Univerzita P. J. Šafárika v Košiciach - Prírodovedecká fakulta Univerzita P. J. Šafárika v Košiciach Prírodovedecká fakulta PF UPJŠ 2026/2027 6102403 S FFCH ÚCHV/FFCH/03 Fyzikálna chémia 4 Predmet štátnej skúšky (jednoodborové štúdium, magisterský II. st., denná forma) 19.01.2026 24.11.2021 ÚCHV/CHPO/22 a ÚCHV/FVE1/15 ÚCHV/CHPO/22 - Chémia povrchov a ÚCHV/FVE1/15 - Teória elektrochemického deja CHPO - Chémia povrchov a FVE1 - Teória elektrochemického deja 8 osoba zodpovedná za realizáciu študijného programu prof. RNDr. Andrej Oriňak, PhD. andrej.orinak@upjs.sk 14688955 ÚCHV/CHPO/22 CHPO Chémia povrchov a 14684131 ÚCHV/FVE1/15 FVE1 Teória elektrochemického deja A 1113 FYCHm fyzikálna chémia -1 prezenčná II. prezenčná true <_C_> Cieľ

Preveriť vedomosti zo základných okruhov pokročilej fyzikálnej chémie.

<_L_> Odporúčaná literatúra

• P.V. Atkins : Fyzikálna chémia 1. - 3. diel, Vyd. STU, Bratislava 1999.

• V. Kellö, A. Tkáč : Fyzikálna chémia, Alfa, Bratislava 1972.

• W.R. Fawcett: Liquids, Solutions and Interfaces, Oxford University Press, Inc., New York 2004.

• J. Pouchlý: Fyzikální chemie makromolekulových a koloidních soustav. VŠCHT, Praha 2001.

• L. Bartovská, M. Šišková: Fyzikální chemie povrchu a koloidních soustav. VŠCHT, Praha 2002.

• S.S. Vojuckij: Kurz koloidní chemie. SNTL, Praha 1984.

• Ľ. Treidl: Chemická kinetika. SPN, Bratislava 1990.

• V. Štěrba, J. Panchartek: Kinetické metody při studiu reakcí organických sloučenin. SNTL, Praha, 1985.

• M. Lazár, D. Mikulášová: Syntéza a vlastnosti makromolekulových látok. Alfa, Bratislava 1976.

• R. Polák, R. Zahradník: Kvantová chemie. SNTL, Praha 1985.

• M. Remko: Molekulové modelovanie. SAP, Bratislava 2000.

• J. Chomič: Stereochémia anorganických zlúčenín. ES UPJŠ, Košice 1988.

• L. Kniežo, J. Klinot: Stereochémia. PF UPJŠ, Košice 1981.

• O. Exner: Fyzikálna organická chémia, SVŠT, Chemickotechnologická fakulta, Bratislava 1978.

• B. Kratochvíl a kol.: Základy fyziky a chemie pevných látek. Diel I., II. VUT, Fakulta chemické technologie, Praha 1990.

• M. Kodíček, V. Karpenko: Biofyzikální chemie. Academia, 2000.

• V. Prosser a kol.: Experimentální metody biofysiky. Academia, Praha 1989.

• E. Kensal: Principles in Physical Biochemistry. Prentice Hall, 1998.

• L. Ptáček a kol.: Nauka o materiálu I., Akademické nakladatelství CERM, 2001.

• L. Ptáček a kol.: Nauka o materiálu II., Akademické nakladatelství CERM, 2002.

• W.D. Calister, Jr.: Fundamentals of Materials Science and Engineering, Wiley, 2001.

• J. W. Steed and J.L. Atwood: Supramolecular Chemistry, Wiley, 2000.

<_ON_> 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.

