Altalanos Kemia

Általános Kémia

BMEVESAA101 őszi/tavaszi 4+0+0v 5 magyar

előadó: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár, 2011/2012, 2. félév.

Terem: CHA20

1. hét: 2012.02.08, 8:15-12:00
09, 12:15-14:00

14. hét: 2012.05.09, 8:15-12:00
10, 12:15-14:00

szünet: 03.15.-03.29.

A tantárgy célja a hallgatók általános kémiai tudásszintjének olyan szintre emelése, melyre a kémiai szaktárgyak (szervetlen, szerves, fizikai kémia) alapozhatnak. Így feladat az alapfogalmak definiálása és tisztázása, mintegy a kémiai nyelv alapszókincsének a megismertetése.

Házi feladatok száma: 4, a házi feladatokat a moodle rendszerben tároljuk és értékeljük: http://moodle.csg.bme.hu/moodle/

#	Anyag	Előadás	WWW
1	A kémia alapjai Tömeg- és energiamegmaradás törvénye. Anyag-molekula-atom-elem Tiszta anyagok egyszerű, összetett Keverékek Mol-moltömeg Alkalmazások	Az anyag Radioaktiv sugárzás Segré diagram Rutherford kísérlet atommag Az elektron elektromos, mágneses és elektromágneses térbem	Interaktív Segré diagram NIST relative atomic masses IUPAC Definition of Atomic Mass IUPAC Definition of Relative Atomic Mass UPAC Definition of Standard Atomic Weight 1908: Ernest Rutherford 1944: Otto Hahn 1960: Willard F. Libby 1967: Hans Bethe
2	Elektronok, atomok 1 Elektromágneses sugárzás 2 Atomi Spektrum 3 Kvantumelmélet 4 A Bohr Atom 5 Az új Kvantummechanika 6 Hullámmechanika 7 Kvantumszámok 8 Elektronpályák 9 A hidrogénatom pályái 10 Elektron spin 11 Több elektronos atomok 12 Elektron Konfigurációk és a Periódusos táblázat	Elektronok, atomok fény, a szín függése a hullámhossztól izzó vas Töltés, elektroszkóp, Katódsugár (elektron) elektromos, mágneses és elektromágneses térben Elektrondiffrakció olajcsepp k. Rádioaktívitás Rutherford kísérlet - az atommag H spektruma Bohr modell	1908: Ernest Rutherford 1918: Max Planck 1921: Albert Einstein 1922: Niels Bohr 1923: Robert A. Millikan 1932: Werner Heisenberg 1933: Erwin Schrödinger, Paul A.M. Dirac 1938: Enrico Fermi 1945: Wolfgang Pauli Filmek-Kotz7 Hidrogén atom pályák 3D
3	Periódusosság 1 Az elemek csoportosítása: a periódusos táblázat 2 Fémek, nemfémek és ionjaik 3 Az atomok és ionok mérete 4 Ionizációs energia 5 Elektron affinitás 6 Mágneses tulajdonságok 7 Az elemek periódikus tulajdonságai, Fókusz Higany	Periódusosság Lítium, Nátrium és Kálium reakciója vízzel. Ionizáló sugárzás (jegyzet 225. o. 106, 107. ábra)	1904: Sir William Ramsay 1906: Henri Moissant 1917: Charles Glover Barkla Filmek-Kotz8
4	A kémiai kötés 1 Lewis elmélet 2 Kovalens kötés: bevezetés 3 Poláros kovalens kötés 4 Lewis szerkezetek 5 A molekulák alakja 6 Kötésrend, kötéstávolság 7 Kötésenergiák	A kémiai kötés kötéstávolság VSEPR	1936: Peter Debye 1954: Linus Pauling Filmek-Kotz9
5	1 Mit kell tudnia a kötéselméletnek? 2 Vegyérték kötés elmélet 3 Atompályák hibridizációja 4 Többszörös kovalens kötések 5 Molekulapálya elmélet 6 Delokalizált elektronok: benzol 7 Kötés fémekben Fókusz: fotoelektron spektroszkópia	A kémiai kötés magasabb szinten sp3 hibrid animáció Kötő és lazító molekulapályák elektronsűrűsége Etilén: szigma, pi és a két kötés együtt C=C kötés körüli forgás energiagátja A színlátás molekuláris alapja (rodopszin) Diamágneses (N₂) és paramágneses (O₂) anyagok mágneses térben Sávelmélet Li. Félvezető Al szennyezés szilíciumban.	1966: Robert S. Mulliken 1996: R. F. Curl Jr., Sir H. Kroto, R. E. Smalley 1998: Walter Kohn, J. A. Pople Filmek-Kotz10 Filmek-Kotz11
