Forma výučby:

Odporúčaný rozsah výučby (v hodinách): -

Týždenný: - Za obdobie štúdia: -

Metóda štúdia: Štátna skúška

Otázky štátnej skúšky z predmetu Fyzikálna chémia budú z nasledovných okruhov:

Plyny. Ideálny plyn, zákony pre ideálny plyn a stavová rovnica, princípy kinetickej teórie ideálneho plynu, reálne plyny a van der Waalsova rovnica.

Vlastnosti kvapalín. Povrchové napätie kvapalín, viskozita, tlak pary nad kvapalinou.

Základné pojmy termodynamiky, stavové funkcie, vnútorná energia a prvý zákon termodynamiky.

Termodynamické procesy, vratné a nevratné deje, práca plynu pri expanzii, entalpia, tepelné kapacity.

Termochémia, reakčné teplo, termochemické zákony, závislosť reakčného tepla od teploty.

Entropia. Termodynamické a štatistické zavedenie entropie do termodynamiky. Druhý a tretí zákon termodynamiky.

Voľná energia, voľná entalpia, podmienky rovnováhy v uzavretej sústave. Chemický potenciál.

Rovnováha v heterogénnej sústave, Gibbsov fázový zákon, Fázové rovnováhy v jednozložkových a dvojzložkových sústavách, Clausiova-Clapeyronova rovnica.

Koligatívne vlastnosti, kryoskopia, ebulioskopia, osmóza.

Termodynamika roztokov, reálne roztoky, aktivita, aktivitný koeficient,teória silných elektrolytov, Debyeova-Hückelova teória.

Chemické rovnováhy, reakčná izoterma, rovnovážna konštanta, vplyv teploty a tlaku na chemickú rovnováhu.

Elektrolyty. Elektrolytická disociácia, elektrická vodivosť elektrolytov, elektrolýza, Faradayove zákony, mólová vodivosť iónov, konduktometria,

Disociácia. Disociačný stupeň u slabých elektrolytov, disociačná konštanta, iónový súčin vody, pH, súčin rozpustnosti. Teórie kyselín a zásad. Hydrolýza solí, tlmivé roztoky.

Elektródy. Ich klasifikácia. Elektródový potenciál, Nernstova rovnica, štandardné elektródové potenciály.

Polarografia. Princíp polarografie a jej základné pojmy.

Chemická kinetika, reakčná rýchlosť, rýchlostná konštanta, reakčný poriadok. Kinetika reakcie nultého, prvého a druhého poriadku. Vplyv teploty na reakčnú rýchlosť, Arrheniova rovnica, Eyringova rovnica. Katalýza; základná charakteristika homogénnej, acidobázickej, enzýmovej a heterogénnej katalýzy.

Koloidné sústavy a adsorpcia. Znaky, rozdelenie a najdôležitejšie vlastnosti koloidných sústav. Adsorpčné izotermy.

Elektrónová spektroskopia. Elektrónové prechody. Vibračné a rotačné komponenty v elektrónových spektrách. Born-Oppenheimerova aproximácia. Frank-Condonov princíp.

Vibračná a rotačná spektroskopia. Princípy metód. Rotačný a vibračný pohyb molekúl, tuhý rotor, harmonický oscilátor.

Rezonančné spektroskopie EPR a NMR. Elektrónová paramagnetická rezonancia (EPR), jadrová magnetická rezonancia (NMR), ich princípy a využitie.

Vlastnosti molekúl. Elektrické vlastnosti molekúl, dipólový moment, dipólová polarizovateľnosť, medzimolekulové sily.

Štruktúrna analýza kryštalickej fázy. Rozptyl častíc na kryštalickej mriežke. RTG difrakcia a metódy. Braggov vzťah

štátna skúška

slovenský

Otázky štátnej skúšky z predmetu Fyzikálna chémia budú z nasledovných okruhov:

· Plyny. Ideálny plyn, zákony pre ideálny plyn a stavová rovnica, princípy kinetickej teórie ideálneho plynu, reálne plyny a van der Waalsova rovnica.

