Študijné predmety sú rozdelené do skupiny povinných a voliteľných predmetov. Uchádzač si vyberie dva študijné predmety, z ktorých aspoň jeden musí byť zo skupiny povinných predmetov.
Povinné predmety
Anorganická chémia
Atóm a jeho štruktúra, elektrónová konfigurácia, prirodzená a umelá rádioaktivita. Modely atómu, kvantové čísla. Periodický systém prvkov, periodický zákon. Chemická väzba a medzimolekulové sily, Chemická štruktúra a fyzikálne vlastnosti látok. Skupenské stavy látok, roztoky, rovnováha chemickej reakcie. Klasifikácia chemických reakcií.
Periodicita, vlastností prvkov a zlúčenín. Prvky s, p, d a f-bloku po jednotlivých skupinách: elektrónové konfigurácie a väzbové možnosti. Vlastnosti prvku ako jednoduchej látky jeho zlúčeniny (hydridy, halogenidy, oxidy a iné), významné reakcie prvku a jeho zlúčenín, laboratórna príprava, výroba, možnosti praktickej aplikácie, prírodné suroviny.
Literatúra:
1. Ondrejovič G. a kol.: Anorganická chémia, Alfa, Bratislava 1993.
2. Ondrejovič G. a kol.: Anorganická chémia 2, STU, Bratislava 1995.
3. Gažo a kol.: Všeobecná a anorganická chémia, Alfa, Bratislava 1981.
4. Černák, J.: Otázky a úlohy z anorganickej chémie (učebný text), R UPJŠ 2003.
5. N.N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemistry of the Elements, Pergamon Press, New York 1984 (je aj český preklad).
Organická chémia
Väzby v organických zlúčeninách, teória molekulových orbitálov, hybridizácia, polarita väzby, polarizovateľnosť. Reakcie organických zlúčenín, chemická rovnováha, termodynamika reakcií, reakčné teplo, entropia, entalpia, voľná aktivačná energia, tranzitné stavy, rýchlosť reakcie, reakčná rovnováha, termodynamicky a kineticky kontrolované reakcie, mechanizny organických reakcií, homolytické a heterolytické štiepenie väzieb, medziprodukty, typy reakcií. Alkány, alkény, polyény. alkíny, aromatické uhľovodíky, halogénderiváty, hydroxyderiváty, hydroperoxidy, peroxidy, étery, oxirány, aldehydy, ketóny, chinoidné zlúčeniny, halogénkarbonylové zlúčeniny, hHydroxykarbonylové zlúčeniny, karboxylové kyseliny, funkčné a substitučné deriváty karboxylových kyselín, halogén a hydroxykarboxylové kyseliny, laktóny, aminokyseliny, amíny, diazozlúčeniny, nitro a nitrózozlúčeniny, hydroxylamíny, oxímy a hydrazíny, deriváty kyseliny uhličitej a tiouhličitej, organické zlúčeniny síry, fosforu, kremíka a bóru. Heterocyklické zlúčeniny, päťčlánkové heterocyklické zlúčeniny, šesťčlánkové heterocyklické zlúčeniny, sacharidy, terpény, steroidy a alkaloidy.
Literatúra:1. Hrnčiar P.: Organická chémia, SPV Bratislava 1990.
2. Kováč J., Kováč Š., Fišera Ľ., Krutošíková A.: Organická chémia I a II, Alfa,Bratislava 1992.
Biochémia
Aminokyseliny a peptidy. Štruktúra aminokyselín. Optická aktivita a konformácia. Acido-bázické vlastnosti. Reakcie aminokyselín. Nukleové kyseliny. Purínové a pyrimidínové bázy. Biosyntéza DNA a RNA. Komplexy proteínov a nukleových kyselín. Genetické inžinierstvo. Proteosyntéza. Vznik života. Modely vzniku nukleových kyselín. Vznik organických molekúl a peptidických väzieb. Možná úloha kyanovodíka. Enzýmy: štruktúra a funkcia. Koenzýmy. Biologické oxidácie. Hem. Cytochrómy. Dehydrogenázy. Peroxidázy. Chlorofyl. Anhydráza kyseliny uhličitej. Vznik ATP v procese oxidačnej fosforylácie. Transport proteínov. Generovanie tepla a protónový gradient. Bioluminiscencia. Oxygenázy a hydroxylázy. Cyklus trikarbónových kyselín. Metabolizmus dusíka. Asimilácia elementárneho dusíka. Biosyntéza a odbúravanie purínových a pyrimidínových nukleotidov. Biosyntéza porfyrínov. Hormóny.Vitamíny.
Literatúra:1. Ferenčík, Škárka, Novák, Turecký: Biochémia, Bratislava 2000.
Voliteľné predmety
Bioanorganická chémia
Komplexy kovov v živých systémoch, ich stabilita, geometrické usporiadanie a charakteristické koordinačné čísla. Vplyv ligandu na stabilitu komplexu. Špecifické vlastnosti väzby kov-ligand. Pearsonova teória a jej význam. Vzájomné pôsobenie kovového iónu a aminokyselín, peptidov a bielkovín. Enzýmy a metaloenzýmy. Úloha kovových iónov v sústavách kov-bielkovina. Regulačná a štrukturálna funkcia kovových iónov a ich úloha pri prenášaní vzruchov. Alkalické kovy a kovy alkalických zemín v biologických sústavách. Funkcia prechodných kovov v živom organizme. Toxické kovy v biosystéme . Metabolizmus kovov, vstrebávanie, distribúcia, transport a vylučovanie. Choroby spôsobené nedostatkom kovov. Biologická účinnosť niektorých komplexov kovov a ich použitie v humánnej a veterinárnej medicíne.
Literatúra:
1.Kendrick M.J., May M.T., Plishka M.J., Robinson K.D.: Metals in biological systems, Ellis Horwood, Toronto 1992.
2.Kaim W., Schwederski B.: Bioinorganic chemistry, J.Wiley and Sons Chichester 1994.
Koordinačná chémia
Typy koordinačných zlúčenín, centrálne atómy, ligandy, koordinačné číslo. Väzby v koordinačných zlúčeninách: teória kryštálového poľa, teória MO. Spektrochemický rad ligandov, slabé pole a silné pole,. vplyv symetrie ligandového poľa, faktory vplývajúce na silu ligandového poľa. Štruktúra a symetria koordinačných zlúčenín, tetragonálna a trigonálna distorzia, Jahn-Tellerov efekt, izoméria. Spektrálne a magnetické vlastnosti koordinačných zlúčenín. Reakcie koordinačných zlúčenín, trans-efekt.
Literatúra:
1. Ondrejovič G. a kol.: Anorganická chémia 2, STU, Bratislava 1995.
2. Gažo a kol.: Všeobecná a anorganická chémia, Alfa, Bratislava 1981.
3. Černák, J.: Otázky a úlohy z anorganickej chémie (učebný text), R UPJŠ, 2003.
4. N.N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemistry of the Elements, Pergamon Press, New York, 1984 (je aj český preklad).
Chémia tuhej fázy
Definícia a klasifikácia tuhých látok, príklady ich aplikácie v modernej technike, Chémia tuhých látok – historický vývoj a súčasné úlohy. Geometrické a štruktúrne zákonitosti výstavby kryštálov.Kryštálová mriežka, kryštálová štruktúra, kryštalografické sústavy,
symetria kryštálovej štruktúry. Základné typy anorganických štruktúr. Reálna štruktúra.
Ideálny, dokonalý a reálny kryštál. Poruchy v reálnom kryštále. Bodové poruchy
Čiarové poruchy – dislokácie. Plošné poruchy. Trojrozmerné-objemové poruchy. Difúzia v tuhých látkach Objemová difúzia. Difúzia v polykryštaických látkach. Reakcie v tuhých látkach. Osobitosti tuhofázových reakcií. Povrchová oxidácia a ochrana kovov pred koróziou Reakcie rozkladu. Reakcie v zmesiach tuhých látok – tuhofázová syntéza. Metódy simulácie tuhofázovej syntézy.
Literatúra:1. Kratochvíl B. a kol.: Základy fyziky a chemie pevných látek. Diel I, II, Fakulta chemické technologie VUT, Praha 1990.
2. Tkáčová K., Černák, J.: Úvod do chémie tuhých látok, interné skriptum, UPJŠ 2005.
3. A.R. West: Basic Solid State Chemistry, 2nd Ed., J. Wiley & Sons, Ltd., Chichester 1988.
Toxikológia
Účinky jedov a ich klasifikácia (faktory ovplyvňujúce toxicitu látok, absorpcia, distribúcia a prenos látok cez bunkovú membránu). Premena toxických látok v organizme (oxidácia, redukcia, hydrolýza, konjugácia). Toxikologické a biologické vlastnosti prvkov a anorganických zlúčenín (prvky s, p, d a f bloku). Toxikologické vlastnosti organických zlúčenín. Chémia a toxikológia liečiv. Drogy a drogová závislosť. Voľné radikály a antioxidanty. Toxikológia priemyselná a životného prostredia. Toxikológia potravinárska.
Toxikológia prírodných produktov. Vojenská toxikológia.
Literatúra :
1. Forth W., Henschler D., Rummel W.: Allgemeine und spezielle Toxikologie, Wissenschaftsverlag, Zürich 1987.
2. Fuherman G.F.: Allgemeine Toxikologie für Chemiker, Teubner Verlag, Stuttgart 1984.
3. Marhold J.: Přehled prumyslové toxikologie, Avicenum Praha 1973.
Bioorganická chémia
Proximity efekt v organickej chémii. Molekulová adaptácia a rozpoznávanie na supramolekulovej úrovni. Biorganická chémia aminokyselín a polypeptidov. Analógia medzi organickými reakciami a biochemickými transformáciami. Chémia peptidickej väzby. Neribozomálna syntéza peptidov. Asymetrická syntéza aminokyselín, využitie chírálnych organokovových katalyzátorov. Analógy tranzitných stavov, protilátky ako enzými, chemické mutácie, molekulové rozpoznanie a syntéza biologicky účinných látok.Bioorganická syntéza polynukleotidov. Uchovávanie energie, DNA interkaláty, chemická evolúcia biopolymérov, RNA molekuly ako katalyzátory. Enymatická chémia, úvod do katalýzy a enzýmov, multifunkčná katalýza, chymotrypsín, stereokontrolovaná hydrolýza, imobilizované enzýmy a ich využitie v org. syntéze. Enzymatické modely. Host-guest koplexačná chémia, crown étery, membránová chémia a micely, polyméry, cyklodextríny, steroidné templáty. Vzdialené funkcionalizačné reakcie, biomimetická polyénová cyklizácia. Kovové ióny v proteínoch a biomolekulách, karboxypeptidáza a úloha zinku, hydrolýza esterov aminokyselín, amidov a peptidov, železo a transport kyslíka, Cu ióny. Biomodel fotosyntézy a prenosu energie, kobalt a úloha vitamínu B12. Chémia koenzýmov, oxidačnoredukčné reakcie, pyridoxalfosfát, „suicide enzyme inactivators a affinity labels“, tiamín pyrofosfát, biotín.
Literatúra:
1. H. Dugas: Bioorganic Chemistry, Wiley, London 1995.
Analytická chémia
Predmet, ciele a klasifikácia metód analytickej chémie. Základné pojmy a postupy – odber, úprava vzoriek, príprava roztokov. Typy reakcií používaných v analytickej chémii podľa selektivity a mechanizmu a ich využitie v kvalitatívnej a kvantitatívnej analytickej chémii.
