wykłady chemia sem 1.docx

·  Alchemia; Robert Boyle, A. Lavoisier, F. Wöhler.

·  Atom, historia budowy atomu, cząsteczka, jon, pierwiastek chem., związek chem., substancja chemiczna.

·  Prawa chemiczne ( prawo stosunków objętościowych Gay-Lussaca, prawo Avogadra, prawo stałości składu Prousta, prawo stosunków wielokrotnych Daltona, prawo zachowania masy Łomonosow i Lavoisier, prawo równoważności masy i energii Einstein´a, prawo Hessa-prawo sumy ciepła, prawo triad Döbereiner´a, prawo oktaw Newlands´a, prawo działania mas – prawo równowagi chem., reguła przekory).

·  Sposoby wyrażania masy ( mol, masa molowa, atomowa jednostka masy 1n, masa atomowa, masa cząsteczkowa).

·  Podstawowe Jednostki układu SI.

·  Rozwój poglądów na budowę materii – Demokryt i Dalton.

·  J. Thomson – odkrycie elektronu, budowa atomu wg. J. T., model rodzynkowy i jądrowy (planetarny), model falowy, model Arystotelesa, E. Rutherford.

·  Cząstki elementarne – elektron, proton, neutron, teoria kwasków i superstrunowa, jądro atomowe).

·  Izotopy podział na trwałe i nietrwałe, wykorzystane w medycynie i w przemyśle oraz w badaniach naukowych, właściwości, izobary, izotony, promieniotwórczość, izotopy promieniotwórcze.

·  Rodzaje emisji jądrowych (przemiana , przemiana ß).

·  Emisja neutronu, przemiana K.

·  Szybkość rozpadu promieniotwórczego – T ½ , jednostka – Bekerel, medycyna nuklearna.

·  Zastosowanie izotopów w medycynie.

·  Radiofarmaceutyki, scyntygrafia, radioizotopy, terapia izotopowa, radioterapia, radioimmunoterapia, emisyjna tomografia pozytonowa.

·  Pierwiastki chem., Mendelejew, tablica Mendelejewa, współczesny układ pierwiastków, Niels Bohr, układ okresowy pierwiastków, grupy, okresy, konfiguracja elektronów.

·  Stan kwantowy elektronu, gł. liczba kwantowa, poboczna, magnetyczna i spinowa, zakaz Pauliego, reguła Hunda.

·  Promień atomowy i jonowy, orbitale, typy orbitali, diagramy energetyczne.

·  Energia jonizacji pierwiastków, powinowactwo elektronowe, elektroujemność.

·  Metody wyjaśniające geometrię cząsteczek, orbitale atomowe (s, p, d, f), orbitale molekularne (wiążące, antywiążące, niewiążące).

·  Hybrydyzacja, teoria odpychania się par elektronowych powłoki walencyjnej USEPR.

·  Wiązania chem., delokalizacja wiązań, reguła Lewisa i Kossela, typy wiązań: (wiązania jonowe, związki jonowe, wiązania kowalencyjne, niespolaryzowane – atomowe, spolaryzowane/moment dipolowy cząsteczek, wiązania koordynacyjne – A. Werner, wiązania wodorowe, wiązania metaliczne.

·  Oddziaływania międzycząsteczkowe, atom centralny, ligandy.

·  Związki kompleksowe, kompleks.

·  Rodzaje ligandów: jedno donorowe, wielokleszczowe (ligandy chelatowe).

·  Izometria związków kompleksowych (strukturalna, jonowa, hydratacyjna, wiązaniowa, stereoizometria przestrzenna, geometryczna, optyczna).

·  Wpływ czynników na trwałość zw. kompleks. – wew. i zew.

·  Inertność kompleksów, typy kompleksów, nazewnictwo kompleksów, znaczenie, zastosowanie.

·  Stany skupienia materii, przemiany fazowe, własności ciał stałych.

·  Ciała krystaliczne, budowa kryształów, podstawowe układy krystalograficzne, kryształy: jonowe, kowalentne, molekularne, kryształy o wiązaniu metalicznym.

·  Izotropia, anizotropia, polimorfizm, alotropia, przemiana enancjotropowa i monotrapowa, izotypia, izomorfizm.

·  Stan ciekły, własności cieczy, kryształy ciekłe.