· Vlastnosti kvapalín. Povrchové napätie kvapalín, viskozita, tlak pary nad kvapalinou.

Základné pojmy termodynamiky, stavové funkcie, vnútorná energia a prvý zákon termodynamiky.

Termodynamické procesy, vratné a nevratné deje, práca plynu pri expanzii, entalpia, tepelné

kapacity.

· Termochémia, reakčné teplo, termochemické zákony, závislosť reakčného tepla od teploty.

· Entropia. Termodynamické a štatistické zavedenie entropie do termodynamiky. Druhý a

tretí zákon termodynamiky.

· Voľná energia, voľná entalpia, podmienky rovnováhy v uzavretej sústave. Chemický

potenciál.

· Rovnováha v heterogénnej sústave, Gibbsov fázový zákon, Fázové rovnováhy v jednozložkových a dvojzložkových sústavách, Clausiova-Clapeyronova rovnica.

· Koligatívne vlastnosti, kryoskopia, ebulioskopia, osmóza.

· Termodynamika roztokov, reálne roztoky, aktivita, aktivitný koeficient,teória silných elektrolytov, Debyeova-Hückelova teória.

· Chemické rovnováhy, reakčná izoterma, rovnovážna konštanta, vplyv teploty a tlaku na chemickú rovnováhu.

· Elektrolyty. Elektrolytická disociácia, elektrická vodivosť elektrolytov, elektrolýza, Faradayove zákony, mólová vodivosť iónov, konduktometria,

· Disociácia. Disociačný stupeň u slabých elektrolytov, disociačná konštanta, iónový súčin vody, pH, súčin rozpustnosti. Teórie kyselín a zásad. Hydrolýza solí, tlmivé roztoky.

· Elektródy. Ich klasifikácia. Elektródový potenciál, Nernstova rovnica, štandardné

elektródové potenciály.

· Polarografia. Princíp polarografie a jej základné pojmy.

· Chemická kinetika, reakčná rýchlosť, rýchlostná konštanta, reakčný poriadok. Kinetika

reakcie nultého, prvého a druhého poriadku. Vplyv teploty na reakčnú rýchlosť, Arrheniova

rovnica, Eyringova rovnica. Katalýza; základná charakteristika homogénnej, acidobázickej,

enzýmovej a heterogénnej katalýzy.

· Koloidné sústavy a adsorpcia. Znaky, rozdelenie a najdôležitejšie vlastnosti koloidných

sústav. Adsorpčné izotermy.

· Elektrónová spektroskopia. Elektrónové prechody. Vibračné a rotačné komponenty v

elektrónových spektrách. Born-Oppenheimerova aproximácia. Frank-Condonov princíp.

· Vibračná a rotačná spektroskopia. Princípy metód. Rotačný a vibračný pohyb molekúl, tuhý rotor, harmonický oscilátor. · Rezonančné spektroskopie EPR a NMR. Elektrónová paramagnetická rezonancia (EPR), jadrová magnetická rezonancia (NMR), ich princípy a využitie. · Vlastnosti molekúl. Elektrické vlastnosti molekúl, dipólový moment, dipólová polarizovateľnosť, medzimolekulové sily. · Štruktúrna analýza kryštalickej fázy. Rozptyl častíc na kryštalickej mriežke. RTG difrakcia a metódy. Braggov vzťah.

štátna skúška

Forma výučby:

Odporúčaný rozsah výučby (v hodinách): -

Týždenný: - Za obdobie štúdia: -

Metóda štúdia: Štátna skúška

Otázky štátnej skúšky z predmetu Reakčná kinetika a mechanizmy reakcií budú z nasledovných okruhov:

Postuláty reakčnej kinetiky a mechanizmy chemických reakcií. Rýchlosť a polčas reakcie, reakčný poriadok a molekularita reakcie. Elementárne reakcie a vzťah medzi reakčnou kinetikou a termodynamickou rovnováhou. Vzťah kinetiky, mechanizmu a stechiometrie. Empirická chemická kinetika.