<_S_> Sylabus predmetu

<_SO_> Stručná osnova predmetu

Štruktúra a vlastnosti látok v kvapalnom stave a tuhých látok. Mechanické, elektrické a magnetické vlastnosti. Chemické rovnováhy a rovnovážne konštanty. Kinetika a mechanizmy reakcií. Komplexné a reťazové reakcie. Katalýza. Adsorpcia. Mechanizmy reakcií. Koloidná chémia: Klasifikácia koloidne disperzných sústav, ich vlastnosti. Povrchové javy,.elektrické vlastnosti. Príprava a čistenie koloidných sústav. Štruktúrno-mechanické vlastnosti koloidných sústav. Makromolekulová chémia. Fázové prechody a deformácia polymérov. Polyreakcie a syntézy makromolekúl. Premeny polymérov. Polymérne materiály. Stanovenie veľkosti a tvaru polymérov. Kvantová chémia. Schrödingerova rovnica. Teórie chemickej väzby. Moderné metódy kvantovej chémie. Základy stereochémie anorganických a organických molekúl. Konštitúcia, konfigurácia a konformácia. Biofyzikálna chémia. Enzýmová kinetika, mechanizmy enzýmovej katalýzy, autokatalýza. Viazanie ligandov s makromolekulami, aktivovaný komplex. Nerovnovážna termodynamika. Fázové rozhrania, vlastnosti membrán, membránový transport. Meranie sily interakcií biologických objektov. Chémia materiálov. Typy a aplikácie materiálov. Syntéza, výroba a spracovanie materiálov.

<_VV_> Výsledky vzdelávania

Preveriť vedomosti zo základných okruhov pokročilej fyzikálnej chémie.

A 7 87.5 B 1 12.5 C 0 0.0 D 0 0.0 E 0 0.0 FX 0 0.0 8 6 5002838 O ODPFC ÚCHV/ODPFC/01 Diplomová práca a jej obhajoba 16 Štátna skúška - obhajoba 3, 4 (jednoodborové štúdium, magisterský II. st., denná forma) 2 19.01.2026 26.01.2022 8 osoba zodpovedná za realizáciu študijného programu prof. RNDr. Andrej Oriňak, PhD. andrej.orinak@upjs.sk A 557 OCHm organická chémia -1 prezenčná 1113 FYCHm fyzikálna chémia 2 prezenčná 3, 4 II. prezenčná true II. SK slovenský slovenský 3., 4. <_L_> Odporúčaná literatúra

Uvedená v schválenom zadaní diplomovej práce.

<_PA_> Podmienky na absolvovanie predmetu

Diplomová práca je výsledkom vlastnej tvorivej práce študenta. Nesmie vykazovať prvky akademického podvodu a musí spĺňať kritériá správnej výskumnej praxe definované v Rozhodnutí rektora č. 21/2021, ktorým sa stanovujú pravidlá posudzovania plagiátorstva na Univerzite Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach a jej súčastiach. Plnenie kritérií sa overuje najmä v procese školenia a v procese obhajoby práce. Ich nedodržanie je dôvodom na začatie disciplinárneho konania.

<_SO_> Stručná osnova predmetu

Výsledkom práce študenta má byť splnenie cieľov, tak ako boli zadefinované v schválenom zadaní magisterskej práce.

Prezentácia dosiahnutých výsledkov magisterskej práce, zodpovedanie na otázky oponenta a zodpovedanie otázok členov skúšobnej komisie.

Prezentácia by mala obsahovať:

1. Teoretický prehľad súvisiaci s riešenou problematikou (súčasný stav problematiky).

2. Dosiahnuté výsledky a diskusia k nim.

3. Závery práce a odporúčania.

<_VV_> Výsledky vzdelávania

Diplomovou prácou študent preukáže zvládnutie rozšírenej teórie a odbornej terminológie študijného odboru, nadobudnutie vedomostí, zručností a kompetentností v súlade s deklarovaným profilom absolventa študijného programu, ako aj schopnosť aplikovať ich originálnym spôsobom pri riešení vybraného problému študijného odboru. Študent preukáže schopnosť samostatnej odbornej práce z obsahového, formálneho a etického hľadiska. Ďalšie podrobnosti diplomovej práce určuje Smernica č. 1 /2011 o základných náležitostiach záverečných prác a Študijný poriadok UPJŠ v Košiciach pre 1., 2. a spojený 1. a 2. stupeň.

A 62 88.57 B 4 5.71 C 2 2.86 D 1 1.43 E 1 1.43 FX 0 0.0 70 6