·  Stan gazowy, gaz doskonały, rzeczywisty, prawo Avogadra i prawo Boyle´a – Marietta (prawo izotermy).

·  Równanie Clapeyrona (równanie gazu doskonałego)- wymagania, konsekwencje.

·  Prawo Daltona i ciśnienie cząsteczkowe (parcjalne).

·  Związki nieorganiczne (tlenki, kwasy, dysocjacja elektrolityczna, dys. termiczna, wielostopniowa, Teoria Brönsteda – Lowryego, teoria Lewisa, stopień dysocjacji, stała dysocjacji, rozpuszczalniki: aprotolityczne, protolityczne, prawo rozc. Oswalda, wodorotlenki, sole).

·  Bufory (roztwór buforowy, bufor octanowy, bufor amonowy, bufor fosforanowy, bufor węglanowy, zastosowanie, źródła kwasów i zasad w organizmie- endogenne, egzogenne, różne układy buforowe krwi, sposoby transportu CO2 do płuc, mieszanin buforowych mechanizm działania, pojemność buforowa, wskaźniki alkacymetryczne).

·  Elektrolity, nieelektrolity.

·  Analiza chem. –ćwiczenia, podstawowe zagadnienia

 IZOTOPY

Odmiany pierwiastk???w chemicznych r????ni?cych si? liczb? neutron???w w j?drach (liczb? masow? )

Izotopy dziel? si? na:

·         trwa?e -nie ul?gaj? samorzutnej przemianie

·         nietrwa?e (promieniotw???rcze) ul?gaj? samorzutnej przemianie na inne izotopy, zazwyczaj innego pierwiastka

Izotopy Wodoru

Trwa?e :
proton  1H  1p 0n
deuter  2H   1p 1n

Nietrwa?y:
tryt  3H   1p2n
Ka?dy izotop danego pierwiastka jest odr?bnym nuklidem( okre?lona liczba proton???w i neutron???w )
Nuklid – j?dro atomowe o okre?lonej liczbie atomowej i masowej

ZASTOSOWANIE:

Izotopy wykorzystywane w przemy?le

Izotopy wykorzystywane w badaniach naukowych

W?a?ciwo?ci izotop???w

·         Tworz? niemal identyczne wi?zania chemiczne

·         Różnica mas izotopów niewielkie różnice w ich reaktywności

·         R????nica mas izotop???w nie ma wp?ywu na kierunek reakcji chemicznej, jednak wp?ywa na szybko?? tych reakcji

·         O przebiegu reakcji chemicznej decyduje uk?ad elektron???w wok???? j?dra. Jest on determinowany wy??cznie liczb? proton???w w j?drze

·         R????nica mas atomowych wp?ywa na to , ?e izotopy maja r????ne niekt???re w?a?ciwo?ci fizyczne ( im wi?ksze r????nice tym wi?kszy rozrzut ich mas wzgl?dem siebie)

Izobary i Izotony

Izobary - nuklidy r????nych pierwiastk???w maj?cych tak? sama liczb? proton???w i neutron???w, tak? sama liczb? masow? i r????na liczb? atomow? np. 14 C , 14 N, 17N, 17 O, 17F
Izotony - nuklidy r????nych pierwiastk???w maj?cych tak? sam? liczb? neutron???w np. 2H, 3He lub 13C 14N
 

Promieniotwórczość

Jest to zjawisko rozpadu jąder atomowych związane z emisją cząstek α, β , czy fotonu γ.

Rodzaje emisji jądrowych Rozpad alfa (przemiana α) - przemiana jądrowa, w której emitowana jest cząstka α (jądro helu 42He2+). Strumień emitowanych cząstek alfa przez rozpadajace sią jądra to promieniowanie alfa.

Przykład

lub:


Rozpad beta minus, przemiana β- - przemiana jądrowa, w której emitowany jest elektron e- (promieniowanie beta) oraz antyneutrino elektronowe. Zachodzi Przejście neutronu w proton.

Ogólnie:




Rozpad beta plus (przemiana β+) - przemiana jądrowa, w której emitowana jest cząstka β+ (zwana pozytonem lub antyelektronem) oraz neutrino elektronowe. Zachodzi przemiana protonu w neutron.