Vplyv teploty na rýchlosť reakcie. Vznik aktivovaného komplexu. Reakčná koordináta. Arheniova rovnica. Teória prechodových stavov a Eyringova rovnica. Aktivačný objem a sterické zmeny prechodového stavu.

Typy reakčných mechanizmov z hľadiska chemickej kinetiky. Vyhodnocovanie reakčného poriadku a rýchlostnej konštanty chemických reakcií. Určovanie rýchlostnej rovnice, lokálne aproximácie rýchlostnej rovnice, závislosť poriadkov a rýchlostných konštánt od podmienok, zdanlivé poriadky a konštanty. Mechanizmy unimolekulových rakcií, Lindenman-Hinshelwoodov mechanizmus. Zložitejšie mechanizmy reakcií.

Chemická katalýza. Homogénna a heterogénna katalýza. Katalytické reakčné mechanizmy, experimentálne skúmanie mechanizmov katalýzy. Enzýmová katalýza.

Reakcie v plynnej fáze, na povrchoch a heterogénna katalýza. Kinetická teória plynov. Adsorpcia z plynnej fázy a chemická katalýza. Langmuirova izoterma z hľadiska kinetiky procesov adsorpcie a desorpcie. Langmuir-Hinshelwoodov a Eley-Ridealov mechanizmus reakcií.

Postupy a fyzikálnochemické metódy potrebné pre získavanie informácií o reaktivite a mechanizme reakcií. Teoretické modely, spracovanie výsledkov, metódy chemického výskumu. Získavanie informácií o kinetike a mechanizmoch reakcií z limitovaných experimentov -RPKA, reaction progress kinetic analysis. Aproximáciou stacionárneho stavu a aproximáciou predrovnovážneho stavu. Meranie rovnovážnej konštanty a rýchlostných konštánt vo vratnej reakcii. Chemická kinetika malých počtov molekúl, simulácie stochastických procesov, Gillespieho algoritmus.

Mechanizmy substitučných reakcií koordinačných zlúčenín. Reakcie oktaedrických komplexov, nukleofilné substitúcie, asociačný, disociačný a Eigen-Wilkinsov mechanismus. Vzťah medzi štruktúrou a reaktivitou koordinačných zlúčenín, kineticky inertné komplexy. Reakcie štvorcových komplexov, trans-efekt, vplyv vlastností vstupujúcich a prítomných ligandov v komplexe, vplyv solvatácie. Reakčné mechanizmy redoxných reakcií koordinačných zlúčenín, mimosférny a vnútrosférny mechanizmus redoxných reakcií, nestabilné oxidačné stavy v redoxných reakciách.

Mechanizmy základných reakcií organických zlúčenín. Nukleofilné, elektrofilné a radikálové reakcie. Kinetické údaje a ich interpretácia. Aktivačné parametre, aktivačné komplexy, vznik a identifikácia medziproduktov. Mechanizmy substitučných reakcií, vplyv elektrónovej štruktúry. Adičné a eliminačné reakcie. Cykloadičné reakcie z hľadiska elektrónovej štruktúry molekulových orbitálov.

Difúzne procesy z hľadiska reakčných mechanizmov a kinetika rýchlych reakcií. Difúzne riadené procesy a aktivačne riadené chemické rakcie. Vzťah medzi rýchlosťou difúzne riadených reakcií a difúznym koeficientom prostredia. Stokes-Einsteinova rovnica. Kinetika rýchlych reakcií a metódy merania. Kinetika relaxácie, relaxačný čas, relaxačné metódy, metóda teplotného skoku. Oscilačné metódy, metóda tlakového skoku, štúdium chemickej kinetiky ultrazvukom.

Mechanizmy a kinetika reakcií elektrolytov, vplyv iónovej sily a pH. Debye Huckelov zákon. Primárny soľný efekt. Vplyv iónov na štruktúru vody. Roztoky polárnych, nepolárnych a amfifilných látok. Hydrofóbny efekt. Hughes-Ingoldove pravidlá.

