617-3021/01 – Organická chemie (OCH)
| Garantující katedra | Katedra chemie | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Lenka Kulhánková, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Lenka Kulhánková, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný typu B |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
- definovat vazebné vlastnosti uhlíku
- rozpoznat mezimolekulární interakce a jejich vliv na teplotu tání, teplotu varu a rozpustnost organických sloučenin
- definovat dělení organických sloučenin do základních skupin
- používat názvosloví organických sloučenin
- popsat vztah mezi strukturou a vlastnostmi organických sloučenin
- popsat fyzikální vlastnosti uhlovodíků a jejich derivátů
- popsat reaktivitu uhlovodíků a jejich derivátů
- popsat základní zástupce uhlovodíků a jejich derivátů
- definovat základní dělení, strukturu, vlastnosti a způsoby přípravy polymerních látek
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
Shrnutí nejdůležitějších poznatků z teoretických základů organické chemie, informace o moderních metodách organické syntézy a studiu organických látek, jakož i seznámení s významnými skupinami organických látek.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Písemný test a ústní zkouška.
E-learning
Další požadavky na studenta
Absolvování zápočtových testů.
Absolvování požadovaného počtu laboratorních cvičení a odevzdání laboratorních protokolů.
Odevzdání a prezentace seminární práce.
Prerekvizity
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky
1. Úvod do organické chemie. Stručná historie organické chemie. Vazebné vlastnosti uhlíku (molekulové orbitaly, sigma a pí vazba, energie vazby, polarita vazby, hybridizace, elektronové efekty). Vztah mezi strukturou a vlastnostmi látek. Mezimolekulární interakce (Van der Waalsovy interakce, dipólové interakce, vodíkový můstek) a jejich vliv na teplotu tání, teplotu varu a rozpustnost.
2. Základy stereochemie organických sloučenin. Znázorňování struktury organických molekul (typy vzorců, projekce, modely, 3D-prezentace). Polymerie a izomerie (konstituční, geometrická, optická). Konformace organických sloučenin.
3. Reakce organických sloučenin. Klasifikace organických reakcí. Reakce homolytické a heterolytické. Elektrofilní a nukleofilní činidla. Alifatické a alicyklické uhlovodíky. Názvosloví nasycených uhlovodíků. Radikálová substituce. Krakování (nekatalyzované a katalyzované) a isomerace. Fischer-Tropschova syntéza. Zdroje uhlovodíků a jejich využití.
4. Nenasycené uhlovodíky. Radikálová a iontová adice na násobnou vazbu. Eliminační reakce. Zdroje a průmyslové využití nenasycených uhlovodíků.
5. Areny (aromatické uhlovodíky). Aromatický stav. Elektrofilní aromatická substituce (nitrace, sulfonace, alkylace, acylace) a další reakce. Průmyslové využití. Polycyklické aromáty a jejich toxikologická rizika.
6. Deriváty uhlovodíků. Halogenderiváty. Fyzikální vlastnosti, toxikologie a využití. Syntéza a významné reakce.
7. Dusíkaté deriváty uhlovodíků (nitrosloučeniny, aminy, diazoniové soli, azosloučeniny). Reaktivita, vlastnosti, toxikologie. Syntéza a význam. Alkaloidy.
8. Sirné deriváty uhlovodíků (thioly, sulfidy, sulfonové kyseliny). Fyzikální vlastnosti a jejich využití. Syntéza a významné reakce. Detergenty.
9. Kyslíkaté deriváty uhlovodíků. Hydroxyderiváty (alkoholy, fenoly). Ethery. Fyzikální vlastnosti, toxikologie a jejich využití. Syntéza a významné reakce.
10. Karbonylové sloučeniny (aldehydy a ketony). Reaktivita (oxidace a redukce, adice na karbonylovou skupinu). Příprava, význam a použití. Organokovové sloučeniny. Reaktivita, toxikologie a jejich využití. Grignardovy sloučeniny a jejich reakce.
11. Karboxylové kyseliny. Fyzikální vlastnosti. Acidita versus struktura, neutralizace. Reakce na karboxylové skupině (esterifikace, dekarboxylace). Příprava, význam a použití.
12. Substituční deriváty karboxylových kyselin. Halogenkyseliny. Hydroxykyseliny. Oxokyseliny. Aminokyseliny. Reaktivita, vlastnosti a využití.
13. Funkční deriváty kyselin. Acylhalogenidy. Anhydridy. Estery. Amidy. Nitrily. Reaktivita, vlastnosti, toxikologie a jejich využití. Syntéza a významné reakce. Deriváty kyseliny uhličité (fosgen, močovina a jejich sirné obdoby).
14. Polymery (rozdělení, struktura, základní reakce vzniku polymerních látek, přehled technicky nejvýznamnějších polymerů).
Teoretická cvičení
- Úvodní informace (seznámení s časovým harmonogramem cvičení, podmínkami pro získání zápočtu a doporučenou literaturou). Zadání seminární práce. Vazebné vlastnosti uhlíku.
- Struktura, vzorec, model. Odvození sumárního, racionálního a strukturní vzorce. Určení typu izomerie u konkrétních sloučenin.
- Názvosloví organických sloučenin (typy názvů, názvoslovné principy, nomenklatura IUPAC). Názvosloví alkanů, alkenů, alkynů, alicyklických a aromatických uhlovodíků.
- Názvosloví heterocyklických a organokovových sloučenin, halogenderivátů a dusíkatých derivátů uhlovodíků.
- Názvosloví kyslíkatých derivátů uhlovodíků.
- Názvosloví kyslíkatých a sirných derivátů uhlovodíků.
- Prezentace seminárních prací studentů.
Laboratorní cvičení
- Bezpečnost práce v laboratoři, seznámení s laboratorními úlohami, základní informace o průběhu cvičení a formulace požadavků pro zpracování protokolu. Příprava jodoformu.
- Příprava 1-nitronaftalenu.
- Příprava 4-nitroanilinu.
- Příprava paračerveně.
- Příprava kyseliny fumarové.
- Příprava kyseliny acetylsalicylové.
- Příprava ethyl-methanoátu.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky