Okruhy tém na bakalársku štátnu záverečnú skúšku z chémie

Všeobecná a anorganická chémia

1. Štruktúra atómu. Základy kvantovej teórie a kvantovo­‑mechanický model jednoelektrónového atómu. Opis pohybu elektrónu pomocou kvantových čísel. Princípy obsadzovania orbitálov elektrónmi vo viacelektrónových atómoch.
2. Mendelejevov periodický zákon. Vzťah medzi periodicitou vlastností prvkov a výstavbou elektrónových vrstiev v atóme. Klasifikácia prvkov podľa elektrónovej štruktúry ich atómov. Trendy zmien v periódach a skupinách pri väzbovosti, oxidačných číslach, elektronegativite.
3. Teórie chemickej väzby: klasická, VV (hybridizácia), MO. Väzby iónové, kovalentné, lokalizované, delokalizované. Polarita kovalentnej väzby, polarita molekúl. Kovová väzba. Medzimolekulové príťažlivé sily, vodíkové väzby.
4. Vnútorná stavba kryštálov. Kryštály s iónovou, atómovou, molekulovou, kovovou a vrstevnatou štruktúrou.
5. Chemické reakcie. Energetika chemických reakcií (termochémia, kinetika, termodynamika). Klasifikácia chemických reakcií. Teórie kyselín a zásad, oxidačno­‑redukčné reakcie, zrážacie reakcie, komplexotvorné reakcie.
6. Vodík, jeho väzbové možnosti a vlastnosti. Typy hydridov a ich vlastnosti.
7. Kyslík, jeho väzbové možnosti a vlastnosti. Ozón. Typy oxidov a ich vlastnosti. Peroxid vodíka. Voda. Štruktúra molekúl vody, medzimolekulové interakcie vo vode a dôsledky pre fyzikálne vlastnosti vody. Chemické vlastnosti vody. Tvrdosť vody.
8. Halogény. Elektrónová konfigurácia a spôsob väzby, rôzne oxidačné čísla, ich zlúčeniny, najmä kyslíkaté zlúčeniny chlóru.
9. Síra a jej analógy. Elektrónová konfigurácia, spôsob väzby, vlastnosti, zlúčeniny – predovšetkým sulfidy a kyslíkaté zlúčeniny.
10. Dusík a fosfor. Elektrónová konfigurácia, vlastnosti a zlúčeniny. Amoniak, kyslíkaté zlúčeniny dusíka a fosforu.
11. Uhlík a kremík. Elektrónová konfigurácia a spôsob väzby. Uhlík a kremík ako jednoduché látky. Oxidy uhlíka a kremíka, väzby v nich, vlastnosti a modifikácie. Kyselina uhličitá a kremičitá, uhličitany a kremičitany.
12. Problematika nasledujúcich skupín prvkov – ich elektrónové konfigurácie, možnosti oxidačných stupňov a väzbové schopnosti, tvorba významných charakteristických skupín zlúčenín, dôležité praktické použitie:

1. alkalické kovy,
2. berýlium, horčík, kovy alkalických zemín,
3. skandium, ytrium, lantán, lantanoidy, aktinoidy,
4. titán, zirkónium, hafnium, vanád, niób, tantal,
5. chróm, molybdén, volfrám, mangán, technécium, rénium,
6. železo, kobalt, nikel,
7. platinové kovy,
8. meď, striebro, zlato,
9. zinok, kadmium, ortuť,
10. bór, hliník,
11. gálium, indium, tálium, germániu, cín, olovo,
12. arzén, antimón, bizmut,
13. vzácne plyny.

