Bevezetés a kémiába. Általános kémia

Átírás

1 Bevezetés a kémiába Általános kémia

2 Fontos tudnivalók Tárgy neve: Általános kémia Neptun kód: SBANKE1111 Előadó: Borzsák István C121 szerda Vizsga feltétele a gyakorlatok teljesítése Vizsga: írásbeli beugró, majd szóbeli tételsorból Szintfelmérő a 2. előadáson Kémia emeltszintű érettségi feladatsor teljesítése Aláírás feltétele: Max. 3 hiányzás (orvosi igazolás csak krónikus betegségnél) 2 késés=1 hiányzás

3 Fontos tudnivalók Tárgy neve: Kémiai alapok I. Neptun kód: SBANKN1050 Előadó: Borzsák István C121 szerda Vizsga feltétele a labor teljesítése Vizsga: írásbeli vizsga feladatsor + tételsor Szintfelmérő a 2. előadáson Aláírás feltétele: Max. 3 hiányzás (orvosi igazolás csak krónikus betegségnél) 2 késés=1 hiányzás

4 Fontos tudnivalók Tárgy neve: Kémia alapjai I. Neptun kód: SBANKE1050 Előadó: Borzsák István C121 szerda Vizsga feltétele a labor teljesítése Vizsga: írásbeli vizsga feladatsor + tételsor Szintfelmérő a 2. előadáson Kémia emeltszintű érettségi feladatsor teljesítése Aláírás feltétele: Max. 3 hiányzás (orvosi igazolás csak krónikus betegségnél) 2 késés=1 hiányzás

5 Fontos tudnivalók Tárgy neve: Kémia alapjai I. Neptun kód: SBALKE1050 Előadó: Borzsák István C121 szerda Vizsga feltétele a labor teljesítése Vizsga: írásbeli vizsga feladatsor + tételsor Aláírás feltétele: Max. 1 hiányzás (orvosi igazolás csak krónikus betegségnél) 2 késés=1 hiányzás

6 Fontos tudnivalók Tárgy neve: Kémia Neptun kód: SBANME2016 Előadó: Borzsák István C121 szerda Vizsgajegy/gyak.jegy a 2 ZH átlagából Zárthelyik: Nov. 7. és Dec. 12. Szintfelmérő a 2. előadáson tételsor is lesz Aláírás feltétele: Max. 3 hiányzás (orvosi igazolás csak krónikus betegségnél) 2 késés=1 hiányzás

7 Fontos tudnivalók Tárgy neve: Kémia Neptun kód: SBALME2016 Előadó: Borzsák István C121 szerda Vizsgajegy/gyak.jegy a 2 ZH átlagából Zárthelyik: Nov. 9. és Dec. 8. vagy 12. tételsor is lesz Aláírás feltétele: Max. 1 hiányzás (orvosi igazolás csak krónikus betegségnél) 2 késés=1 hiányzás

8 Fontos tudnivalók Tárgy neve: Bevezetés a kémiába Neptun kód: SBANKE1012 Előadó: Borzsák István C121 szerda iborzsak@ttk.nyme.hu Vizsgajegy/gyak.jegy a 2 ZH átlagából Zárthelyik: Nov. 7. és Dec. 12. Szintfelmérő a 2. előadáson tételsor is lesz Aláírás feltétele: Max. 3 hiányzás (orvosi igazolás csak krónikus betegségnél) 2 késés=1 hiányzás

9 Fontos tudnivalók Tárgy neve: Bevezetés a kémiába Neptun kód: SBALKE1012 Előadó: Borzsák István C121 szerda iborzsak@ttk.nyme.hu Vizsgajegy:írásbeli vizsga Időpont: Nov. 9., Dec. 8. vagy Dec. 12. Aláírás feltétele: Max. 0 hiányzás (orvosi igazolás csak krónikus betegségnél) 2 késés=1 hiányzás