štátna skúška

slovenčina

Otázky štátnej skúšky z predmetu Reakčná kinetika a mechanizmy reakcií budú z nasledovných okruhov:

· Postuláty reakčnej kinetiky a mechanizmy chemických reakcií. Rýchlosť a polčas reakcie, reakčný poriadok a molekularita reakcie. Elementárne reakcie a vzťah medzi reakčnou kinetikou a termodynamickou rovnováhou. Vzťah kinetiky, mechanizmu a stechiometrie. Empirická chemická kinetika.

· Vplyv teploty na rýchlosť reakcie. Vznik aktivovaného komplexu. Reakčná koordináta. Arheniova rovnica. Teória prechodových stavov a Eyringova rovnica. Aktivačný objem a sterické zmeny prechodového stavu.

· Typy reakčných mechanizmov z hľadiska chemickej kinetiky. Vyhodnocovanie reakčného poriadku a rýchlostnej konštanty chemických reakcií. Určovanie rýchlostnej rovnice, lokálne aproximácie rýchlostnej rovnice, závislosť poriadkov a rýchlostných konštánt od podmienok, zdanlivé poriadky a konštanty. Mechanizmy unimolekulových rakcií, Lindenman-Hinshelwoodov mechanizmus. Zložitejšie mechanizmy reakcií.

Chemická katalýza. Homogénna a heterogénna katalýza. Katalytické reakčné mechanizmy, experimentálne skúmanie mechanizmov katalýzy. Enzýmová katalýza.

· Reakcie v plynnej fáze, na povrchoch a heterogénna katalýza. Kinetická teória plynov. Adsorpcia z plynnej fázy a chemická katalýza. Langmuirova izoterma z hľadiska kinetiky procesov adsorpcie a desorpcie. Langmuir-Hinshelwoodov a Eley-Ridealov mechanizmus reakcií.

· Postupy a fyzikálnochemické metódy potrebné pre získavanie informácií o reaktivite a mechanizme reakcií. Teoretické modely, spracovanie výsledkov, metódy chemického

výskumu. Získavanie informácií o kinetike a mechanizmoch reakcií z limitovaných experimentov -RPKA, reaction progress kinetic analysis. Aproximáciou stacionárneho stavu a aproximáciou predrovnovážneho stavu. Meranie rovnovážnej konštanty a rýchlostných konštánt vo vratnej reakcii. Chemická kinetika malých počtov molekúl, simulácie stochastických procesov, Gillespieho algoritmus.

· Mechanizmy substitučných reakcií koordinačných zlúčenín. Reakcie oktaedrických komplexov, nukleofilné substitúcie, asociačný, disociačný a Eigen-Wilkinsov mechanismus. Vzťah medzi štruktúrou a reaktivitou koordinačných zlúčenín, kineticky inertné komplexy. Reakcie štvorcových komplexov, trans-efekt, vplyv vlastností vstupujúcich a prítomných ligandov v komplexe, vplyv solvatácie. Reakčné mechanizmy redoxných reakcií koordinačných zlúčenín, mimosférny a vnútrosférny mechanizmus redoxných reakcií, nestabilné oxidačné stavy v redoxných reakciách. · Mechanizmy základných reakcií organických zlúčenín. Nukleofilné, elektrofilné a radikálové reakcie. Kinetické údaje a ich interpretácia. Aktivačné parametre, aktivačné komplexy, vznik a identifikácia medziproduktov. Mechanizmy substitučných reakcií, vplyv elektrónovej štruktúry. Adičné a eliminačné reakcie. Cykloadičné reakcie z hľadiska elektrónovej štruktúry molekulových orbitálov. · Difúzne procesy z hľadiska reakčných mechanizmov a kinetika rýchlych reakcií. Difúzne riadené procesy a aktivačne riadené chemické rakcie. Vzťah medzi rýchlosťou difúzne riadených reakcií a difúznym koeficientom prostredia. Stokes-Einsteinova rovnica. Kinetika rýchlych reakcií a metódy merania. Kinetika relaxácie, relaxačný čas, relaxačné metódy, metóda teplotného skoku. Oscilačné metódy, metóda tlakového skoku, štúdium chemickej kinetiky ultrazvukom. · Mechanizmy a kinetika reakcií elektrolytov, vplyv iónovej sily a pH. Debye Huckelov zákon. Primárny soľný efekt. Vplyv iónov na štruktúru vody. Roztoky polárnych, nepolárnych a amfifilných látok. Hydrofóbny efekt. Hughes-Ingoldove pravidlá.