Gravimetria, princíp a jej využitie. Princíp odmernej analýzy, rozdelenie, štandardizácia, titračná krivka, indikácia ekvivalentného bodu, vyhodnotenie titrácie, využitie.
Klasifikácia inštrumentálnych metód analytickej chémie. Princíp najvýznamnejších inštrumentálnych analytických metód – elektroanalytických (potenciometria, konduktometria, polarografia), optických (atómové a molekulové spektrá), separačných (chromatografické a elektromigračné techniky) a ich využitie v kvalitatívnej a kvantitatívnej analýze.
Literatúra1. Z. Holzbecher, J.Churáček a kol.: Analytická chemie, SNTL/Alfa, Praha 1987.
2. J. Garaj, D. Bustin, Z. Hladký: Analytická chémia, Alfa/SNTL, Bratislava 1987.
Fyzikálna chémia
Skupenské stavy, zákony pre ideálny a reálny plyn. Kvapaliny – charakteristika, povrchové napätie, viskozita. Tuhé látky – charkteristika a vlastnosti.Základy termodynamiky, termodynamické zákony, charakteristické termodynamické zmeny, teplo, práca, vnútorná energia, entalpia, entropia, Helmholtzova a Gibbsova energia, chemický potenciál. Termochémia, termochemické zákony, kalorimetria. Fázové rovnováhy, Gibbsov fázový zákon, jedno-, dvoj- a trojzložkové sústavy, koligatívne vlastnosti, aktivita. Adsorpcia, adsorpčné izotermy. Chemická rovnováha, reakčná izoterma, reakčná izobara, reakčná izochora, vplyv teploty a tlaku na chemickú rovnováhu. Elektrochémia. Vodivosť elektrolytov, Faradayov zákon, teória silných elektrolytov, aktivitné koeficienty, iónová sila roztoku. Teórie kyselín a zásad, tlmivé roztoky, hydrolýza solí. Galvanické články, elektromotorické napätie článku, Nernstova a Petersova rovnica, elektródy 1. a 2. druhu, redox elektródy, elektródové procesy, polarizácia elektród, koncentračné články, korózia kovov a pasivita. Chemická kinetika – typy reakcií, reakčná rýchlosť, molekularita a poriadok reakcie, reakcie rôznych poriadkov, simultánne reakcie – druhy, reťazové reakcie, teórie reakčnej rýchlosti, vplyv teploty na rýchlosť reakcie. Katalýza – homogénna a heterogénna, acidobázická katalýza.
Literatúra:1. V. Atkins : Fyzikálna chémia, Vydav. STU, Bratislava 1999.
2. V. Kellö, A. Tkáč : Fyzikálna chémia, Alfa, Bratislava 1972.
3. W.J. Moore : Fysikální chemie, SNTL, Praha 1979, 1981.
Didaktika chémie
Didaktický systém v súčasnej školskej koncepcii. Nové trendy výučby chémie u nás a v zahraničí. Chémia každodenného života. Environmentálne vzdelávanie v chémii. Význam a funkcia učebných úloh vo vyučovaní chémie. Výber a štrukturácia chémie. Prostriedky sprístupňovania učiva chémie. Formy a metódy výučby chémie. Výpočtová technika vo výučbe chémie. Chemické výučbové programy. Internet vo výučbe chémie. Didaktika učiva periodická sústava prvkov. Koncepcia uvedenia PZ a PSP a ich optimálne zaradenie do učiva. Didaktický systém učiva anorganickej chémie a jeho rozvrhnutie do úrovne ZŠ a Gymnázia. Didaktika organickej chémie. Chémia zlúčenín uhlíka.
Literatúra :
1. Pachman E., Hofmann V.: Obecná didaktika chémie, SPN, Praha 1981.
2. Smik L. a kol.: Špeciálna didaktika chémie. Učebný text I.a II., UPJŠ 1984.
3. Pachman E. a kol.: Speciální didaktika chémie, SPN, Praha 1986.
