,
• Stopień utlenienia i reakcje redoks
4. Wybrane związki nieorganiczne – synteza, właściwości, zastosowanie
• Woda - obieg w przyrodzie, znaczenie biologiczne i geochemiczne
• Kwasy – porównanie cech słabych i mocnych kwasów na przykładzie kwasu węglowego i solnego
• Wodorotlenki - porównanie cech słabych i mocnych zasad na przykładzie NaOH i Al(OH)3
• Sole mocnych kwasów i mocnych zasad, słabych kwasów i mocnych zasad oraz mocnych kwasów i słabych zasad
• Związki kompleksowe: wiązanie koordynacyjne i jego cechy szczególne, budowa związków kompleksowych, typy ligandów, struktura elektronowa metali przejściowych a budowa kompleksów, izomeria związków kompleksowych, nazewnictwo, dysocjacja związków kompleksowych
5. Gazy
· Gazy i ich właściwości;
· Gaz doskonały a gaz rzeczywisty
· Główne prawa opisujące zachowanie gazów (prawa Boyle’a-Mariotte’a, Charlesa, Gay Lussaca, równanie stanu gazu doskonałego);
· Prawo Avogadro;
· Zjawiska w gazach – dyfuzja, rozkład energii kinetycznej cząsteczek gazu jako wytłumaczenie zjawisk zachodzących w gazach;
· Rozpuszczalność gazów w cieczach i prawo Henry’ego
· budowa atmosfery ziemskiej
6. Elementy termochemii
• Energia, ciepło i entalpia (układ i otoczenie, ciepło i praca, zasady termodynamiki)
• Przemiany fizyczne a zasady termodynamiki
• Entalpia przemiany chemicznej
• Efekty cieplne reakcji
• Termodynamika procesów odwracalnych i nieodwracalnych
7. Zjawiska zachodzące w cieczach
· Woda – jej właściwości i ich skutki przyrodnicze;
· Roztwory: rodzaje (roztwór właściwy, roztwór nasycony i przesycony), rola rozpuszczalnika w roztworze, woda jako rozpuszczalnik,
· Prawo działania mas,
· Koloidy – podział, budowa miceli, koloid a zawiesina,
· Dysocjacja elektrolityczna: teorie i reakcje kwasów i zasad, aktywność protonowa, stała dysocjacji;
· pH i aktywność roztworu, współczynnik aktywności, hydroliza
7. Kinetyka chemiczna
• Szybkość reakcji chemicznej
• Czynniki wpływające na szybkość reakcji chemicznej: temperatura i stężenie
• Przebieg energetyczny reakcji – reakcje endo- i egzotermiczne, energia aktywacji
• Teorie zderzeń i kompleksu aktywnego
• Rząd reakcji chemicznej
• Reakcje odwracalne i nieodwracalne
• Prawo działania mas (Guldberga-Waagego)
8. Elektrochemia
· Pojęcia podstawowe (ogniwo elektrochemiczne, półogniwo, elektrody redoks, potencjał normalny, szereg napięciowy metali i jego zastosowanie),
· Rodzaje ogniw elektrochemicznych: budowa elektrody wodorowej
· Elektroliza
· Korozja: rodzaje korozji, mechanizmy, ochrona elektrochemiczna
9. Podstawy chemii i geochemii organicznej
• główne grupy związków organicznych
• wybrane rodzaje reakcji związków organicznych
• ewolucja materii organicznej w geosferze – źródła biogeniczne, główne przemiany, kerogen a bitumin, typy kerogenu a rodzaj produktów termicznych (ropa naftowa, gaz), ewolucja materiału terygenicznego a morskiego, zjawiska post-depozycyjne w materii organicznej;
• związki organiczne a ochrona środowiska – Trwałe Zanieczyszczenia Organiczne (TZO, POP) i ich zachowanie w środowisku, ropa naftowa i jej produkty w środowisku.
10. Wstęp do analityki chemicznej i geochemicznej
• Pobór prób do analiz
• Metody rozdziału substancji chemicznych
• Wybrane metody analizy chemicznej związków organicznych i nieorganicznych