6	1 Gáznyomás 2 Egyszerű gáztörvények 3 Gáztörvények egyesítése: Tökéletes gáz egyenlet és általánosított gáz egyenlet 4 A tökéletes gáz egyenlet alkalmazása 5 Gáz halmazállapotú reakciók 6 Gázkeverékek 7 Kinetikus gázelmélet 8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája	A gázállapot jellemzői.	1910: J. D. van der Waals
7	1 Intermolekuláris erők, folyadékok tulajdonságai 2 Folyadékok gőztenziója 3 Szilárd anyagok néhány tulajdonsága 4 Fázisdiagram 5 Van der Waals kölcsönhatások 6 Hidrogén kötés 7 A kémiai kötés mint rácsösszetartó erő atomrácsok 8 Kristályok 8 Kistályok energiája, rácsenergia Fókusz:Folyadékkirstályok	Folyadékállapot, szilárd állapot és jellemzésük. Ionos kristályok törése	1936: Peter Debye 1991: Folyadékkristályok Folyadékkristály monitorok Filmek-Kotz13
8	1 Elegyek fajtái 2 Koncentrációk 3 Intermolekuláris erők, az elegyedés folyamata 4 Elegyek keletkezése, egyensúly 5 Gázok oldhatósága 6 Elegyek gőznyomása 7 Ozmózis nyomás 8 Fagyáspont csökkenés, forráspont emelkedés 9 Elektrolit oldatok 10 Kolloid oldatok	Kétkomponensű elegyek	1901: J. H. van't Hoff 1903: Svante Arrhenius 1925: Richard Zsigmondy Filmek-Kotz14
9	1 Terminológia 2 Hő 3 Reakcióhő, Kalorimetria 4 Munka 5 A termodinamika első főtétele 6 Reakcióhő: ΔU és ΔH 7 ΔH indirekt meghatározása: Hess-tétele 8 Standard képződési entalpia 9 Üzemanyagok mint energiaforrások	Termokémia A hőátadás iránya	Filmek-Kotz6
10	1 A reakciók sebessége 2 Reakciósebesség mérése 3 A koncentráció hatása: a sebsség törvény 4 Nullad-rendű reakció 5 Első-rendű reakció 6 Másod-rendű reakció 7 A reakció kinetika összefoglalása 8 Elméleti modellek 9 A hőmérséklet hatása 10 Reakciómechanizmus 11 Katalízis	Kémiai reakcókinetika	1999: Ahmed Zewail Filmek-Kotz15
11	1 Dinamikus egyensúly 2 Az egyensúlyi állandó 3 Az egyensúlyi állandókkal kapcsolatos összefüggések 4 Az egyensúlyi állandó számértékének jelentősége 5 A reakció hányados, Q: a várható kémiai reakció irányának megjóslása 6 Az egyensúly körülményeinek megváltozása: Le Châtelier elv	Az egyensúly	Filmek-Kotz16
12	1 Spontán folyamat 2 Entrópia 3 Az entrópia kiszámítása 4 Spontán folyamat: a termodinamika második főtétele 5 Standard szabadentalpia változás, ΔG° 6 Szabadentalpia változás és egyensúly 7 ΔG° és Keq hőmérséklet függése 8 Csatolt reakciók Fókusz: Biológiai rendszerek	Spontaneitás, entrópia, szabadentalpia
13	1 Az Arrhenius elmélet röviden 2 Brønsted-Lowry elmélet 3 A víz ionizációja és a pH skála 4 Erős savak és bázisok 5 Gyenge savak és bázisok 6 Több bázisú savak 7 Ionok mint savak vagy bázisok 8 A molekulaszerkezet szerepe 8 Lewis savak és bázisok, Fókusz: savas eső	Savak, bázisok
14	8-1 A közös ion effektus 8-2 Pufferek 8-3 Indikátorok 8-4 Semlegesítési reakció, titrálási görbe 8-5 Poliprotikus savak oldatai 8-6 Sav-bázis egyensúlyi számítások, összefoglaló, Fókuszban Pufferek a vérben	Sav-bázis egyensúlyok
15	9-1 Elektródpotenciálok mérése 9-2 Standard elektródpotenciálok 9-3 Ecell, ΔG, és Keq 9-4 Ecell koncentráció függése 9-5 Elemek: áramtermelés kémiai reakciókkal 9-6 Korrózió: nem kívánt elem 9-7 Elektrolízis: nem spontán reakciók előidézése 9-8 Elektrolízis ipari alkalmazásai Fókusz membrán potenciálok	Elektrokémia	2000: Alan Heeger, Alan G. MacDiarmid, Hideki Shirakawa

Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom:

Nagy József: Általános Kémia I, Veszprémi Tamás, Általános Kémia

Hasznos internet címek:

Tételek

Beugró kérdések

Angol nyelvű tananyag

Angol nyelvű könyvek:
R. H. Petrucci et al.: General Chemistry Principles and Modern Applications
J. C. Kotz et al.: Chemistry and Chemical Reactivity, 6th Edition
A 9. fejezet, Bonding and Molecular structure, letöltehtő.
Érdekes anyagok találhatók itt

2010- Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi and Akira Suzuki "for palladium-catalyzed cross couplings in organic synthesis".
2009 - Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz and Ada E. Yonath "for studies of the structure and function of the ribosome".
2008 - Osamu Shimomura, Martin Chalfie, Roger Y. Tsien "for the discovery and development of the green fluorescent protein, GFP"
2007 - Gerhard Ertltl "for his studies of chemical processes on solid surfaces"
2006 - Roger D. Kornberg "for his studies of the molecular basis of eukaryotic transcription"
2003 - Peter Agre, Roderick MacKinnon "for discoveries concerning channels in cell membranes"
2000 - Alan Heeger, Alan G. MacDiarmid, Hideki Shirakawa "discovery and development of conductive polymers"
1999 - Ahmed Zewail "for his studies of the transition states of chemical reactions using femtosecond spectroscopy"
1998 - Walter Kohn,"for his development of the density-functional theory" John Pople "for his development of computational methods in quantum chemistry"
1997 - Paul D. Boyer, John E. Walker, Jens C. Skou (ATP)
1996 - Robert F. Curl Jr., Sir Harold Kroto, Richard E. Smalley "for their discovery of fullerenes"
1995 - Paul J. Crutzen, Mario J. Molina, F. Sherwood Rowland "formation and decomposition of ozone"
1994 - George A. Olah "carbocation chemistry"
1991 - Richard R. Ernst "nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy"
1986 - Dudley R. Herschbach, Yuan T. Lee, John C. Polanyi "the dynamics of chemical elementary processes"
1985 - Herbert A. Hauptman, Jerome Karle "for their outstanding achievements in the development of direct methods for the determination of crystal structures"
1976 - William Lipscomb "for his studies on the structure of boranes illuminating problems of chemical bonding"
1975 - John Cornforth, Vladimir Prelog "streochemistry"
1971 - Gerhard Herzberg "for his contributions to the knowledge of electronic structure and geometry of molecules, particularly free radicals"
1969 - Derek Barton, Odd Hassel "for their contributions to the development of the concept of conformation and its application in chemistry"
1968 - Lars Onsager "for the discovery of the reciprocal relations bearing his name, which are fundamental for the thermodynamics of irreversible processes"
1966 - Robert S. Mulliken "for his fundamental work concerning chemical bonds and the electronic structure of molecules by the molecular orbital method"
1961 - Melvin Calvin "for his research on the carbon dioxide assimilation in plants"
1960 - Willard F. Libby "carbon-14 for age determination in archaeology, geology, geophysics"
1954 - Linus Pauling "for his research into the nature of the chemical bond and its application to the elucidation of the structure of complex substances"
1952 - Archer J.P. Martin, Richard L.M. Synge "for their invention of partition chromatography"
1944 - Otto Hahn "for his discovery of the fission of heavy nuclei"
1943 - George de Hevesy "for his work on the use of isotopes as tracers in the study of chemical processes"
1936 - Peter Debye "on dipole moments and on the diffraction of X-rays and electrons in gases"
1935 - Frédéric Joliot, Irène Joliot-Curie "synthesis of new radioactive elements"
1934 - Harold C. Urey "for his discovery of heavy hydrogen"
1932 - Irving Langmuir "for his discoveries and investigations in surface chemistry"
1931 - Carl Bosch, Friedrich Bergius "invention and development of chemical high pressure methods"
1925 - Richard Zsigmondy "colloids"
1922 - Francis W. Aston "for his discovery, by means of his mass spectrograph, of isotopes, in a large number of non-radioactive elements, and for his enunciation of the whole-number rule"
1921 - Frederick Soddy "origin and nature of isotopes"
1920 - Walther Nernst "in recognition of his work in thermochemistry"
1918 - Fritz Haber "for the synthesis of ammonia from its elements"
1914 - Theodore W. Richards "in recognition of his accurate determinations of the atomic weight of a large number of chemical elements"
1911 - Marie Curie "radium and polonium"
1909 - Wilhelm Ostwald Catalysis, chemical equilibria, rates of reaction
1908 - Ernest Rutherford "for his investigations into the disintegration of the elements, and the chemistry of radioactive substances"
1906 - Henri Moissan "investigation and isolation of the element fluorine, and for the adoption in the service of science of the electric furnace called after him"
1904 - Sir William Ramsay "inert gaseous elements in air, and his determination of their place in the periodic system"
1903 - Svante Arrhenius "electrolytic theory of dissociation"
1901 - Jacobus H. van 't Hoff: Ozmózis nyomás

