Циљ предмета:

Стицање основних знања о структури и својствима материје: о структури и особинама атома и молекула, првенствено са становишта квантне механике; о атомској и молекулској спектроскопији; о структури и својствима чврстог, течног, течно-кристалног стања, колоида и макромолекула, о особинама граница фаза и адсорпцији; о структури и особинама атомског језгра.

Исход предмета:

Студент је стекао основна знања о структури и особинама атома и молекула, упознат је са структуром и својствима различитих стања материје. Разуме везе између структуре атомских и молекулских спектара и структурних карактеристика атома и молекула.

Садржај предмета:

Теоријска настава

1 и 2. седмица: Одређивање односа наелектрисања и масе микрочестица, основе масене спектрометрије. Eлектромагнетни спектар зрачења. Атомски модели класичне физике. Боров модел атома. Атом водоника и водоников спектар у Боровој теорији. Експериментални основи квантне теорије. Таласно-честични дуализам. Атомска спектроскопија. Спектри јона сличних водонику. Хајзенбергов принцип неодређености.

3. седмица: Квантна теорија. Принципи и примене таласне (квантне) механике. Шредингерова једначина. Физичко значење таласне функције. Решење Шредингерове једначине за водоников атом и једноелектронске јоне. Квантни бројеви, атомске орбитале, спин електрона, векторски модел атома. Вишеелектронски атоми. Паулијев принцип. Електронска конфигурација атома. Периодни систем елемената. Периодичне особине елемената. Структура и спектри атома са више електрона. Рендгенско зрачење; методе анализе засноване на рендгенској спектрометрији.

4. седмица: Хемијска веза, врсте веза. Метода валентне везе. Усмереност ковалентне везе и хибридизација орбитала. Метода молекулских орбитала. Хикелова теорија  молекулске орбитале. Метална веза. Теорије хемијске везе у комплексима.

5. седмица: Структура молекула. Молекулска спектроскопија. Ротациони спектри.

6. седмица: Вибрациони спектри. Вибрационо-ротациони спектри.

7. седмица: Електронски спектри молекула. Електронски спектри органских једињења. Електронски спектри неорганских једињења.

8.седмица: Флуоресцентни спектри. Фосфоресцентни спектри. Фотохемијске реакције. Ласери. Раманска спектроскопија.

9. седмица: Електричне и магнетне особине молекула. Међумолекулске силе. Водонична веза. Симетрија молекула.

10. седмица: Чврсто стање. Симетрија кристала. Енергија кристалне структуре. Формирање кристалне структуре. Дифракција рендгенског зрачења на кристалима.

11. седмица: Особине и процеси на граници фаза, површински напон, адсорпција.

12. седмица: Течно стање. Течни кристали.

13. седмица: Колоиди. Макромолекули.

14. седмица: Нуклеарна магнетна резонанција. Електронска спинска резонанција.

15. седмица: Особине атомског језгра. Радиоактивност. Нуклеарне реакције. Примене радиоизотопа. Детекција радиоактивног зрачења.

Практична настава

1-4. седмица: Aтоми, атомска спектроскопија. Експерименталне вежбе: 1. Пламенофотометријско одређивање алкалних метала; 2. Стилометрија; 3. Структура, спектри и стабилност атома (алтернативнe).

5-7. седмица: Молекули, молекулска спектроскопија. Експерименталне вежбе: 4. Спектрофотометријско одређивање константе стабилности [FeSCN]²⁺ комплекса; 5. Снимање апсорпционог спектра и провера Ламбер-Беровог закона; 6. Одређивање привидне и стварне моларне запремине и величине молекула (алтернативне).

8-9. седмица: Чврсто стање. Теоријска вежба: 7. Одређивање параметра и типа кубне решетке.

10-11. седмица: Појаве на граничним површинама фаза. Експерименталне вежбе: 8. Гибсова адсорпциона изотерма; 9. Фројндлихова адсорпциона изотерма.

12-13. седмица: Колоидно стање и макромолекули. Експерименталне вежбе: 10. Вискозиметријско одређивање средње моларне масе макромолекула; 11. Изоелектрична тачка колоида.

14-15. седмица: Радиоактивност. Експерименталне вежбе: 12. Одређивање енергије зрачења сцинтилационом спектрометријом; 13. Одређивање времена полураспада радиоактивног изотопа (алтернативнe).

Укупан број од 30 поена чине 10 поена за извођење експерименталних вежби и 20 поена за колоквијуме са вежби.

Литература:

1. Г. Ћирић-Марјановић, Предавања из Физичке хемије 2 (сваки студент добија компакт диск са предавањима у пдф формату; скрипта са истим садржајем у библиотеци Факултета за физичку хемију).
2. W. Ј. Moorе, Физичка хемија, Научна књига, Београд, 1962. (друго издање, превод са енглеског М. Симић)
3. P. W. Atkins, Physical Chemistry (sixt edition), Oxford University Press, 1998.
4. Д. Минић, А. Антић-Јовановић, Физичка хемија, Факултет за физичку хемију и Биолошки факултет универзитета у Београду, Београд, 2005.
5. Р. Коњевић, И. Холцлајтнер-Антуновић, Н. Ковачић, Практикум из физичке хемије за студенте хемије, Природно математички факултет Универзитета у Београду и Југословенски завод за продуктивност рада и информационе системе, Београд, 1985.
6. Радна свеска из физичке хемије са упутствима за вежбе, Универзитет у Београду, Факултет за физичку хемију, Београд 2006. група аутора са Катедре за општу и физичку хемију
7. Примери решених задатака за колоквијуме (у библиотеци Факултета за физичку хемију)

Помоћна литература

1. А. Антић-Јовановић, Атомска спектроскопија-спектрохемијски аспект, Факултет за физичку хемију, Универзитет у Београду, Београд, 1999.
2. А. Aнтић-Јовановић , Молекулска спектроскопија-спектрохемијски аспект, Факултет за физичку хемију, Универзитет у Београду, Београд, 2002.
3. С. Мацура, Ј. Радић-Перић, Атомистика, ЈП Службени лист СЦГ, Факултет за физичку хемију Универзитета у Београду, Београд, 2004.
4. И. Драганић, Радиоактивни изотопи и зрачења, књигe I и II, Универзитет у Београду, Институт за нуклеарне науке “Борис Кидрич”, Винча, Центар за перманентно образовање “Школа”, Београд 1981 (књига I), 1985 (књига II).

Методе извођења наставе:

Предавања, експерименталне вежбе, теоријске вежбе, рачунске вежбе.