štátna skúška

Forma výučby:

Odporúčaný rozsah výučby (v hodinách): -

Týždenný: - Za obdobie štúdia: -

Metóda štúdia: Štátna skúška

Otázky štátnej skúšky z predmetu Spektrálne metódy a chemická štruktúra budú z nasledovných okruhov:

Interakcia hmoty so žiarením: Časovo závislá poruchová teória; Pravdepodobnosť prechodu, koeficienty stimulovanej a spontánnej emistie; Doba života excitovaného stavu; prirodzená šírka spektrálnych čiar.

Excitácia a relaxácia: Absorpcia, Franck-Condonov prechod, Jablonského diagram, prechod náboja/elektrónu, prechod energie, Dexterov a Forsterov mechanizmus, singlet, triplet, radikál, excitón, poteciálová hyperplocha, kónická intersekcia, Ramanov a Rayleighov rozptyl, žiarivá a nežiarivá relaxácia, emisia, vnútorná konverzia, medzistavové kríženie, fluorescencia, fosforescencia, kvantový výťažok, doba života a rýchlostná konštanta.

Prechod elektrónu: Elektomagnetická vlna, fotón, vlnová dĺžka, prechody v molekule, Planckov vzťah, zdroje žiarenia, absorbancia, transmitancia, Lamber-Beerov zákon, disperzia, fotonásobiče, Einsteinove pravdepodobnosti pre absorpciu/emisiu, prechodový moment, vlnová funkcia, elektrónovo-vibračná relaxácia, El-Sayedove pravidlo, izotopový efekt, stavový a energetický diagram, zhášač, vplyv prostredia, dipól, polarizácia, donor-akceptor, Markus-Hushov model, reakčná voľná energia, reorganizačná energia.

Teoretický aparát na interpreáciu spektier,výberové pravidlá v spektroskopii: Kvantovochemické metódy využiteľné pri interpretácii optických spektier, Orbitálny a stavový obraz atómových a molekulových systémov, typy a klasifikácia orbitálov a spektrálnych termov; Výberové pravidlá pre elektrónovú, vibračnú a rotačnú spektroskopiu..

Vibračná spektroskopia: Vibračné spektrá dvojatómových molekúl - harmonická aproximácia, anharmonicita; Rotačné štruktúra vibračného spectra; Vibračné spektrá viacatómových molekúl,FG analýza, anharmonicita, intenzita spektrálnych čiar, symetria vibračných módov; IČ Ramanova spektroskopia.

Elektrónová spektroskopia atómov.

Elektrónová spektroskopia dvojatómových molekúl: Molekulové termy, krivky potenciálnej energie; Elektrónové prechody v dvojatómových molekulách; Vibračná a rotačno-vibračná štruktúra elektrónvých prechodov, difúzne spektrá; Výberové pravidlá v spektroskopii diatomík; Ramanova spektroskopia.

Elektrónová spektroskopia polyatomických molekúl (PAM): Výberové pravidlá v spektroskopii viacatómových molekúl, teória grúp a jej využitie v spektroskopii PAM; Spektrá špecifických skupín PAM: molekúl typu XH2, komplexov prechodných kovov, konjugovaných systémov; Vibračné fenomény v elektrónových spektrách PAM.

Fotoelektrónová spektroskopia: Fotoelektrický jav, ionizačný potenciál, chemický possum; Fotoelektrónové spektrum v UV oblasti – UPS, vibračné rozíšenie čiar; XPS a AES.

Základy NMR spektroskopie: Magnetický moment jadier, gyromagnetický pomer, Zeemanov jav, rezonančná podmienka, generovanie NMR signálu, NMR spectrometer, spinový hamiltonián, externé a interné členy, chemický posun, tenzor tienenia.