Organická chémia

1. Elektrónová konfigurácia atómu uhlíka a charakter chemických väzieb, ktoré vytvára. Hybridizácia väzieb a geometria molekúl uhľovodíkov, teória molekulových orbitálov.
2. Teória rezonancie. Prehľad základných funkčných skupín. Acidobázické reakcie zlúčenín uhlíka, štruktúrne vplyvy.
3. Alkány a cykloalkány – štruktúra, fyzikálne vlastnosti, výskyt, názvoslovie. Konformačná analýza. Termodynamika a kinetika chemických reakcií. Radikálové reakcie na sp3 uhlíku.
4. Izoméria, chiralita, konfigurácia a konformácia organických zlúčenín. Názvoslovie chirálnych zlúčenín.
5. Vlastnosti enantiomérov. Fischerova projekcia. Diastereoméry. Popis stereochémie zlúčeniny.
6. Alkény – štruktúra, stabilita, názvoslovie. Reaktivita alkénov – adičné reakcie, radikálové polymerizácie.
7. Diény, 1,3­‑adície, Dielsove­‑Alderove reakcie. Alkíny – štruktúra, názvoslovie, acidobázické a adičné reakcie.
8. Alifatické halogénderiváty, ich štruktúra a názvoslovie. Substitučné nukleofilné reakcie halogénderivátov (S_N1, S_N2) – reaktivita, mechanizmus reakcie, vzájomné porovnanie.
9. Eliminačné reakcie halogénderivátov a alkoholov (E1, E2). Porovnanie vhodných reakčných podmienok pre S_N1, S_N2, E1 a E2 reakcie. Základné syntetické stratégie pri vzájomnej konverzii halogénderivátov, alkénov a alkínov.
10. Alkoholy – štruktúra, fyzikálne a acidobázické vlastnosti, názvoslovie, spôsoby prípravy. Substitučné reakcie alkoholov.
11. Eliminačné a oxidačné reakcie alkoholov. Étery a epoxidy – štruktúra, názvoslovie, Williamsonova syntéza. Kyslé štiepenie éterov, otváranie epoxidového kruhu.
12. Aromatické uhľovodíky – štruktúra, názvoslovie, aromaticita a antiaromaticita. Oxidácie na benzylickom uhlíku.
13. Elektrofilné aromatické substitúcie, aktivujúce a deaktivujúce substituenty, regioselektivita. Syntetické stratégie pri príprave aromátov. Redukcia aromatického jadra.
14. Aldehydy a ketóny – štruktúra, názvoslovie, metódy prípravy, nukleofilné adičné reakcie, Baeyerova­‑Villigerova oxidácia.
15. Amíny – štruktúra, vlastnosti, spôsoby prípravy. Reaktivita amínov – acylácia, Hofmannova eliminácia, diazotácia. Reakcie diazóniových solí.
16. Karboxylové kyseliny – štruktúra, názvoslovie, vlastnosti, príprava a redukčné reakcie. Funkčné deriváty karboxylových kyselín, ich názvoslovie a základné porovnanie reaktivity.
17. Príprava a reakcie funkčných derivátov karboxylových kyselín. Polyestery a polyamidy. Hydrolyzovateľné a nehydrolyzovateľné lipidy.
18. Enoly a enoláty, keto­‑enolová tautoméria, α­‑halogenácia, neskrížené aldolové adície a kondenzácie.
19. Skrížené aldolové reakcie, Claisenova kondenzácia, malónesterová a acetoctanová syntéza.
20. Prírodné α­‑aminokyseliny, ich štruktúra a acidobázické vlastnosti, izoelektrický bod, elektroforéza. Amidomalonátová a Streckerova syntéza.

Biochémia

1. Všeobecné vlastnosti živých systémov (charakteristika, organizácia, zloženie a klasifikácia živých systémov).
2. Bunka – základná jednotka organizmu (prokaryotická a eukaryotická bunka – rastlinná a živočíšna).
3. Chemické zloženie živých systémov (biogénne prvky, monoméry a biopolyméry).
4. Bunkové membrány – štruktúra, model kvapalnej mozaiky, biologický význam, transport.
5. Aminokyseliny a peptidy – štruktúra, vlastnosti a funkcie v živých systémoch.
6. Proteíny – rozdelenie, štruktúra a biologické funkcie, rozklad proteínov enzýmami.
7. Charakteristika, štruktúra a klasifikácia enzýmov, koenzýmy významné v biochemických reakciách.
8. Kinetika enzýmových reakcií a faktory, ktoré ju ovplyvňujú, význam hodnôt K_M a V_max.
9. Nukleotidy – štruktúra, typy, biologický význam.
10. Polynukleotidy – nukleové kyseliny (DNA) – zloženie, väzba v reťazci a väzba podľa komplemetarity báz, typy štruktúr DNA.
11. Replikácia DNA – všeobecný priebeh, vedúci a zaostávajúci reťazec pri replikácii, Okazakiho fragmenty, typy a účinok replikačných enzýmov.
12. Transkripcia DNA – všeobecný priebeh, posttranskripčné úpravy u prokaryotov a eukaryotov.
13. Polynukleotidy – nukleové kyseliny (RNA) – zloženie, väzba v reťazci a väzba podľa komplemetarity báz, základné druhy RNA a ich štruktúra.
14. Proteosyntéza – všeobecný priebeh, úloha ribozómov, mediátorovej a transferovej RNA, posttranslačné úpravy proteínov.
15. Primárny metabolizmus, makroergické zlúčeniny.
16. Získavanie a premeny metabolickej energie v organizmoch – anabolizmus a katabolizmus, energetické spriahnutie reakcií, dýchací reťazec a oxidačná fosforylácia, energia iónových gradiendov.
17. Biosyntéza a degradácia lipidov, biologicky významné lipidy.
18. Sacharidy – štruktúra, druhy, biologický význam. Biosyntéza sacharidov.
19. Degradácia sacharidov (glykolýza, pentózový cyklus, Krebsov cyklus).
20. Fotosyntéza – fázy, cyklická a necyklická fosforylácia, fixácia CO₂ fotosyntetizujúcimi rastlinami.