Předmět: Anorganická chemie Nmgr.

« Zpět
Název předmětu Anorganická chemie Nmgr.
Kód předmětu KCH/M201
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia 2
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 4
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky nespecifikováno
Studijní praxe nespecifikováno
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Šícha Václav, RNDr. Ph.D.
  • Vojtíšek Pavel, doc. RNDr. CSc.
Obsah předmětu
1. Přehled moderních teoretických, výpočetních a experimentálních metod studia tvaru molekul a materiálů. Teorie MO LCAO, hybridizace. Model VSEPR. Difrakční metody. Elektronová mikroskopie. NMR. Fragmentace v MS. Teorie symetrie. Bodové a prostorové grupy. Tvary molekul. Princip minimalizace energie. 2. Krystalochemie. Typy primitivních buněk. Krystalografické soustavy. Strukturní typy. Poruchy v krystalové struktuře, jejich studium, tvorba a význam. 3. Alotropické modifikace uhlíku ? metody přípravy, izolace, charakterizace, vlastnosti a použití. Diamant. Grafit a interkaláty grafitu. Fullereny včetně exo- a endohedrálních sloučenin. Nanotrubice. Grafen, a modifikace grafenu. Princip delokalizace elektronů ? elektrická vodivost. 4. Sloučeniny trielů a pentelů jako analoga alotropů uhlíku ? metody přípravy, izolace, charakterizace, vlastnosti, možnosti použití. Alotropy boru. Borazin. Nitridy boru. Borany, heteroborany, karborany, metallakarborany. PSEPT teorie klastrů. Princip vícestředových vazeb. Alotropické modifikace fosforu. Fosfor bílý, červený, fialový, černý. Fosforen. Fosfazeny. 5. Anorganické nanomateriály. Definice nanotechnologií a nanočástic ? povrchové a kvantové efekty. Metody přípravy, studia, vlastnosti a použití. Metody top-down syntéz (nanomletí, detonace, defoliace ultrazvukem, mikrovlnami, chemická, tenzidy apod.). Metody bottom-up syntéz (SEM, TEM, CVD, MO CVD, MBE, MO VPE, PLD, napařování, naprašování, LBL, elektrospinning). Kvantové tečky. Nanotextilie. Fotonanokatalyzátory. Nanodiamanty. Superhydrofobní povrchy. Grafenové ultrakapacitory. 6. Anorganické materiály. Význam poruch v krystalové struktuře. Pásová teorie molekulových orbitalů. Iontové vodiče. Průhledné vodivé oxidy (TCO). Elektroluminiscence - solární články (DSC). OLED. LEC. Laserové materiály. Spintronika. Supravodiče. Materiály pro skladování vodíku. Skla, keramika. Geopolymery. 7. Syntéza anorganických materiálů. Přímé reakce v pevné fázi a jejich kinetika. Pyrolýza - pyrosyntéza. Mikrovlnná a sonochemická syntéza. Chemie vysokých tlaků, diamantová cela. Příprava monokrystalů metodami: Czochralski, Bridgman, Kyropoulos, Verneuil, Floating zone, hydrotermální metody. 8. Speciální anorganická rozpouštědla pro laboratorní i průmyslové využití, jejich příprava, výroba, použití, výhody a nevýhody ve srovnání s organickými rozpouštědly nebo při reakcích prováděných bez rozpouštědel. (bez H2O(l); Hg(l)); superkritický CO2, kapalné SO2, NH3, BF3, N2O4, konc. H2SO4, HSO3F,. Syntézy v taveninách solí. Iontové kapaliny. 9. Anorganické polymery. Sol-gelové a hydrothermální reakce. Zeolity. Mesoporézní materiály. MOF. Vrstevnaté materiály. Montmorillonit. Dvouvrstevné hydroxidy. 10. Bioanorganická chemie. Makro a mikrobiogenní prvky. Aspekty Lewisovy teorie kyselin a zásad. Excitované stavy molekuly kyslíku. Porfyrinové cykly ? Chlorofyl, Hemoglobin. Hemocyanin. Systém ukládání a transportu železa. Komplex cytochromů P-450. Kobalamin. Iontové kanály. Karbonická anhydrasa. Fixace dusíku - nitrogenáza. Cis- platina a další deriváty platiny.

Studijní aktivity a metody výuky
nespecifikováno
Výstupy z učení
Kurz poskytuje studentům systematický přehled nejvýznamnějších a nejmodernějších aplikací anorganické chemie zejména v metodách příprav, studia a použití anorganických materiálů a nanomateriálů a to zejména těch, které se v podobě technologických novinek staly součástí našeho každodenního života. Znalosti a dovednosti získané v tomto kurzu mají studentům pomoci pochopit význam anorganické chemie pro naplnění lidských potřeb a řešení aktuálních problémů naší civilizace, nabídnout inspiraci pro bádání v oboru, získat motivaci k dalšímu zájmu o tento obor.

Předpoklady
nespecifikováno

Hodnoticí metody a kritéria
nespecifikováno
Písemný test, ústní zkouška
Doporučená literatura
  • Cotton FA,Murillo C, Wilkinson G, Bochmann M, Grimes RN. Advanced Inorganic Chemistry. Wiley-Interscience, New York. 1999.
  • Greenwood, N. N. - Earnshaw, A. Chemie prvků I, II. Informatorium, Praha. 1993.
  • Grimes RN. Carboranes, 2. ed., Elsevier Inc., Amsterdam. 2011.
  • Sharpe AG, Housecroft CE. Anorganická chemie. VŠCHT Praha. 2014.
  • Schubert U, Hüsing N. Synthesis of Inorganic Materials. 3. Ed. Wiley-VCH, Weinheim. 2012.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr