Šifra predmeta:
022H2		 Naziv predmeta:
Fizička hemija 2

Školska godina:

2023/2024.

Uslovi pohađanja:

001A2 / 011A2

ESPB:

6

Vrsta studija:

osnovne akademske studije

Studijski program:

Hemija: 2. godina, letnji semestar, obavezni, teorijsko-metodološki predmet

Nastavnik:

dr Gordana N. Ćirić-Marjanović
redovni profesor, Fakultet za fizičku hemiju, Studentski trg 12-16, Beograd

Saradnik:

Maja M. Ranković, master fizikohemičar
asistent, Fakultet za fizičku hemiju, Studentski trg 12-16, Beograd

Fond časova:

Nedeljno: tri časa predavanja + tri časa laboratorijskih vežbi (3+0+3)

Ciljevi:

Sticanje osnovnih znanja o strukturi i svojstvima materije: o strukturi i svojstvima atoma i molekula, o strukturi atomskog jezgra i radioaktivnosti, o hemijskoj vezi (sa stanovišta kvantne mehanike), o atomskim i molekulskim spektrima (spektroskopskim prelazima, tipovima i karakteristikama spektara), o strukturi i svojstvima čvrstog i tečnog stanja, koloida i makromolekula, o svojstvima granica faza i adsorpciji.

Ishod:

Student je stekao osnovna znanja o strukturi i svojstvima atoma i molekula, upoznat je sa strukturom i svojstvima različitih stanja materije. Razume veze između karakteristika atomskih i molekulskih spektara i strukturnih karakteristika atoma i molekula.

Oblici nastave:

Predavanja, eksperimentalne vežbe, teorijske vežbe, računske vežbe.

Vannastavne aktivnosti:

—

Literatura:

Osnovna literatura:

  1. G. Ćirić-Marjanović: Predavanja iz Fizičke hemije 2 (skripta, PowerPoint prezentacije sa predavanja i primeri pitanja/testova na stranici predmeta na sajtu Hemijskog fakulteta).
  2. W. J. Moore: Fizička hemija, Naučna knjiga, Beograd, 1962. (drugo izdanje, prevod sa engleskog M. Simić)
  3. P. W. Atkins: Physical Chemistry (6th edition), Oxford University Press, 1998.
  4. D. Minić, A. Antić-Jovanović: Fizička hemija, Fakultet za fizičku hemiju i Biološki fakultet univerziteta u Beogradu, Beograd, 2005.
  5. R. Konjević, I. Holclajtner-Antunović, N. Kovačić: Praktikum iz fizičke hemije za studente hemije, Prirodno matematički fakultet Univerziteta u Beogradu i Jugoslovenski zavod za produktivnost rada i informacione sisteme, Beograd, 1985.
  6. Radna sveska iz fizičke hemije sa uputstvima za vežbe, Univerzitet u Beogradu, Fakultet za fizičku hemiju, Beograd 2006. grupa autora sa Katedre za opštu i fizičku hemiju
  7. Primeri rešenih zadataka za kolokvijume (na stranici predmeta na sajtu Hemijskog fakulteta i u biblioteci Fakulteta za fizičku hemiju)

Pomoćna literatura:

  1. A. Antić-Jovanović: Atomska spektroskopija - spektrohemijski aspekt, Fakultet za fizičku hemiju, Univerzitet u Beogradu, Beograd, 1999.
  2. A. Antić-Jovanović: Molekulska spektroskopija - spektrohemijski aspekt, Fakultet za fizičku hemiju, Univerzitet u Beogradu, Beograd, 2002.
  3. S. Macura, J. Radić-Perić: Atomistika, JP Službeni list SCG, Fakultet za fizičku hemiju Univerziteta u Beogradu, Beograd, 2004.
  4. I. Draganić: Radioaktivni izotopi i zračenja, knjige I i II, Univerzitet u Beogradu, Institut za nuklearne nauke "Boris Kidrič", Vinča, Centar za permanentno obrazovanje “Škola”, Beograd 1981 (knjiga I), 1985 (knjiga II).

Dodatni materijal:

http://helix.chem.bg.ac.rs/~saska/Fizicka_hemija_2--1022A/

  Nastavne obaveze i način ocenjivanja

Predavanja:

5 poena (3 časa nedeljno)

Program rada:

1. sedmica: Atomsko jezgro. Radioaktivnost. Nuklearne reakcije. Primene radioizotopa. Određivanje odnosa naelektrisanja i mase čestica, osnove masene spektrometrije.

2. sedmica: Elektromagnetni spektar. Talasno-čestični dualizam. Borovi postulati.

3. sedmica: Optički spektri atoma. Spektar atoma vodonika - Borovo tumačenje. Spektri jona sličnih vodoniku. Rendgensko zračenje i rendgenski spektri.

4. sedmica: Hajzenberg-ov princip neodređenosti. Kvantna mehanika: Talasna funkcija. Šredingerova jednačina. Bornova interpretacija talasne funkcije. Rešenje Šredingerove jednačine za vodonikov atom. Pojam atomske orbitale. Kvantni brojevi. Degeneracija energetskih nivoa atoma vodonika i članova vodonikovog izoelektronskog niza.

5. sedmica: Vektorski model atoma. Radijalna funkcija raspodele, najverovatniji radijus atoma, s, p, d atomske orbitale. Spektroskopski prelazi, izborna pravila za atom vodonika i njemu slične jone, spektralne serije atoma vodonika-prema kvantnoj teoriji.

6. sedmica: Struktura i spektri atoma sa više elektrona, Šredingerova jednačina za višeelektronske atome. Elektronska konfiguracija atoma i osnovni principi izgradnje Periodnog sistema. Spektri višeelektronskih atoma. Spektri atoma alkalnih metala.

7. i 8. sedmica: Hemijska veza i struktura molekula: Born-Openhajmerova aproksimacija. Teorija valentne veze; Hibridizacija. Molekulsko-orbitalna teorija (molekulski jon H2+, linearna kombinacija atomskih orbitala, vezivne i antivezivne orbitale, molekuli H2, He2, dvoatomski molekuli II Periode, σ i π orbitale, integral preklapanja, svojstva simetrije molekulskih orbitala, heteronuklearni dvoatomski molekuli- polarna veza, elektronegativnost).

9. sedmica: Molekulska spektroskopija: Rotacioni spektri. Vibracioni spektri.

10. sedmica: Vibraciono-rotacioni spektri. Elektronski spektri.

11. sedmica: Fluorescentni i fosforescentni spektri. Fotohemijske reakcije. Laseri. Ramanska spektroskopija.

12. sedmica: Električne osobine molekula. Međumolekulske sile. Magnetne osobine molekula.

13. sedmica: Čvrsto stanje (amorfno i kristalno stanje; struktura kristala; jonski, metalni, kovalentni i molekulski kristali; metalna veza, metali, poluprovodnici, izolatori). Adsorpcija (adsorpcija gasova na čvrstim supstancijama, fizička i hemijska adsorpcija, adsorpcione izoterme).

14. sedmica: Tečno stanje (napon pare, viskoznost, površinski napon, kapilarne pojave, adsorpcija na granici tečnost-gas, Gibs-ova adsorpciona izoterma).

15. sedmica: Koloidno stanje. Makromolekuli.

Laboratorijske vežbe:

30 poena (3 časa nedeljno)

Program rada:

1-2. sedmica: Radioaktivnost. Eksperimentalne vežbe: 1. Određivanje vremena poluraspada radioaktivnog izotopa; 2. Određivanje energije zračenja scintilacionom spektrometrijom.

3-5. sedmica: Atomi, atomska spektroskopija. Eksperimentalne vežbe: 3. Plamenofotometrijsko određivanje alkalnih metala; 4. Stilometrija.

6-8. sedmica: Molekuli, molekulska spektroskopija. Eksperimentalne vežbe: 5. Spektrofotometrijsko određivanje konstante stabilnosti [FeSCN]2+ kompleksa; 6. Identifikacija nepoznatog jedinjenja analizom IC spektara.

9-11. sedmica: Čvrsto stanje. Teorijska vežba: 7. Određivanje parametara i tipa kubne rešetke.

12-13. sedmica: Pojave na graničnim površinama. Eksperimentalne vežbe: 8. Gibsova adsorpciona izoterma.

Ukupan broj od 30 poena čine 10 poena za izvođenje eksperimentalnih vežbi i 20 poena za kolokvijume sa vežbi.

Kolokvijumi:

20 poena

Pismeni ispit:

45 poena