2010 - Andre Geim and Konstantin Novoselov "for groundbreaking experiments regarding the two-dimensional material graphene"
2007 - Albert Fert, Peter Grünberg for the discovery of Giant Magnetoresistance
2006 - John C. Mather, George F. Smootot the blackbody form and anisotropy of the cosmic microwave background radiation
2003 - Alexei A. Abrikosov, Vitaly L. Ginzburg, Anthony J. Leggett theory of superconductors and superfluids
1994 - Bertram N. Brockhouse, Clifford G. Shull neutron diffraction
1991 - Pierre-Gilles de Gennes methods developed for studying order phenomena in simple systems can be generalized to more complex forms of matter, in particular to liquid crystals and polymers
1986 - Ernst Ruska, Gerd Binnig, Heinrich Rohrer scanning tunneling microscope
1981 - Nicolaas Bloembergen, Arthur L. Schawlow, Kai M. Siegbahn high-resolution electron spectroscopy
1975 - Aage N. Bohr, Ben R. Mottelson, James Rainwater
1971 - Dennis Gabor the holographic method
1967 - Hans Bethe the energy production in stars
1965 - Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger, Richard P. Feynman fundamental work in quantum electrodynamics
1959 - Emilio Segrè, Owen Chamberlain for their discovery of the antiproton
1956 - William B. Shockley, John Bardeen, Walter H. Brattain discovery of the transistor effect
1955 - Willis E. Lamb, the fine structure of the hydrogen spectrum Polykarp Kusch precision determination of the magnetic moment of the electron
1954 - Max Born, for his fundamental research in quantum mechanics, especially for his statistical interpretation of the wavefunction Walther Bothe
1951 - John Cockcroft, Ernest T.S. Walton for their pioneer work on the transmutation of atomic nuclei by artificially accelerated atomic particles
1945 - Wolfgang Pauli discovery of the Exclusion Principle, also called the Pauli Principle
1944 - Isidor Isaac Rabi resonance method for recording the magnetic properties of atomic nuclei
1943 - Otto Stern his discovery of the magnetic moment of the proton
1939 - Ernest Lawrence cyclotron and for results obtained with it, especially with regard to artificial radioactive elements
1938 - Enrico Fermi discovery of nuclear reactions brought about by slow neutrons
1936 - Victor F. Hess, for his discovery of cosmic radiation Carl D. Anderson for his discovery of the positron
1935 - James Chadwick for the discovery of the neutron
1933 - Erwin Schrödinger, Paul A.M. Dirac for the discovery of new productive forms of atomic theory
1932 - Werner Heisenberg creation of quantum mechanics, the application of which has, inter alia, led to the discovery of the allotropic forms of hydrogen
1929 - Louis de Broglie for his discovery of the wave nature of electrons
1925 - James Franck, Gustav Hertz discovery of the laws governing the impact of an electron upon an atom
1923 - Robert A. Millikan for his work on the elementary charge of electricity and on the photoelectric effect
1922 - Niels Bohr investigation of the structure of atoms and of the radiation emanating from them
1921 - Albert Einstein discovery of the law of the photoelectric effect
1919 - Johannes Stark splitting of spectral lines in electric fields
1918 - Max Planck discovery of energy quanta
1917 - Charles Glover Barkla characteristic Röntgen radiation of the elements
1915 - William Bragg, Lawrence Bragg analysis of crystal structure by means of X-rays
1914 - Max von Laue diffraction of X-rays by crystals
1913 - Heike Kamerlingh Onnes liquid helium
1911 - Wilhelm Wien laws governing the radiation of heat"
1910 - Johannes Diderik van der Waals equation of state for gases and liquids
1907 - Albert A. Michelson optical precision instruments and the spectroscopic and metrological investigations
1906 - J.J. Thomson conduction of electricity by gases
1905 - Philipp Lenard for his work on cathode rays
1904 - Lord Rayleigh discovery of argon
1903 - Henri Becquerel, Pierre Curie, Marie Curie Radioactivity
1902 - Hendrik A. Lorentz, Pieter Zeeman magnetism
1901 - Wilhelm Conrad Röntgen rays named after him