Obsahová náplň štátnicového predmetu

Štruktúra a vlastnosti látok v kvapalnom stave. Polarita, hustota, mechanické, termické, optické, elektrické, magnetické a fyzikálno-chemické vlastnosti. Štruktúra a vlastnosti tuhých látok. Kryštálová mriežka. Štruktúra kryštálov. Mechanické vlastnosti: reologické, plasticita a elasticita, topenie. Elektrické vlastnosti: elektrický dipólový moment, polarizovateľnosť, permitivita, index lomu, refrakcia. Supravodiče. Magnetické vlastnosti: magnetická susceptibilita, permanentný a indukovaný magnetický moment. Kryoskopia, hustota, adiabatická stlačiteľnosť, povrchové napätie, osmóza. Kalorimetrické a mikrogravitačné metódy. Transportné procesy, difúzia, sedimentácia, viskozita, chromatografia, filtrácia, elektroforéza. Vodivosť, meranie elektrických vlastností membrán, meranie elektrochemických potenciálov, elektródy, dielektrická spektroskopia, refraktometria.

Chemické rovnováhy a rovnovážne konštanty. Kinetika a mechanizmy reakcií. Teórie chemickej kinetiky. Kinetické rovnice. Rýchlostné konštanty. Komplexné reakcie, vratné, paralelné, postupné. Reťazové reakcie, explózia, fotochemické reakcie. Kinetika heterogénnych fyzikálnych procesov. Homogénna a heterogénna katalýza. Kyslá a bázická katalýza. Adsorpcia, adsorpčné izotermy. Základné mechanizmy anorganických a organických reakcií.

Koloidná chémia: Klasifikácia koloidne disperzných sústav, ich optické a molekulovo-kinetické vlastnosti. Povrchové javy, adsorpcia a adsorpčné izotermy. Elektrické vlastnosti koloidných sústav. Príprava a čistenie koloidných sústav, ich stabilita a koagulácia. Štruktúrno-mechanické vlastnosti koloidných sústav. Sústavy s plynným, kvapalným a tuhým disperzným prostredím.

Makromolekulová chémia. Fázové prechody a deformácia polymérov. Polyreakcie - radikálová polymerizácia, iónová polymerizácia, polykondenzácia, polyadícia. Syntézy makromolekúl. Chemické a fyzikálne premeny polymérov. Polymérne materiály a ich použitie. Stanovenie veľkosti a tvaru polymérov: mólová hmotnosť, MS, laserový rozptyl, ultracentrifugácia, elektroforéza, chromatografia, viskozita.

Kvantová chémia. Schrödingerova rovnica. Variačná a poruchová metóda. Teórie chemickej väzby. Moderné metódy kvantovej chémie. Geometrická štruktúra molekúl. Teória chemickej reaktivity – hraničné orbitály a zákony zachovania orbitálovej symetrie. Teória tranzitného stavu a štatistická mechanika. Excitované stavy molekúl – fyzikálne vlastnosti a fotoreaktivita. Základy stereochémie anorganických a organických molekúl. Konštitúcia, konfigurácia a konformácia. Intramolekulové interakcie: rezonancia a mezoméria. Induktívny, mezomérny a stérický efekt.

Biofyzikálna chémia. Energetické, hmotnostné, priestorové a časové súvislosti biologických systémov. Fyzikálnochemické vlastnosti vodných roztokov a bunkových tekutín. Enzýmová kinetika, mechanizmy enzýmovej katalýzy, autokatalýza. Viazanie ligandov s makromolekulami, aktivovaný komplex. Nerovnovážna termodynamika. Dynamika konzervatívných systémov, chaos. Disipatívne systémy, atraktory, funkcie s posunutím. Stabilita pravidelnej štruktúry makromolekúl. Fázové rozhrania, vlastnosti membrán, membránový transport. Dynamika zložitých biochemických procesov. Meranie sily interakcií biologických objektov, dynamické metódy štúdia jednomolekulových systémov. Laboratórne postupy na molekulárnej a bunkovej úrovni:

Chémia materiálov. Typy a aplikácie materiálov. Syntéza, výroba a spracovanie materiálov. Atómová štruktúra a medziatómové väzby. Amorfné a kryštalické materiály. Poruchy kryštálovej mriežky. Difúzia. Tuhé roztoky. Intermediárne fázy. Fázové premeny. Kryštalizácia kovov. Metódy identifikácie fáz a štúdia fázových premien. Deformačné a lomové správanie materiálov, rekryštalizácia. Štruktúra kovových a keramických materiálov. Kovové materiály. Anorganické nekovové materiály. Biokeramika. Vysokoteplotné supravodiče. Sklo. Plasty. Štruktúra polymérov. Prírodné materiály. Kompozitné materiály. Nanomateriály. Polovodiče. Elektrické vlastnosti. Biomateriály. Rozdelenie a funkcia biomateriálov. High-tech materiály. Degradačné procesy v konštrukčných materiáloch. Ekonomické, environmentálne a spoločenské otázky chémie materiálov.