Uniwersytet Warszawski - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Podstawy chemii

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1000-711PCH Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Podstawy chemii
Jednostka: Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki
Grupy: Przedmioty obowiązkowe dla I roku bioinformatyki
Punkty ECTS i inne: 7.00 LUB 6.50 (zmienne w czasie)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowe

Założenia (opisowo):

Zapoznanie studentów z podstawami chemii ogólnej, fizycznej, nieorganicznej i organicznej oraz nabycie praktycznych umiejętności posługiwania się równaniami i schematami reakcji chemicznych i prostymi obliczeniami chemicznymi. Poznanie podstawowych pojęć chemii organicznej ze szczególnym uwzględnieniem związków o znaczeniu biologicznym.

Tryb prowadzenia:

w sali

Skrócony opis:

Wykład obejmuje następujące zagadnienia ogólne z zakresu chemii:

Podstawowe pojęcia chemii. Budowa atomu i molekuł. Kształt molekuł. Reakcje chemiczne. Równowagi chemiczne. Elementy termodynamiki chemicznej. Podstawowe techniki doświadczalne. Systematyka zwiazków organicznych. Nomenklatura. Reakcje w chemii organicznej. Elementy spektroskopii i innych technik badania związków organicznych. Biomakromolekuły. Właściwości fizyczne i chemiczne najważniejszych klas zwiazków. Techniki doświadczalne w chemii organicznej.

Pełny opis:

1. Budowa materii

Budowa atomu, cząstki elementarne, liczby kwantowe, właściwości i kształty przestrzenne orbitali atomowych, kolejność obsadzania poziomów energetycznych przez elektrony, reguła Hunda, zakaz Pauliego.

Budowa jądra atomowego, liczba atomowa i masowa. Izotopy i izobary. Defekt masy.

Definicja pierwiastka chemicznego. Masa atomowa. Symbole chemiczne i ich interpretacja

Układ okresowy, bloki pierwiastków s, p, d i f, prawidłowości w układzie okresowym (potencjały jonizacji, elektroujemność, promienie atomowe i jonowe). Trwałość jąder atomowych, reakcje jądrowe.

Związki chemiczne. Mol. Masa cząsteczkowa. Liczba Avogadra. Wzory cząsteczkowe.

Rodzaje wiązań chemicznych, energia wiązań, kształty cząsteczek i orbitale zhybrydyzowane, momenty dipolowe, wiązania wodorowe i inne oddziaływania międzycząsteczkowe.

2. Elementy chemii ogólnej i fizycznej.

Stan gazowy. Objętość molowa. Prawa gazowe. Równanie stanu gazu doskonałego. Gazy rzeczywiste.

Roztwory. Stężenie procentowe i molowe.

Roztwory elektrolitów, dysocjacja elektrolityczna, elektrolity słabe i mocne. Skala pH.

Elektrochemia, ogniwa, potencjał elektrodowy, elektroliza, ogniwa paliwowe.

Reakcje chemiczne. Rodzaje reakcji chemicznych. Reakcje jonowe. Hydroliza, roztwory buforowe.

Podstawy kinetyki i termodynamiki chemicznej. Równowagi chemiczne.

3. Elementy chemii nieorganicznej.

Charakterystyka wybranych metali grup głównych i ich związków.

Właściwości pierwiastków przejściowych, konfiguracje elektronowe, stopnie utlenienia, tworzenie jonów kompleksowych, właściwości magnetyczne.

Chemia wybranych niemetali (bor, krzem, azot, fosfor, siarka, fluorowce), ważniejsze związki, reakcje charakterystyczne.

4. Podstawowe zagadnienia chemii organicznej

Przedmiot chemii organicznej. Skład pierwiastkowy materii ożywionej.

Podstawowa charakterystyka (budowa, zarys właściwości fizycznych i chemicznych) związków monofunkcyjnych: alkany, cykloalkany. alkeny, alkiny, węglowodory aromatyczne, fluorowcopochodne węglowodorów, alkohole, fenole, etery, nitropochodne węglowodorów, aminy, aldehydy. ketony, kwasy karboksylowe, estry, chlorki kwasowe, bezwodniki kwasowe, amidy, nitryle.

Przegląd innych wybranych klas związków organicznych: organiczne związki fosforu, organiczne związki siarki, związki heteroaromatyczne, aminokwasy, peptydy i białka, cukry, nukleozydy, nukleotydy i kwasy nukleinowe, steroidy i karotenoidy.

Reakcje utleniania i redukcji (redoks) w chemii organicznej, stopnie utlenienia w związkach organicznych.

Wybrane zagadnienia szczegółowe budowy związków organicznych: izomeria, tautomeria, mezomeria, efekty indukcyjne i steryczne, izomeria optyczna, konfiguracja a konformacja.

Metody wydzielania i oczyszczania związków organicznych: krystalizacja, sublimacja, destylacja, ekstrakcja, chromatografia, dializa, sączenie, wirowanie.

Zarys spektroskopowych metod identyfikacji związków organicznych: widma w podczerwieni, widma UV-Vis, spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (protonowy i węglowy), spektrometria mas.