Ogólnie:


Emisja neutronu - przemiana jądrowa podczas której dochodzi do emisji neutronu z jądra atomowego

Wychwyt elektronu - przemiana jądrowa, w której jeden z elektronów atomu jest przechwytywany przez proton z jądra atomowego, w wyniku czego powstaje neutron (pozostający w jądrze) i neutrino elektronowe, które jest emitowane. Liczba protonów w jądrze maleje (liczba atomowa mniejsza o 1) a liczba neutronów rośnie o 1 więc masa atomowa pozostaje bez zmian. Przemianie bardzo często towarzyszy charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie, ponieważ na miejsce przechwyconego elektronu „przeskakuje” elektron z wyższej orbity. Nadmiar jego energii jest więc emitowany.


Medycyna nuklearna zajmuje się zjawiskami w jądrze atomowym. Techniki medycyny nuklearnej pozwalają na śledzenie czynności i obrazu pewnych narządów i układów w organizmie ludzkim oraz na stosowanie dla celów diagnostycznych i leczniczych izotopów promieniotwórczych

ZASTOSOWANIE IZOTOPÓW W MEDYCYNIE Diagnostyka izotopowa

·         In vivo (scyntygrafia, PET)

·         In vitro (metoda radioimmunologiczna)

·         Terapia (radioterapia, radioimmunoterapia

radiofarmaceutyk jest substancją powstającą z połączenia chemicznego dwóch wałnych składników:

·         radioizotopu, czyli promieniotwórczego izotopu pewnego pierwiastka - promieniowanie emitowane przez ten izotop jest następnie rejestrowane i pozwala odtworzyć rozmieszczenie radiofarmaceutyku w ciele pacjenta.

·         ligandu, czyli związku chemicznego, cząsteczki lub komórki wykazującej gromadzenie w obrazowanym narządzie lub tkance

Otrzymujemy w ten sposób substancje, które po wprowadzeniu do organizmu (najczęściej drogę dożylną), wbudowują się selektywnie w konkretny narząd lub układ narządów. Emitowane promieniowanie, w zależności od jego rodzaju, pozwala na wizualizacją narządu lub efekt niszczenia zmienionych tkanek.

Techniką obrazowania wykonywanego w medycynie nuklearnej nazywa się scyntygrafią.Pacjent skierowany na badanie scyntygraficzne otrzymuje dożylnie, wziewnie lub doustnie (rzadko) tzw. radiofarmaceutyk odpowiedni do zobrazowania narządu, który ma być zbadany. Dzięki scyntygrafii ocenia się wielkość, kształt, położenie, ale także funkcjonowanie konkretnego narządu.Radioizotopy emitują promieniowanie gamma, które jest wyłapywane przez gammakamerę, i na podstawie którego powstaje obraz wybranego narządu.Podstawą diagnozy podejmowanej na podstawie zobrazowania scyntygraficznego jest obecność w obrazie narządów „tworów gorących”
(miejsc, w których zgromadziło się szczególnie dużo izotopu) albo „tworów
zimnych” (miejsc, do których izotop nie jest wcale przyswajany.



Scyntygrafię przeprowadza się, by:

·         sprawdzić, czy wystąpiły przerzuty nowotworowe do innych narządów

·         przekonać się, jak wygląda przepływ krwi w mięśniu sercowym (np. czy grozi zawał)

·         zbadać mózgowy przepływ krwi, krążenie płynu mózgowo-rdzeniowego (m.in. wykrył jego ewentualny przeciek)

·         zbadał w nieinwazyjny sposób czynność nerek

·         okreslić, czy nie doszło do zaburzeń krążenia płucnego (w tym zatorowości płucnej)

·         zdiagnozować pracę wątroby, żołądka i dwunastnicy (zarzucanie treści pokarmowej)

·         poszukać ognisk zapalnych w całym organizmie

·         określić charakter guzów tarczycy i zlokalizować powiększone przytarczyce

·         sprawdzić, czy stosowane leczenie jest skuteczne

EMISYJNA TOMOGRAFIA POZYTONOWA

Metodą PET wykorzystuje się najczęściej, aby:

·         zdiagnozować wczesne stany nowotworowe

·         sprawdzić, czy wystąpiły przerzuty nowotworowe do innych narządów

·         perfekcyjnie zlokalizować ogniska patologiczne

·         monitorować efekty prowadzonej terapii

·         poszukać ognisk zapalnych w całym ciele