10 Ajánlott irodalom Lázár I.: Általános és szervetlen kémia, Debrecen, 2003 Nyilasi J.: Általános kémia, Gondolat, Budapest, 1975 Nyilasi J.: Szervetlen kémia, Gondolat, Budapest, 1980 Bodor E.: Szervetlen kémia I., Tankönyvkiadó, Budapest, 1983 Csányi L. - Rauscher Á.: Általános kémia, JATEPress, Szeged, 1999 Veszprémi T.: Általános kémia, Akadémiai Kiadó, Budapest, 2008 Greenwood Earnshow: Az elemek kémiája, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1999

11 Megismerhető világ tudományos módszer reprodukálható kísérletek, mérések Világegyetem építőkövei anyagi testek (korpuszkulák)» nem fednek át, véges a sebességük, tömegük fizikai mezők (terek) hullámjelleg» átfedhetnek, fénysebességgel terjednek, tömeg 0

12 Hullámok Közegben terjed (pl. hang) Közeg nélkül is terjed, pl. elektromágneses (EM) hullámok Transzverzális (pl. fény) Longitudinális (pl. hang) Hullámhossz, frekvencia, terjedési sebesség E=hν c=λν

13 EM sugárzás fajtái (spektruma) Rádió (TV, mobil) mikro Infravörös (IR) Látható (VIS) Ultraibolya (UV) Röntgen Gamma Kozmikus

14

15

16 Ismert kölcsönhatások Gravitáció (tömegvonzás)» gyenge, de nagyon messze hat Elektromágneses kölcsönhatás» közepes erősségű, mikrovilágban és emberi léptékben kémiában ez a MEGHATÁROZÓ! Magerők (erős és gyenge kölcsönhatás)» nagyon erős, de nagyon rövidtávú

17 Az atom felépítése atommag + elektronburok elemi részek: proton, neutron, elektron méret- és tömegarányok 1: és 1840:1

18 Az atommag Rendszám Z Tömegszám A=Z+N Neutronszám N Izotópok (nyomjelzés Hevesy György) Atommagok stabilitása

19 Radioaktív bomlások Alfa bomlás X -> n-4y + 4He n

20 Radioaktív bomlások Béta bomlás negatív n -> p+ + e-

21 Radioaktív bomlások Béta bomlás pozitív p+ -> n + e+

22 Radioaktív bomlások Béta bomlás elektronbefogásp+ + e- -> n

23 Radioaktív sugárzások Alfa Béta Gamma

24 Radioaktív bomlás Bomlási sebesség Felezési idő izotópok életkora kormeghatározás Radiokarbon módszer 14C izotóp felezési ideje 5568 év Sugárvédelem idő csökkentése, távolság növelése

25 Atommagok átalakítása Nukleonok kötési energiája Atommaghasadás és fúzió (magreakciók)

26 Atomok elektronszerkezete Elektron különleges viselkedése Hullámtermészet Atomi színképek vonalasak Bohr atommodellje Kvantummechanika 1926 Erwin Schrödinger és Werner Heisenberg Hullámfüggvény és értelmezése Heisenberg-féle határozatlansági reláció

27

28 Kvantumszámok Főkvantumszám: n=1, 2, 3, Mellékkvantumszám: l=0,1, n-1 Mágneses kvantumszám: m=-l,..0,1,..l-1,l Spin kvantumszám: ms=-1/2, +1/2 Pauli-elv: Egy atomban bármely két elektronnak legalább egy kvantumszámban különböznie kell.

29 Kvantumszámok

30 Atomi elektronpályák Orbital Viewer program

31 2s pálya

32 2p pálya

33 3p m=1 pálya

34 3d m=0 pálya

35 3d m=1 pálya

36 4f m=2 pálya

37 Elektronpályák betöltése Elektronpályák, elektronhéjak, alhéjak Betöltés: Pauli-elv + energiaminimum elve Aufbau-elv 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p Hund szabály: Adott alhéjra az azonos spinű elektronok épülnek be először. (Minél több párosítatlan elektron legyen.) Maximális multiplicitás elve

