Διδασκόμενη ύλη

Περιοδικός πίνακας και χημεία των στοιχείων

Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες και η τάση των στοιχείων να σχηματίζουν ιδιαίτερου τύπου ενώσεις σε σχέση με την θέση τους στον περιοδικό πίνακα.

Αρχές οξέων-βάσεων και δότη-αποδέκτη

Ορισμός Σκληρών-Μαλακών Οξέων-Βάσεων κατά Pearson (HSAB). Θεωρίες οξέων-βάσεων κατά Arrhenius, Bronsted-Lowry και Lewis. Ταξινόμηση της ισχύος των οξέων-βάσεων και παράγοντες που την επηρεάζουν.

Ηλεκτροχημεία

Δυναμικό ηλεκτροδίου και ηλεκτρεγερτικές δυνάμεις. Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις και ηλεκtροχημικά στοιχεία (Βολταϊκά και Γαλβανικά στοιχεία). Σχετική οξειδωτική και αναγωγική ισχύς. Ελεύθερη ενέργεια (Gibbs) και ηλεκτρικό έργο (Πρότυπο δυναμικό ηλεκτροδίου και σταθερά ισορροπίας αντίδρασης). Επίδραση της συγκέντρωσης στο ηλεκτροχημικό δυναμικό (εξίσωση Nernst). Διάβρωση: Παράδειγμα περιβαλλοντικής ηλεκτροχημείας. Προστασία από τη διάβρωση.

Στοιχεία μετάπτωσης: Ηλεκτρονιακή διαμόρφωση και δεσμοί

Ηλεκτρονιακή διαμόρφωση και οξειδωτικές καταστάσεις των στοιχείων μετάπτωσης και των ιόντων τους. Θεωρία δεσμού σθένους και υβριδικών τροχιακών. Θεωρία κρυσταλλικού πεδίου. Θεωρία μοριακών τροχιακών. Σταθεροποίηση κρυσταλλικού πεδίου (ενώσεις υψηλού-χαμηλού spin συμμετρίας). Ενέργεια σταθεροποίησης πεδίου υποκαταστατών. Μαγνητικές ιδιότητες συμπλόκων ενώσεων (παραμαγνητικά και διαμαγνητικά σύμπλοκα). Φασματοσκοπία ηλεκτρονιακής απορρόφησης (ηλεκτρονιακά φάσματα dⁿ ιόντων, φάσματα μεταφοράς φορτίου: επιτρεπτές-απαγορευμένες μεταπτώσεις). Φαινόμενο Jahn-Teller. Χρώμα των μετάλλων μετάπτωσης.

Χημεία ένταξης: δομή

Ενώσεις με αριθμό ένταξης 2 (γραμμική) και 3 (επίπεδη τριγωνική, τριγωνική πυραμιδική). Ενώσεις με αριθμό ένταξης 4 (τετραεδρική και επίπεδη τετραγωνική διευθέτηση). Ενώσεις με αριθμό ένταξης 5 (τριγωνική διπυραμιδική και τετραγωνική πυραμιδική διευθέτηση). Ενώσεις με αριθμό ένταξης 6 (οκταεδρική και τριγωνική πρισματική διευθέτηση). Ενώσεις με αριθμό ένταξης 7 (πενταγωνική διπυραμιδική, υποκατεστημένη οκταεδρική και υποκατεστημένη τριγωνική πρισματική διευθέτηση). Ενώσεις με αριθμό ένταξης 8 (τριγωνική δωδεκαεδρική και τετραεδρική αντιπρισματική διευθέτηση). Γεωμετρική και οπτική ισομέρεια.

Χημεία ένταξης: Αντιδράσεις, κινητική και μηχανισμοί

Αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης συμπλόκων ενώσεων. Trans φαινόμενο. Επίδραση της σταθεροποίησης κρυσταλλικού πεδίου στην κινητική σταθερότητα. Ρακεμικά μείγματα και ισομερισμός. Μηχανισμοί αντιδράσεων μεταφοράς ηλεκτρονίου (εξωτερικής και εσωτερικής σφαίρας).

Ιστοσελίδα μαθήματος

Το eclass του μαθήματος.

Άλλη ιστοσελίδα.