Využitie NMR pre určenie štruktúry látok: Vplyv substituentov na chemický posun, spin-spinová interakcia, konštanta spin-spinovej interakcie, typy spin-spinových interakcií, dipól-dipólová interakcia v tuhej fáze a v roztoku, spin-mriežková relaxácia, spin-spinová relaxácia, meranie T 1 relaxačných časov, korelačná funkcia a spinová hustota, jadrový Overhauserov efekt (NOE), princíp a aplikácie dvojrozmernej NMR

Organická a anorganická fotochémia: Fotolýza, excitácia, tripletový senzibilizátor, fotochemické reakcie.

Prírodné fotoprocesy: Spektrum na Zemi, zrakový vnem, efekt UV svetla, hydratácia a dimerizácia dusíkatých báz, vznik vitamínu D, fotosyntéza, chlorofyl, ozón v atmosfére, fotosmog NOx, cykly v atmosfére: oragno-halogény, peroxid a NOx, skleníkový efekt, environmentálna radikálová fotodegradácia .

Technologické fotoprocesy: Fotomedicína: fotodynamická terapia, fotovytvrdzovanie zubnej hmoty a laserové operácie očí, fotopolymerizácia, fotografický proces: čierno-biela, farebná fotografia a digitálna, technológia RGB pre monitory a projektory, fotokopírovanie/tlač, fotolitografia, fotoenergetika: teplo a fotovoltaická elektrina, fotoelektrochemický článok, chemické fotoreaktory, farbivá a pigmenty, fotonika.

Lasery a femtochémia: Princíp LASER, stimulovaná emisia, femtosekundový laser, nelineárna optika, polarizácia, Kerrova šošovka, modelocking, samomodulácia fázy, časovo rozlíšená spektroskopia, tvarovanie laserového impulzu.

Štruktúra makromolekúl: Polymérne reťazce, meranie molekulových hmotností polymérov, distribúcia molekulových hmotností, vplyv vlastností klbka na celkové vlastnosti polymérov. Fyzikálne “stavy” polymérov: Čiastočne kryštalický, vysoko-elastický, visko-elastický, sklovitý stav), elasticita polymérnej siete, plastický stav. Vplyv chemickej konštitúcie, ohybnosti reťazca, veľkosti a polarity bočných skupín, prímesí a molekulovej hmotnosti na teplotu sklovitého prechodu a kryštalizácie polymérov.

štátna skúška

slovenčina

Otázky štátnej skúšky z predmetu Spektrálne metódy a chemická štruktúra budú z nasledovných okruhov:

I1. Interakcia hmoty so žiarením,

· Základné princípy absorpcie a emisie žiarenia, pravdepodobnosť prechodu, prirodzená šírka spektrálnych čiar,

· Excitácia a relaxácia: fluorescencia, fosforescencia, vnútorná konverzia, Franck-Condonov prechod, Jablonského diagram, prechod náboja/elektrónu, prechod energie, kvantový výťažok, Ramanov a Rayleighov rozptyl,

· Časové charakteristiky excitovaných stavov, doba života excitovaného stavu;

2. Elektrónové prechody a spektroskopia

· Prechody v molekulách a atómoch, elektomagnetická vlna, fotón, vlnová dĺžka, prechody v molekule, Planckov vzťah,

· Lamber-Beerov zákon, absorbancia, transmitancia

· Výberové pravidlá a prechodové mechanizmy

· Interakcia elektrónov s prostredím (dipól, polarizácia, donor-akceptor)

3. Vibračná a rotačno-vibračná spektroskopia

· Vibračné spektrá molekúl (harmonická a anharmonická aproximácia)

· Symetria vibrácií a intenzita spektrálnych čiar

· IČ a Ramanova spektroskopia

4. Elektrónová spektroskopia

· Atómy, diatomické a polyatomické molekuly

· Potenciálové krivky a elektronické prechody

· Vibračná štruktúra elektronických spektier

· fotoelektrický jav, ionizačný potenciál,

· Fotoelektrónová spektroskopia (UPS, XPS, AES),

5. NMR spektroskopia

· Základy: Magnetický moment jadier, Zeemanov jav, chemický posun, spinový hamiltonián