38 Kvantumkémia Spektroszkópia

39 A periódusos rendszer Mengyelejev 1869 Sorok (periódusok) Oszlopok (fő- ill. mellékcsoportok) Ionizációs energia Elektronaffinitás Atomok mérete (kovalens és nemkötő sugár) Elektronegativitás

40

41 A kémiai kötés Elsőrendű Ionos (szilárd) Kovalens Fémes (szilárd) Másodrendű dipólus-dipólus diszperziós Hidrogén-kötés

42 A kovalens kötés Molekulák elektronszerkezete LCAO-MO kötő lazító nemkötő elektronpárok Homo- és heteronukleáris kötések Datív kötés Hibridpályák - VSEPR Delokalizált kötések Kötésrend

43

44 LCAO - MO

45 Kétatomos molekulák

46 Hidrogén molekula

47

48

49 Kétatomos molekulák

50

51 Homo- és heteronukleáris kötések

52 Datív kötés

53 Hibridpályák s+p+p+p sp3 + sp3 +sp3 +sp3 "sp3 hybridized" tetrahedral s+p+p+p sp2 + sp2 + sp2 +p "sp2 hybridized" trigonal planar s+p+p+p sp + sp + p + p "sp hybridized" linear

54 Molekula geometria

55 Molekulák geometriája AX2 AX3 AX2E AX4 AX3E AX2E2

56 Kovalens kötések Kötéstávolság Kötési energia Kötésrend Polaritás (poláris-apoláris) Izoméria konstitúciós izoméria térizoméria (sztereoizoméria) cisz-transz kiralitás Konformáció

57 Halmazszerkezet Halmazállapotok gáz folyékony szilárd (plazma)

58 Gázok Jellemzőik (rendezetlenség) Ideális gáz modellje Gáztörvények Boyle-Mariotte: pv= áll. Gay-Lussac: p/t = áll. Egyesített gáztörvény: pv=nrt

59 Folyadékok Rövidtávú rend Hosszútávú rendezetlenség Viszkozitás (belső súrlódás) Felületi feszültség

60 Szilárd testek Kristályos rend Amorf anyagok (üvegek) Kristályrácsok Triklin Monoklin Rombos Tetragonális (négyzetes) Romboéderes (trigonális) Hexagonális Köbös (szabályos)

61 Bravais rácsok elemi cellái

62 Fázisátalakulások Olvadás, párolgás Fázisdiagramm Kritikus pont Hármaspont

63 Oldatok Oldat, oldószer fogalma Összetétel megadási módjai móltört, százalékok, molaritás (koncentráció) Kolligatív tulajdonságok Forráspont emelkedés Fagyáspontcsökkenés Ozmózis

64 Elektromos vezetés Fémes vezetők Szigetelők Félvezetők sávelmélet (vezetési sáv, tiltott sáv)

65 Kémiai reakciók Definíció Csoportosítás Fázis Aktiválás Reakciópartnerek száma Reakciósebesség Megfordítható reakciók egyensúly, K Reakcióhő exoterm endoterm Termokémia - Hess-tétel

66 Termodinamika (Hőtan) 1. főtétel munka, hő, belső energia energiamegmaradás ΔU=Q+W entalpia: H=U+pV 2. főtétel entrópia spontán folyamatok iránya S=Q/T szabadenergia, szabadentalpia F=U-TS G=H-TS

67 Sav-bázis reakciók Brönsted-féle sav protont ad le bázis protont vesz föl Sav-bázis párok (konjugált) Víz öndisszociációja (autoprotolízis) ph, poh, kémhatás Erős és gyenge savak, bázisok Hidrolízis Sav-bázis indikátorok Pufferoldatok

68 Redoxi reakciók Redukció elektronfelvétel Oxidáció elektronleadás Oxidációs számok (fiktív töltés előjeles!) csökkenés redukció növekedés oxidáció Egyenletrendezés

69 Elektrokémia Galvánelemek Daniell-elem (Zn, Cu) Elektródok Anód oxidáció Katód redukció Elektromotoros erő, elektródpotenciál Nernst-egyenlet Elektrolízis Akkumulátorok Korrózió

70

71