Fakulteta za znanosti o okolju

Kemija

Predmet se izvaja v programu:
Študijski program prve stopnje Okolje

Cilji in kompetence

  • Poznavanje osnovnih pojmov in zakonitosti s področja strukture snovi in kemijskih sprememb
  • Poznavanje sistematike elementov in njihovih spojin ter periodičnih lastnosti
  • Razumevanje zveze med kemijskimi in fizikalnimi lastnostmi elementov in njihovih spojin ter njihovo elektronsko strukturo in tipom vezi
  • Razumevanje in osvojitev zakonitosti kemijskega računanja za uporabo le teh v praksi
  • Osvojitev osnovnih eksperimentalnih veščin v kemijskem laboratoriju
  • Znanje poimenovanja organskih spojin z uporabo sistematične IUPAC nomenklature
  • Razumevanje osnovnih kemijskih in fizikalnih lastnosti organskih snovi
  • Predpostavljanje reakcijskih mehanizmov za tipične organske kemijske reakcije. Načrtovanje sinteze organskih spojin upoštevajoč specifične reakcije funkcionalnih skupin.

Pogoji za vključitev v delo oz.
za opravljanje študijskih obveznosti

Ni pogojev.

Predmet Kemija pa daje nekatera osnovna znanja, ki so uporabna pri drugih premetih, kot so Kemija okolja, Zelena kemija, Biokemija, Okolju prijazne tehnologije, Ravnanje z odpadki in drugi.

Vsebina

Predmet obravnava naslednja poglavja s področij splošne in anorganske kemije: uvod v splošno kemijo, kemijsko računanje, zgradba atoma in periodičnost, kemijska vez, plini, tekočine in trdne snovi, fazni prehodi, zmesi, elektroliti, termokemija, kemijsko ravnotežje, kisline in baze, elektrokemija, kemijska kinetika, uvod v anorgansko kemijo in anorganska nomenklatura, reprezentativni elementi (vodik, alkalijske kovine, zemljoalkalijske kovine, III. skupina periodnega sistema, IV. skupina periodnega sistema, V. skupina periodnega sistema, halkogeni elementi, halogeni elementi, žlahtni plini), prehodni elementi.

S področja organske kemije pa predmet obravnava naslednja poglavja: alkani (konformacijska analiza, strukturna izomerija in nomenklatura), alkeni (nomenklatura, E-Z notacija) in alkini (vezi, relativne stabilnosti); stereokemija – kiralnost, enantiomerija, R-S notacija, diastereomerija, optična reolucija; alkilni halidi – substitucijske reakcije, SN2 in SN1 mehanizmi; reakcije eliminacije – E1 in E2 mehanizmi; prerazporeditve karbokationa, adicija halogenov na alkene, oksidacija alkenov, adicijske reakcije alkinov. Druge vsebine so še naslednje: alkoholi, aldehidi, ketoni, karboksilne kisline in polimeri; uvod v infrardečo spektroskopijo, jedrsko magnetno resonanco in UV-VIS spektroskopijo.

Predvideni študijski rezultati

Študenti razumejo in znajo pojasniti temeljne pojme in zakonitosti s področja splošne in anorganske kemije: (i) temelji kemijske znanosti (poznajo kemijske in fizikalne lastnosti snovi, snovne spremembe, stanja snovi, obvladajo relacije čiste snovi – zmesi, elementi – spojine, atomi – molekule, kemijske formule – reakcije, znajo uporabiti stehiometrijske zakone, osvojijo enoto mol, znajo računati s koncentracijami in drugimi kemijskimi veličinami), (ii) zgradba atoma (poznajo razvoj modelov zgradbe atoma, razliko med Bohrovim in valovnomehanskim modelom atoma, znajo določiti elektronske konfiguracije, razumejo periodičnost atomskih radijev in ionizacijske energije, znajo urejati kemijske in jedrske reakcije), (iii) kemijska vez (poznajo vrste kemijskih vezi, znajo napovedati geometrijske strukture enostavnih molekul), (iv) plini (poznajo plinske zakone, splošno plinsko enačbo, razlikujejo med idealnim in realnim plinom, poznajo osnove kinetične teorije plinov), (v) tekočine in trdne snovi (poznajo molekulske vezi, fizikalne lastnosti tekočin, različne zgradbe kristalov glede na tip vezi), (vi) fazni prehodi (znajo interpretirati fazne diagrame), (vii) zmesi (razumejo Raoultov zakon in odstopanja od tega zakona pri realnih raztopinah, potek destilacije, poznajo koligativne lastnosti raztopin, kaj so koloidi), (viii) elektroliti (poznajo močne in šibke elektrolite, proces raztapljanja, procese pri elektrolizi), (ix) termokemija (razlikujejo med notranjo energijo in entalpijo, poznajo pojem tvorbena entalpija, znajo izračunati reakcijsko entalpijo), (x) kemijsko ravnotežje (znajo zapisati in razumejo pomen ravnotežne konstante, vpliv pogojev na ravnotežje po Le Chatelierovem principu), (xi) kisline in baze (poznajo Brønstedovo in Lewisovo definicijo, katere so močne in katere šibke kisline oz. baze, znajo izračunati pH, znajo interpretirati potek titracije), (xii) elektrokemija (poznajo princip delovanja galvanskega člena, prepoznajo in znajo urejati redoks reakcije, razumejo izraze: napetost galvanskega člena, standardni elektrodni potencial, elektrokemijska napetostna vrsta, korozija), (xiii) kemijska kinetika (poznajo odvisnost hitrosti kemijske reakcije, osvojijo hitrostne zakone in pomen katalize), (xiv) temelji anorganske kemije in nomenklature (poznajo vrste reakcij anorganskih spojin, znajo poimenovati enostavne in koordinacijske spojine), (xv) reprezentativni elementi (poznajo sistematiko elementov in njihov pomembnejši kemizem po glavnih skupinah periodnega sistema, poznajo pomembnejše postopke industrijske kemije), (xvi) prehodni elementi (poznajo splošne značilnosti teh elementov in kemizem pomembnejših prehodnih elementov).

Pri vajah študentje osvojijo vse pomembne postopke kemijskega računanja in eksperimentalne veščine v kemijskem laboratoriju, ki so v povezavi z nekaterimi poglavji splošne kemije.

Po absolviranju vsebih iz organske kemije študent pridobi še naslednja znanja iz temeljev organske kemije: strukture in lastnosti organskih spojin, osnovne reakcije in reakcijski mehanizmi, klasifikacija organskih spojin glede na funkcionalne skupine.

Temeljna literatura in viri

Atkins, P. W., Clugston, M. J., Frazer, M. J. in Jones, R. A. Y. 1997. Kemija, zakonitosti in uporaba. Ljubljana: Tehniška založba Slovenije.

Lazarini, F. in Brenčič, J. 2004. Splošna in anorganska kemija. Ljubljana: DZS.

Zumdahl, S. S. in Zumdahl, S. A. 2014. Chemistry, 9th edition. Belmont: Brooks Cole.

Černigoj, U. in Bavcon Kralj, M. 2010. Kemijsko računanje: zbirka nalog z rešitvami za študente Okolja in drugih naravoslovnih programov. Nova Gorica: Univerza v Novi Gorici.

Lavrenčič Štangar, U. Predloge pri predavanjih/Slides for the lectures, Univerza v Novi Gorici.

Emin, S. M. Predloge pri predavanjih/Slides for the lectures, Univerza v Novi Gorici.

Načini ocenjevanja

Uspešno opravljene vaje (računske in laboratorijske): 40 %; Izpit iz predmeta (opravljene domače naloge, pisni izpit – možno opraviti s kolokviji, ustni izpit): 60 %

Reference nosilca

Docent za področje v Materiali na Univerzi v Novi Gorici

EMIN, Saim; DENKOVA, Pavletta; PAPAZOVA, Karolina; DUSHKIN, Ceco; ADACHI, Eiki, Study of reverse micelles of di-isobutylphenoxyethoxyethyldimethyl benzylammonium methacrylate in benzene by nuclear magnetic resonance spectroscopy. J. colloid interface sci., 2007, vol. 305, no. 1, str. 133-141. [COBISS.SI-ID 2077179]

EMIN, Saim. Growth kinetics of CdS quantum dots and synthesis of their polymer nano-composites in CTAB reverse micelles. J. photochem. photobiol.,A Chem.. [Print ed.], 2009, vol. 207, no. 2/3, str. 173-180. [COBISS.SI-ID 2077435]

EMIN, Saim. Kinetics of photochromic induced energy transfer between manganese-doped Zinc-Selenide quantum dots and spiropyrans. The journal of physical chemistry. C, Nanomaterials and interfaces, 2009, vol. 113, no. 10, str. 3998-4007. [COBISS.SI-ID 2078203]

EMIN, Saim; PITCHER, Michael; LISJAK, Darja; VALANT, Matjaz, Structural and morphological transformations in textural porous ZnO microspheres, Microporous Mesoporous Materials 165 (2013) 185-192.

EMIN, Saim, FANETTI, Mattia; ABDI, Fatwa, KROL, van er Krol; LISJAK, Darja; VALANT, Photoelectrochemical properties of cadmium chalcogenide sensitized textured porous zinc oxide plate electrodes, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013 DOI: 10.1021/am3027986.

Univerzitetna koda predmeta: 1OK004

Letnik: 1

Semester: 1, 2

Nosilec predmeta:

Predavatelj:

Asistent:

ECTS: 10

Obseg:

  • Predavanja: 75 ur
  • Vaje: 60 ur
  • Samostojno delo: 165 ur

Vrsta predmeta: predavanja, vaje

Jeziki: predavanja: slovenščina in angleščina; vaje: slovenščina.

Metode poučevanja in učenja:
• predavanja nosilca predmeta z nekaj demonstracijskimi poskusi in e-podporo • računsko in laboratorijsko delo pod vodstvom asistenta • individualno delo: učenje in opravljanje domačih nalog