Požadavky ke státní závěrečné zkoušce pro obor Učitelství chemie pro střední školy

1. Chemie
Anorganická chemie:
Základní principy, provedení a použití metod fyzikálně chemického studia anorganických sloučenin (termická analýza, magnetochemie, spektrální metody, rentgenografie, chromatografie). Symetrie a stereochemie anorganických molekul. Základy obecné koordinační chemie (vazby v komplexech, sloučeniny s vazbou kov-kov, příprava, stabilita, izomerie, komplexy s -akceptory, -komplexy, významnější koordinační a organokovové sloučeniny). Stabilizace méně běžných oxidačních stavů. Anorganické průmyslové katalyzátory. Základní poznatky z bioanorganické chemie. Základy anorganických průmyslových výrob.
Analytická chemie:
Odběr a úprava vzorků. Základy zpracování analytických výsledků. Protolytické, komplexotvorné, srážecí, oxidačně redukční reakce a rovnováhy. Základy fázových rovnováh. Kvalitativní analýza anorganických látek. Metody a analytické aplikace gravimetrických a volumetrických metod, způsoby indikace bodu ekvivalence. Základy analýzy organických látek (fyzikálně chemické vlastnosti, základy elementární analýzy a důkuzu a stanovení fukčních skupin). Instrumentální metody. Metody atomové a molekulové spektrometrie, metody emisní a absorpční. Elektroanalytické metody, klasifikace, elektrody. Separační metody. Extrakce, ionexy, chromatografické a elektroforetické metody. Aplikace instrumentálních metod při analýze vzorku.
Organická chemie:
Struktura organických molekul a jejich znázornění. Názvosloví organických sloučenin. Vztah mezi strukturou, vlastnostmi a reaktivitou organických sloučenin. Typy organických reakcí (adice, eliminace, substituce, přesmyky) a jejich mechanismy. Mechanismus a syntetické využití adičních reakcí. Mechanismus a syntetické využití substitučních reakcí (SN1 a SN2 mechanismus a vliv faktorů na podporu reakčních mechanismu, SE, SR). Mechanismus a syntetické využití eliminačních reakcí. Trans-eliminace, E1 a E2. Přesmyky. Elektrofilní i nukleofilní přesmyky nasycených systémů. Přesmyky nenasycených systémů. Přesmyky aromatických systémů. Příprava, vlastnosti (fyzikálně-chemické a chemické) a reaktivita organických sloučenin - Uhlovodíky - Alifatická řada. Alicykly. Aromatická řada - Nekondenzované aromáty. O-kondenzované aromáty. Halogenderiváty (alifatické, alicyklické a aromatické). Hydroxyderiváty - Jednosytné alkoholy. Vícesytné alkoholy. Fenoly jednosytné a vícesytné. Ethery. Organické sirné sloučeniny. Dusíkaté organické sloučeniny. Nitrosloučeniny. Nitrososloučeniny. Organické deriváty hydroxylaminu a N-oxidy. Aminy (primární, sekundární, terciální, kvartérní ammoniové soli). Diaminy. Diazoniové soli. Kopulační reakce. Azosloučeniny a azobarviva. Organické deriváty hydrazinu. Triaziny, organické azidy. Diazosloučeniny - jejich příprava a reaktivita. Reakce s kyselinami, s karbonylovými sloučeninami, s acylhalogenidy. Diazolátky jako komponenty při 1,3-dipolárních cykloadicích. Aldehydy a Ketony. Aldolizace. Aldolová kondenzace. α, β-nenasycené karbonylové sloučeniny. Specifické reakce aldehydů (Cannizzarova reakce, Tiščenkova reakce, oxidace aldehydů, Acyloinová kondenzace). Funkční deriváty aldehydů a ketonů - hemiaceta, acetaly, iminosloučeniny, hydrazony, oximy. Dikarbonylové sloučeniny - α, β, γ, oxoenolová tautomerie. Chinony a jejich vztah k fenolům. Chinoidní barviva. Keteny - příprava a použití při acylačních reakcích. Halogenkarbonylové sloučeniny - α, β, γ. Hydroxykarbonylové sloučeniny - α, β, γ. Sacharidy a jejich rozdělení - monosacharidy. Cyklořetězová tautomerie. Tvorba hydrazonů a osazonů. Glykosidy. Disacharidy redukující i neredukující. Heteroglykosidy. Nukleosidy. Karboxylové kyseliny. Halogenidy. Estery. Tuky. Amidy. Nitrily. Nitriloxidy. Hydroxamové kyseliny. Hydrazidy a azidy. Thiokyseliny a thioestery. Halogenkyseliny - alifatické a aromatické. Hydroxykyseliny - α, β, γ. Laktony. Ketokyseliny - α, β, γ. β-ketoestery. Aminokyseliny - α, β, γ. Přírodní aminokyseliny. Peptidy a peptidové syntézy. Funkční deriváty kyseliny uhličité - halogenidy, estery, amidy kyseliny uhličité. Kyselina kyanatá a isokyanatá. Guanidin. Karbodiimidy. Heterocykly - Rozdělení heterocyklů v závislosti na velikosti kruhu, druhu a počtu heteroatomu a z hlediska jejich aromaticity. Obecné principy syntézy cyklizace, cykloadice, transformace jiných heterocyklů. 5-Členné heterocykly - Nekondenzované i kondenzované. 6-Členné heterocykly - Nekondenzované a kondenzované. Vzájemně kondenzované heterocykly.