Literatura:

1. L. Jones i P. Atkins, „Chemia ogólna”, PWN

2. A. Bielański, „Podstawy chemii nieorganicznej”, PWN

3. M.J. Sienko i R.A. Plane, „Chemia-podstawy i zastosowania”, WNT

4. L. Pajdowski, „Chemia ogólna”, PWN

5. P.A. Cox, „Chemia nieorganiczna. Krótkie wykłady”, PWN

6. http://www.biogeo.uw.edu.pl/education/lectures/chem.html

> Materiały >Zarys chemii organicznej

7. E. Białecka-Florjańczyk, J. Włostowska: "Chemia organiczna", WNT.

8. G. Patrick (z serii "Krótkie wykłady"): "Chemia organiczna", PWN.

9. John McMurry: "Chemia organiczna", PWN.

10. W. Zieliński i A. Rajca (red.), „Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych”, WNT.

11. W. Szczepaniak, „Metody instrumentalne w analizie chemicznej”, PWN.

Efekty uczenia się:

Po ukończeniu przedmiotu student:

Zna budowę atomu, w szczególności konfigurację elektronową, wie co to są izotopy i zna istotę rozpadu promieniotwórczego. Zna definicje podstawowych pojęć chemicznych: pierwiastek chemiczny, cząsteczka, związek chemiczny, liczba atomowa, liczba masowa, masa atomowa, masa cząsteczkowa, mol. Umie posługiwać się symbolami atomowymi i tworzyć wzory cząsteczkowe. Rozumie prawidłowości występujące w układzie okresowym pierwiastków. Zna i rozumie tzw. prawa chemiczne.

Zna pojecie orbitalu atomowego, zjawisko hybrydyzacji i rozumie podstawy tworzenia orbitali molekularnych. Rozumie istotę wiązań chemicznych oraz oddziaływań międzycząsteczkowych, w szczególności wiązań wodorowych.

ma ogólną wiedzę z zakresu chemii nieorganicznej i organicznej ze szczególnym uwzględnieniem związków o znaczeniu biologicznym (K_W01)

Umie zastosować prawa gazowe do obliczeń wynikających z równania stanu gazu doskonałego. Zna pojęcie objętości molowej gazu. Rozumie odchylenia od równania stanu gazu doskonałego w gazach rzeczywistych.

Umie posługiwać się wzorami na stężenie procentowe i molowe.

Zna definicję skali pH. Zna zasady działania ogniw galwanicznych, pojęcie potencjału elektrodowego oraz możliwości praktycznych zastosowań elektrolizy.

Umie zapisywać i bilansować równania reakcji chemicznych. Rozróżnia rodzaje reakcji chemicznych. Zna zjawisko hydrolizy, wie co to są roztwory buforowe.

Zna czynniki wpływające na szybkość reakcji chemicznych. Orientuje się w zakresie pojęć termodynamiki chemicznej i równowag chemicznych.

Umie scharakteryzować ogólnie właściwości fizyczne i chemiczne pierwiastków grup głównych z układu okresowego (wodór, litowce, tlen, fluorowce, bor, krzem, azot, fosfor, siarka).

Umie scharakteryzować ogólne właściwości pierwiastków przejściowych. Zna budowe związków kompleksowych.

potrafi wykonać proste obliczenia chemiczne (K_U01)

Rozpoznaje budowę przestrzenną atomów węgla o różnej hybrydyzacji. Umie zapisać różne wzory cząsteczek organicznych (wzory empiryczne, sumaryczne, strukturalne, skrócone, szkieletowe, perspektywiczne, perspektywiczne płaskie, Fischera, Hawortha, Newmana). Zna wzory strukturalne związków organicznych z różnymi grupami funkcyjnymi. Rozróżnia pojęcia: konfiguracja i konformacja. Zna właściwości chemiczne związków z najważniejszymi grupami funkcyjnymi. Rozumie zjawisko izomerii. Rozumie tzw. efekty w chemii organicznej: indukcyjny, steryczny, elektronowy (mezomeryczny, stabilizacja „rezonansowej”). Umie ocenić właściwości fizyczne i kwasowo-zasadowe na podstawie budowy związku organicznego. Umie zapisać schematy i równania reakcji chemicznych. Zna podstawowe rodzaje reakcji organicznych (addycji, eliminacji, substytucji, przegrupowania). Zna podstawowe mechanizmy reakcji (wolnorodnikowe, jonowe: elektrofilowe i nukleofilowe). Umie ocenić trwałość różnych ugrupowań atomów w chemii organicznej (budowa i trwałość karbojonów, tautomeria, układy geminalne). Zna ogólnie budowę wybranych związków naturalnych (sacharydy, steroidy, karotenoidy, aminokwasy i peptydy). Zna podstawowe metody spektroskopowe badania budowy związków organicznych (widma UV-Vis, MS, IR, 1H NMR i 13C NMR) i umie interpretować najważniejsze elementy widm. Zna podstawowe metody wydzielania związków organicznych z mieszanin (destylacja, krystalizacja, sublimacja, ekstrakcja, sączenie, wirowanie, chromatografia, dializa).

Metody i kryteria oceniania:

W trakcie zajęć przewidywane są dwa sprawdziany pisemne obejmujące materiał z odpowiednich części wykładu i ćwiczeń. Pozytywny wynik ze sprawdzianów zwalnia z uczestnictwa na egzaminie. Ocenę pozytywną otrzymują osoby, które uzyskały co najmniej 50 % punktów możliwych do zdobycia na sprawdzianach. Szczegółowe kryterium przyznawania ocen jest ustalane jednorazowo na podstawie wyników sprawdzianów. Osoby, które nie zaliczyły sprawdzianów oraz te, które chcą poprawić ocenę przystępują do egzaminu pisemnego w czasie sesji egzaminacyjnej.

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2018/19" (zakończony)

Okres: 2019-02-16 - 2019-06-08
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 60 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Anna Nowicka
Prowadzący grup: Agata Kowalczyk, Anna Nowicka
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/20" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2020-02-17 - 2020-06-10
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 60 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Anna Nowicka
Prowadzący grup: Agata Kowalczyk, Anna Nowicka
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.