· Relaxačné procesy (T₁, T₂), spin-spinové interakcie, NOE

· Aplikácie: určenie štruktúry látok, dvojrozmerná NMR

6. Fotochémia a fotoprocesy

· Základy: excitácia, tripletový stav, fotolýza, fotochemické reakcie

· Príklady prírodných fotoprocesov(fotosyntéza, ozón, fotodegradácia, skleníkový efekt) a technologických fotoprocesov (fotomedicína, fotopolymery, fotolitografia, fotoenergetika, fotodynamická terapia),

7. Lasery a femtochémia

· LASER, princíp, stimulovaná emisia

· Nelineárna optika, polarizácia, časovo rozlíšená spektroskopia

8. Štruktúra makromolekúl a polymérov

· Polymérne reťazce, molekulová hmotnosť, distribúcia hmotnosti

· Fyzikálne stavy polymérov (kryštalický, sklovitý, viskoelastický)

· Vplyv chemickej konštitúcie, polarity bočných skupín a molekulovej hmotnosti na vlastnosti polymérov

štátna skúška

Otázky štátnej skúšky z predmetu Teoretická a počítačová chémia budú z nasledovných okruhov:

Operátory momentu hybnosti, spin elektrónu, spinové momenty.

Vlnová funkcia mnohoelektrónového systému. Pauliho princíp. Jednoelektrónová aproximácia. Slaterov determinant. Mnohoelektrónové predstavy o elektrónovej štruktúre atómov a molekúl.

Slaterove-Condonove pravidlá počítania maticových elementov Hamiltoniánu v teoretickej chémii.

Ohraničenie použitia orbitálových predstáv. Hartreeho-Fockova (HF) SCF teória, možnosti, význam, ohraničenia.

Približné metódy kvantovej mechaniky a ich aplikácia v chémii. Variačný princíp, príklady variačných vlnových funkcií.

Elektrónová korelácia, dynamická a nedynamická korelácia. Konfiguračná interakcia (CI)

Poruchové metódy. Základné predpoklady poruchovej teórie. Poruchová teória do druhého a do vyšších poriadkov.

Metóda spriahnutých klastrov a jej vzťah k poruchovej teórii.

Multireferenčné metódy. Kedy je nevyhnutné ich použiť? MCSCF, CASSCF, CASPT2.

Bázy atómových funkcií v MO-LCAO. HF limita, limita kompletnej bázy v korelovaných výpočtoch.

Teória funkcionálu hustoty (DFT). Hohenbergov-Kohnov teorém. Hamiltonián v DFT. Porovnanie HF a DFT.

Základy teórie chemickej reaktivity, hyperplocha potenciálnej energie. Hraničné orbitály. Woodwardove-Hoffmanove pravidlá.

Relativistické efekty v chémii.

Elektrické vlastnosti molekúl, výpočty z vlnovej funkcie (expectation value) a poruchovou metódou (finite field perturbation theory), metódy, bázy, presnosť.

Počítačové simulácie. Silové pole a molekulová mechanika. Súbory v štatistickej termodynamike. Metóda Monte Carlo. Molekulová dynamika

štátna skúška

slovenský

Okruhy otázok ŠS z predmetu PriF.KFTCh/N-CHFZ-957/15 Teoretická a počítačová chémia:

Základné pojmy kvantovej mechaniky, štatistická interpretácia a jej význam v chémii. Základné

operátory kvantovej mechaniky a ich význam v chemických systémoch.

Symbolika elektrónových stavov atómov a dvojatómových molekúl. Mnohoatómové molekuly,

označovanie elektrónových stavov molekúl v súlade s teóriou grúp.

Vlnová funkcia mnohoelektrónového systému. Pauliho princíp. Slaterov determinant.

Mnohoelektrónové predstavy o elektrónovej štruktúre atómov a molekúl.

Základné teórie chemickej väzby. Molekulové orbitály, formulácia, základné typy MO. SCF teória

MO, možnosti, význam, ohraničenia.

Separácia elektrónových a jadrových premenných vo vlnovej funkcii. Bornova-Oppenheimerova

aproximácia. Súvis s vibračnou a rotačnou spektroskopiou.