Fyzikální chemie:
Skupenské stavy. Popis stavového chování ideálních a reálných plynů. Vlastnosti a struktura kapalin a tuhých látek. I.věta termodynamiky a její praktický význam. Objemová práce. Tepelné kapacity. Termochemie. Kalorimetrie. II. věta termodynamiky a její praktický význam. Entropie a její výpočet podle III. věty termodynamiky. Gibbsova energie a její význam při popisu rovnováh. Fázové rovnováhy a jejich popis. Fázové diagramy jednosložkových soustav. Fázové přeměny. Roztoky a jejich fázové diagramy. Raoultův zákon. Ebulioskopie, kryoskopie a osmotický tlak. Dvousložkové soustavy. Soustavy kapalin s různým stupněm mísitelnosti a jejich dělení. Kondenzované soustavy. Chemická rovnováha, její podmínky a popis. Možnosti ovlivnění chemické rovnováhy. Elektrochemie roztoků elektrolytů. Faradayovy zákony. Vedení elektrického proudu v roztocích elektrolytů. Využití vodivostních měření v chemické praxi. Silné a slabé elektrolyty. Disociační konstanta. Autoprotolýza. Kyselost roztoků. Přehled teorií kyselin a zásad. Hydrolýza solí. Pufry, jejich popis a příklady. Málo rozpustné elektrolyty. Elektrody a galvanické články. Nernstova rovnice. Třídění reverzibilních elektrod, jejich příklady a použití. Iontově selektivní elektrody. Chemická kinetika. Kinetická rovnice a související pojmy. Určování řádu reakce. Základní typy simultánních reakcí.

2. Didaktika chemie
1/ Výchovné a vzdělávací cíle chemie. Didaktické zásady ve výuce chemie.
Základní operace v laboratoři (vážení, filtrace, krystalizace, destilace, sublimace, extrakce).
2/ Výklad základních chemických pojmů a zákonů (Lavoisier, Avogadro, Dalton, Moseley)
Chemický pokus - druhy, význam, zásady provádění, příklady. Protokoly.
3/ Chemické názvosloví anorganických a komplexních sloučenin.
Prověřování vědomostí. Testy - druhy, zásady testování, použití v chemii.
4/ Metodika výuky řešení chemických výpočtů, příklady.
Výuka tématu Radioaktivita - druhy záření, posuvná pravidla, rozpadové řady.
5/ Názvosloví organických sloučenin. Izomerie, mezomerie, tautomerie. Funkční skupiny.
Výklad tématu Vzácné plyny
6/ Výuka tématu Stavba hmoty; modely atomu, elektronový obal, pravidla zaplňování orbitů.
Výklad tématu Makromolekulární látky. Polymerace, polykondenzace; plastické hmoty.
7/ Mendělejevova periodická soustava, vztahy a zákonitosti v MPS - příklady
Výklad tématu Uhlovodíky - rozdělení, vlastnosti. Deriváty uhlovodíků. Návrh pokusů
8/ Stavba molekul. Teorie chemické vazby, druhy vazeb, příklady.
Výklad tématu Halogeny, návrh pokusů.
9/ Teorie kyselin a basí. Pojem pH. Elektrolytická disociace. Hydrolýza solí.
Výklad tématu Vodík - vlastnosti, sloučeniny. Návrh ilustračních pokusů.
10/ Redoxní děje. Oxidační a redukční činidla - příklady. Úpravy koeficientů redoxrovnic.
Výklad tématu Kyslík - vlastnosti, sloučeniny. Návrh pokusů.
11/ Termochemie - definice teploty, tepla, způsoby měření. Hessův zákon, využití.
Výklad tématu Síra a její sloučeniny. Kyselina sírová, sirovodík. Návrh pokusů.
12/ Roztoky - definice, druhy. Vyjádření koncentrace roztoků. Příprava, míchání roztoků
Výklad tématu Dusík a jeho sloučeniny. Amoniak, kyselina dusičná. Návrh pokusů.
13/ Elektrolýza. Faradayův zákon. Příklady použití v průmyslu i laboratoři.
Výklad tématu Uhlík, prvky IV. skupiny a jejich anorganické sloučeniny.
14/ Krystalová struktura látek. Mřížka, krystalograf. soustavy. Izomorfie, polymorfie-příklady.
Výklad tématu Alkalické kovy. Návrh pokusů.
15/ Základní zákony pro ideální plyn, aplikace. Výroba a příprava plynů. Zkapalňování plynů.
Výklad tématu Alkalické zeminy. Návrh pokusů.
16/ Názorné pomůcky ve vyučování chemii. Chemické exkurze.
Kovy - vlastnosti, metody přípravy. Výroba železa a oceli.