I Bioinformatyka  studia stacjonarne 2009/2010
Wykaz zagadnień obowiązujących do egzaminu z przedmiotu
Chemia ogólna i nieorganiczna
1. Elementy teorii budowy atomu[1, 3]
Budowa materii, atomy, pierwiastki (powstawanie, rozpowszechnienie), zwiÄ…zki chemiczne.
Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne. Cząstki elementarne (fermiony i bozony). Budowa
jądra atomowego. Izotopy. Przemiany jądrowe. Powłoki elektronowe (rdzeń elektronowy,
powłoka walencyjna). Teoretyczne podstawy kwantowej teorii budowy atomu. Liczby
kwantowe. Zasada Heisenberga. Równanie Schrödingera, funkcje falowe (znaczenie części
radialnej i kątowej) i pojęcie orbitalu ("kształt" orbitali s, p i d oraz właściwości elektronów
opisywanych przez te orbitale). Energia elektronów w atomie (energia wiązania elektronów,
energia orbitalna, energia całkowita).
2. Pierwiastki chemiczne i układ okresowy pierwiastków[1-4, 6]
Ogólna znajomość układu okresowego (budowa układu; nale\
y znać nazwy, symbole
chemiczne oraz poło\
enie w układzie okresowym pierwiastków grup głównych oraz bloku
d; lantanowce i aktynowce  czym wyró\
niają się te pierwiastki, ich miejsce w układzie
okresowym). Podstawowe zale\
ności w układzie okresowym (podobieństwa i ró\
nice
pomiędzy atomami pierwiastków w grupach, okresowe zmiany właściwości pierwiastków:
Prawo okresowości, "reguła przekątnych" i "nieperiodyczność"). Konfiguracje elektronowe
atomów i jonów; trwałość połówkowo i całkowicie zapełnionych podpowłok elektronowych
(atomy Cr, Cu, jony Cr3+, Cu+, Cu2+, Ag+, itp.). Proces jonizacji atomów i jonów, pojęcie
energii jonizacji (zale\
ność energii jonizacji od konfiguracji elektronowej atomu / jonu).
Proces przyłączania elektronów, energia powinowactwa elektronowego. Stopień utlenienia
pierwiastka w związku chemicznym (ładunek jonu, wartościowość, formalny/hipotetyczny
stopień utlenienia). Elektroujemność (skala Paulinga, znaczenie w chemii).
3. Termodynamika chemiczna[1, 2]
Parametry stanu układu. Funkcje stanu oraz ich znaczenie (H, G, S). Kryterium
prawdopodobieństwa zajścia procesu na podstawie "Gr. Wpływ "S na przebieg reakcji.
Entalpia reakcji chemicznej (procesy samorzutne, reakcje endo- i egzotermiczne). Prawo
Hessa.
4. WiÄ…zanie chemiczne[1-4]
Wiązanie jonowe i typowe związki jonowe. Znaczenie elektroujemności w teorii wiązania
jonowego. Budowa kryształów jonowych (podstawowe typy sieci jonowych: NaCl, CsCl).
Energia wiązania jonowego a właściwości substancji jonowych (temperatura topnienia,
rozpuszczalność, przewodnictwo elektryczne). Polaryzacja wiązania jonowego, potencjał
jonowy, reguły Fajansa. Wpływ rodzaju kationu i anionu na wielkość polaryzacji. Skutki
zjawiska polaryzacji, wpływ na właściwości sieci koordynacyjnych (zbudowanych z jonów).
Wiązanie kowalencyjne[1, 3] i typowe właściwości związków kowalencyjnych: temperatura
topnienia, skłonność do sublimacji, budowa sieci koordynacyjnych; porównanie ze związkami
jonowymi. Teoria orbitali molekularnych (zało\
enia teorii, energia i symetria orbitali
uczestniczÄ…cych w tworzeniu wiÄ…zania chemicznego). Orbitale wiÄ…\
Ä…ce i antywiÄ…\
Ä…ce,
orbitale molekularne (cząsteczkowe) typu à i Ą, diagramy orbitali molekularnych (OM)[3]
prostych cząsteczek dwuatomowych typu A2 (zbudowanych z dwóch atomów tego samego
rodzaju) dla pierwiastków 2-go okresu. Analiza diagramów OM; podstawowe wnioski
1
®©
Dr. in\
. Rudolf SÅ‚ota, [e-mail]
wynikające z rozmieszczenia (konfiguracji) elektronów na poszczególnych OM (moc
wiązania w cząsteczkach typu A2  porównanie dla związków szeregu Li2 ..... Ne2,
właściwości magnetyczne, trwałość połączenia A2).
Oddziaływania van der Waalsa[1, 2]. Charakterystyka poszczególnych typów oddziaływań,
przykłady. Siły dyspersyjne (Londona) w kryształach gazów szlachetnych (zale\
ność energii
oddziaływania oraz temperatury topnienia od rodzaju pierwiastka).
Wiązanie wodorowe[1, 3]. Charakterystyka oddziaływania oraz jego wpływ na właściwości
prostych związków nieorganicznych t.j. H2O, HF, NH3 (temperatura wrzenia, asocjacja
czasteczek). Znaczenie w układach biologicznych.
Wiązanie koordynacyjne[3, 4]. Budowa prostych związków kompleksowych jonów metali 3-
d-elektronowych. Jon centralny, ligandy, koordynacja oktaedryczna. Rodzaje koordynacji
(prosta, kompleksy wielordzeniowe i chelatowe). Opis wiÄ…zania w kompleksach
oktaedrycznych w ujęciu teorii pola ligandów (oddziaływanie jonu centralnego z ligandami,
rozszczepienie orbitali d jonu centralnego, parametr rozszczepienia ", silne i słabe pole
ligandów  wpływ jonu centralnego i rodzaju ligandu na wartość ", szereg spektrochemiczny
ligandów). Wybrane właściwości kompleksów (magnetyzm, właściwości optyczne,
elektronowe widma absorpcyjne UV-vis  zale\
ność poło\
enia pasm absorpcyjnych od
wartości parametru "). Efekt chelatowy i makrocykliczny. Znaczenie kompleksów metali w
układach biologicznych; porfiryna i jej pochodne. Zastosowanie związków kompleksowych.
5. Elementy fotochemii[1, 2, 9]
Reakcje zachodzące z udziałem światła. Procesy fotosensybilizowane (przykład generowania
tlenu singletowego). Układ fotochemiczny chlorofilu.
6. Systematyka wybranych pierwiastków i związków nieorganicznych[3, 5, 6]
Ogólny podział pierwiastków chemicznych na metale i niemetale (przykłady), zjawisko
alotropii (przykłady). Właściwości amfoteryczne (przykłady pierwiastków mających takie
właściwości). Ogólna charakterystyka pierwiastków: H, C, N, O, Al, Si, P, S, Ca, Cr, Mn, Fe,
Cu, Zn, Pb, litowce, fluorowce (występowanie w przyrodzie; podstawowe właściwości
fizykochemiczne jak stan skupienia, barwa, reaktywność, typowe związki chemiczne wraz z
odpowiednimi przykładami, np. dla azotu: NH3, HNO3, KNO3 itp. oraz ich właściwości).
Znaczenie wy\
ej wymienionych pierwiastków i ich związków w przyrodzie i technice -
przykłady zastosowania. Pseudohalogenki. Aktywność chemiczna metali (metale szlachetne i
nieszlachetne, wypieranie metali z roztworów ich soli). Szereg elektrochemiczny metali[1, 2, 5].
Podstawowe związki chemiczne fluorowców. Związki chloru z metalami i niemetalami.
Związki międzyhalogenowe (przykłady, zastosowanie). Związki z wodorem i ich właściwości
(np. HF, HCl, kwasy halogenowodorowe).
Proste związki tlenu z metalami (tlenki jonowe, podstawowe typy, przykłady) i niemetalami
(z C, N, Cl, P, S) oraz ich podstawowe właściwości.
Wodorki jonowea i kowalencyjneb. Przykłady prostych związków, podstawowe ró\
nice w
sposobie wiązania wodoru oraz wynikających stąd właściwościach (np. między wodorkami
typu NaHa i CH4b). Właściwości H2O. Nadtlenek wodoru.
Wodorotlenki litowców i berylowców. Otrzymywanie NaOH. Wodorotlenki amfoteryczne
 przykłady.
Gazy szlachetne: właściwości, związki chemiczne, zastosowanie.
Kwasy tlenowe (chloru, siarki, azotu) oraz ich sole. Otrzymywanie H2SO4, właściwości
kwasu i jego soli. Otrzymywanie HNO3, rozpuszczanie metali w stÄ™\
onym i rozcieńczonym
HNO3, pasywacja. Woda królewska[1,5].
Chromiany(VI) i dichromiany(VI), otrzymywanie[1,5], właściwości chemiczne, budowa
anionów (chemiczna i przestrzenna), zastosowanie w praktyce laboratoryjnej (m. in. w
analizie chemicznej - przykłady) i w przemyśle.
2
®©
Dr. in\
. Rudolf SÅ‚ota, [e-mail]
Manganiany(VII), otrzymywanie[1,5], właściwości chemiczne. Zastosowanie KMnO4 w
analizie chemicznej (przykłady) oraz w praktyce laboratoryjnej (m. in. do otrzymywania O2,
Cl2).
7. Ciecze i roztwory[1, 2]
Charakterystyka stanu ciekłego. Ciecze i roztwory (rozpuszczalniki, proces rozpuszczania,
solwatacja). Rozpuszczalność i krzywa rozpuszczalności, proces krystalizacji i jego
zastosowanie[5, 7]. Elektrolity. Stan równowagi chemicznej w roztworach elektrolitów. Proces
dysocjacji elektrolitycznej (stała i stopień dysocjacji, elektrolity słabe i mocne). Iloczyn
rozpuszczalności (przykłady trudno rozpuszczalnych związków jonowych). Definicja
kwasów i zasad wg Lewisa (właściwości kwasowo-zasadowe prostych substancji
chemicznych, np. H2O, wodnych roztworów HCl, NH3, AlCl3). Moc kwasów i zasad. Iloczyn
jonowy wody, pojęcie pH. Hydroliza (stała i stopień hydrolizy, pH roztworów soli
ulegajÄ…cych hydrolizie).
8. Podstawy kinetyki chemicznej[1,2,8]
Czynniki wpływające na przebieg reakcji i jej szybkość (temperatura, stę\
enie reagentów,
obecność katalizatorów, naświetlanie itp.). Równowaga chemiczna, reguła przekory (Le
Chateliera  Brauna).
9. Podstawy techniki laboratoryjnej[7]
Podstawowe operacje jednostkowe: dekantacja, ekstrakcja, krystalizacja, destylacja.
Rozdzielanie mieszanin substancji. Elementy analizy chemicznej (miareczkowanie, analiza
wagowa, analiza jakoÅ›ciowa wybranych kationów i anionów: Na+, K+, Ba2+, Ag+, Pb2+, ClåÅ‚,
BråÅ‚, IåÅ‚, SO42åÅ‚). Zagadnienia realizowane w ramach poszczególnych ćwiczeÅ„ laboratoryjnych
(prawa gazowe, krzywa rozpuszczalności, hydroliza soli, reakcje red-ox).
Literatura
1. L. Pajdowski, Chemia ogólna, PWN, Warszawa 1985.
2. L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna, PWN, Warszawa 1994.
3. A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa 1994.
4. J.D. Lee, Zwięzła chemia nieorganiczna, PWN, Warszawa 1999.
5. W. Trzebiatowski, Chemia nieorganiczna, PWN, Warszawa 1980.
6. A. Mercik, S. Mercik, Słownik pierwiastków chemicznych, Wyd. R.A.F. SCRIBA,
Racibórz 1994.
7. A.A. Domański, Laboratorium chemii ogólnej nie tylko dla chemików, Wyd.
Uniwersytetu Opolskiego, Opole 2007.
8. P.W. Atkins, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 2001.
9. P. Suppan, Chemia i światło, PWN, Warszawa 1997.
3
®©
Dr. in\
. Rudolf SÅ‚ota, [e-mail]