Elektrónová korelácia, konfiguračná interakcia (CI). Variačný princíp, príklady a optimalizácia

variačných vlnových funkcií.

Východiská poruchovej teórie atómov a molekúl. Poruchová teória do druhého a do vyšších

poriadkov. Poruchová teória ako interpretačný nástroj chemických fenoménov.

Metóda spriahnutých klastrov a jej vzťah k poruchovej teórii. CC metódy ako „Zlatý štandard

kvantovej chémie.“

Relativistické efekty v chémii. Diracova rovnica, spin ako relativistický fenomén.

Teória funkcionálu hustoty (DFT), Hohenbergov-Kohnov teorém. Hamiltonián v DFT. Porovnanie HF

a DFT.

Počítačové simulácie. Súbory v štatistickej termodynamike. Metóda Monte Carlo. Molekulová

dynamika.

Štruktúra kryštalických látok, recipročná mriežka.

Kohézia kryštalických látok, elastické vlastnosti kryštálov.

Mriežkové vibrácie, termálne vlastnosti fonónov.

Fermiho plyn voľných elektrónov, elektróny v slabom periodickom potenciály.

Pásová štruktúra, Brillouinova zóna, Fermiho energia, elektrónová hustota stavov

štátna skúška

Forma výučby:

Odporúčaný rozsah výučby (v hodinách): -

Týždenný: - Za obdobie štúdia: -

Metóda štúdia: Štátna skúška

štátna skúška

slovenčina

Otázky z predmetu Analytická chémia ako súčasť štátnej skúšky budú z nasledovných okruhov:

Všeobecná charakteristika analytického postupu, definícia základných pojmov. Voľba analytického postupu z hľadiska povahy vzorky a cieľov analýzy.

Stopová analýza a mikroanalýza, charakteristika, požiadavky, definície.

Základné metrologické charakteristiky analytických metód (presnosť, správnosť, citlivosť, robustnosť, selektivita, opakovateľnosť, reprodukovateľnosť) ich určovanie.

Princípy separácie a detekcie iónov v hmotnostnej spektrometrii.

Rovnovážne konštanty – významný termodynamický parameter analytických reakcií.

Elektrogravimetria a jej využitie v chemickej analýze, porovnanie s coulometrickým stanovením látok.

Postup validácie analytickej metódy, normy, správna laboratórna prax.

Všeobecná schéma analytického postupu. Charakterizácia základných krokov analytického postupu a ich vzájomná väzba.

Presnosť, správnosť a spoľahlivosť analytických výsledkov. Náhodné a systematické chyby; zákon šírenia systematických chýb; všeobecné zdroje systematických chýb.

Odber vzoriek. Cieľ odberu vzoriek; reprezentatívne a cielené vzorky; prieskumná analýza a monitorovanie; výber vzorkovacích zariadení.

Úprava vzoriek. Všeobecná charakterizácia úpravy vzoriek v prvkovej analýze; zdroje a charakter

analytických chýb sprevádzajúcich úpravu vzoriek.

Citlivosť inštrumentálnych metód, medza dôkazu (medza detekcie, LOD), medza stanoviteľnosti

(limit stanovenia, LOQ).

Úloha detekčných a identifikačných metód v chemickej analýze a ich klasifikácia.

Kalibrácia a meranie. Metódy kalibračnej krivky a prídavku štandardu na stanovenia analytu vo

vzorke.

Úloha separačných metód v chemickej analýze a ich klasifikácia.

Štátna skúška

Ako písať vysokoškolské a kvalifikačné práce : Ako písať seminárne práce, ročníkové práce,

práce študentskej vedeckej a odbornej činnosti, diplomové práce, záverečné a atestačné

práce, dizertácie / Dušan Katuščák. Bratislava : Stimul, 1998

štátna skúška

slovenský

Obhajoba bakalárskej / diplomovej práce formou prezentácie pred komisiou a zodpovedanie

pripomienok oponenta.

Výsledkom úspešného absolvovania predmetu štátnej skúšky bude obhajoba diplomovej

práce.