Μαθησιακά αποτελέσματα

Το μάθημα περιλαμβάνει εισαγωγή στις βασικές αρχές που καθορίζουν τη χημική δραστικότητα και τις χημικές και φυσικές ιδιότητες των στοιχείων με έμφαση σε εκείνες των μετάλλων μετάπτωσης. Περιγράφεται η δομή των συμπλόκων ενώσεων μετάλλων μετάπτωσης με όρους χημικής δραστικότητας και ενεργειακής σταθερότητας.

Οι μαθησιακοί στόχοι του μαθήματος είναι οι εξής:

1. Εμπέδωση των βασικών αρχών που καθορίζουν τη χημική δραστικότητα των στοιχείων και ιδιαίτερα των μετάλλων μετάπτωσης.
2. Απόκτηση των απαραίτητων γνώσεων για τη δομή των ανόργανων συμπλόκων ενώσεων και τους παράγοντες που επηρεάζουν την σταθερότητά της.
3. Αποσκοπεί στην κατανόηση των φυσικοχημικών αρχών που χαρακτηρίζουν την ανάπτυξη και τις ιδιότητες των ανόργανων υπερμοριακών στερεών.

Το μάθημα σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Πλαίσιο Προσόντων Δια Βίου Μάθησης είναι επιπέδου 6 ως μάθημα πρώτου κύκλου σπουδών.

Μέθοδοι Aξιολόγησης

Η αξιολόγηση των φοιτητών γίνεται με ενδιάμεση πρόοδο (προαιρετικά) και τελική γραπτή εξέταση στα ελληνικά που περιλαμβάνει συνδυασμό:

• Επίλυσης προβλημάτων,
• Ανάπτυξης θεμάτων
• Προφορικής εξέτασης (για φοιτητές με μαθησιακές δυσκολίες).

Οι φοιτητές έχουν το δικαίωμα να δουν το γραπτό τους μετά την έκδοση των αποτελεσμάτων βαθμολόγησης και να υποβάλουν ερωτήσεις.

Ο τρόπος αξιολόγησης των φοιτητών περιγράφεται κατά την πρώτη διάλεξη και αναφέρεται στην ιστοσελίδα του μαθήματος.

Βιβλιογραφία

Προτεινόμενη

1. “Ανόργανη Χημεία”, 2η Έκδοση, Catherine E. Housecroft, Alan G. Sharpe (Επιμέλεια απόδοσης στα Ελληνικά: Ν. Χατζηλιάδης, Θ. Καμπανός, Α. Κεραμιδάς, Σ. Περλεπές), Εκδόσεις Unibooks IKE, 2017.
   Το βιβλίο καλύπτει πλήρως την ύλη του μαθήματος.
2. Π.Π. Καραγιαννίδης, “Ανόργανη Χημεία”, 3η έκδοση, Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη, 2008.
   Το βιβλίο καλύπτει μεγάλο μέρος την ύλη του μαθήματος.

Πρόσθετη

1. “Ανόργανη Χημεία, τόμος Α”, Weller Mark, Rourke Jonathan, Overton Tina, Armstrong Fraser, ISBN: 978-9925-576-31-9, Broken Hill Publishers, Λευκωσία, 2021
2. Ι. Τοσσίδης, “Χημεία Ενώσεων Συναρμογής”, Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη, 2001.
3. Ν. Δ. Κλούρα, “Βασική Ανόργανη Χημεία”, 2η έκδοση, Εκδόσεις Π. Τραυλός – Ε. Κωσταράκη, Αθήνα, 1997.
4. Albert F. Cotton, Geoffrey Wilkinson and Paul L. Gaus, “Basic Inorganic Chemistry”, 3rd ed., John Wiley & Sons, New York, 1995.
5. James E. Huheey, Ellen A. Keiter and Richard L. Keiter, “Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity” 4th ed., HarperCollins College Publishers, New York, 1993.
6. Martin S. Silberberg, “Chemistry: The molecular nature of matter and change”, 4th ed., McGraw-Hill, New York, 2006.
7. R. Chang, “Chemistry”, 6th ed., McGraw-Hill, Boston, 1998

Συναφή επιστημονικά περιοδικά

• Inorganic Chemistry
• Coordination Chemistry Reviews
• European Journal of Inorganic Chemistry
• Journal of Inorganic Chemistry