Kemija

Študenti pridobijo osnovna znanja iz splošne in anorganske kemije relevantna za razumevanje različnih področij znanosti o okolju. To med drugim vključuje:
• Poznavanje osnovnih pojmov in zakonitosti s področja strukture snovi in kemijskih sprememb
• Poznavanje sistematike elementov in njihovih spojin ter periodičnih lastnosti
• Razumevanje zveze med kemijskimi in fizikalnimi lastnostmi elementov in njihovih spojin ter njihovo elektronsko strukturo in tipom vezi
• Razumevanje in osvojitev zakonitosti kemijskega računanja za uporabo le-teh v praksi
• Osvojitev osnovnih eksperimentalnih veščin v kemijskem laboratoriju
• Znanje poimenovanja organskih spojin z uporabo IUPAC nomenklature
• Razumevanje osnovnih kemijskih in fizikalnih lastnosti organskih snovi

Za uspešno usvajanje snovi je potrebno predhodno znanje srednješolske matematike.
Predmet Kemija daje nekatera osnovna znanja, ki so uporabna pri drugih premetih, kot so Kemija okolja, Zelena kemija, Biokemija, Okolju prijazne tehnologije, Ravnanje z odpadki in drugi.

Predmet obravnava naslednja poglavja s področij splošne in anorganske kemije: uvod v splošno kemijo, kemijsko računanje, zgradba atoma in periodičnost, kemijska vez, plini, tekočine in trdne snovi, fazni prehodi, zmesi, elektroliti, termokemija, kemijsko ravnotežje, kisline in baze, elektrokemija, kemijska kinetika, uvod v anorgansko kemijo in anorganska nomenklatura, reprezentativni elementi (vodik, alkalijske kovine, zemljoalkalijske kovine, III. skupina periodnega sistema, IV. skupina periodnega sistema, V. skupina periodnega sistema, VI. skupina periodnega sistema, halogeni elementi, žlahtni plini), prehodni elementi, nomenklatura osnovnih organskih spojin, poznavanje organskih funkcionalnih spojin.

Študenti razumejo in znajo pojasniti temeljne pojme in zakonitosti s področja splošne in anorganske kemije:
• (i) temelji kemijske znanosti (kemijske in fizikalne lastnosti snovi, snovne spremembe, stanja snovi, relacije čiste snovi – zmesi, elementi – spojine, atomi – molekule, kemijske formule – reakcije, stehiometrijski zakoni, enota mol, računanje s koncentracijami in drugimi kemijskimi veličinami),
• (ii) zgradba atoma (razvoj modelov zgradbe atoma, elektronske konfiguracije, periodičnost atomskih radijev in ionizacijske energije, urejanje kemijskih in jedrskih reakcij),
• (iii) kemijska vez (vrste kemijskih vezi, geometrijske strukture enostavnih molekul),
• (iv) plini (plinski zakoni, splošna plinska enačba, idealni in realni plini, osnove kinetične teorije plinov),
• (v) tekočine in trdne snovi (molekulske vezi, fizikalne lastnosti tekočin, različne zgradbe kristalov glede na tip vezi),
• (vi) fazni prehodi (fazni diagrami),
• (vii) zmesi (Raoultov zakon in odstopanja od tega zakona pri realnih raztopinah, potek destilacije, koligativne lastnosti raztopin, koloidi),
• (viii) elektroliti (močni in šibki elektrolite, proces raztapljanja, procesi pri elektrolizi),
• (ix) termokemija (notranja energija in entalpija, tvorbena entalpija, reakcijska entalpija),
• (x) kemijsko ravnotežje (ravnotežna konstanta, vpliv pogojev na ravnotežje po Le Chatelierovem principu),
• (xi) kisline in baze (Brønstedove in Lewisove močne in šibke kisline oz. baze, pH, titracijske krivulje),
• (xii) elektrokemija (delovanje galvanskega člena, redoks reakcije, standardni elektrodni potenciali in korozija),
• (xiii) kemijska kinetika (odvisnost hitrosti kemijske reakcije, hitrostni zakoni in pomen katalize),
• (xiv) temelji anorganske kemije in nomenklature (vrste reakcij anorganskih spojin, poimenovanje enostavnih in koordinacijskih spojin),
• (xv) reprezentativni elementi (sistematika elementov in njihovih spojin po glavnih skupinah periodnega sistema),
• (xvi) prehodni elementi (splošne značilnosti teh elementov in njihove spojine).
• (xvii) poznavanje osnovnih funkcionalnih skupin organskih spojin in poimenovanje preprostih organskih molekul.

Pri vajah študentje osvojijo vse pomembne postopke kemijskega računanja in eksperimentalne veščine v kemijskem laboratoriju, ki so v povezavi z nekaterimi poglavji splošne kemije.

• Černigoj, U. in Bavcon Kralj, M. 2010. Kemijsko računanje: zbirka nalog z rešitvami za študente Okolja in drugih naravoslovnih programov. Nova Gorica: Univerza v Novi Gorici. Založba UNG
• Burdge, J. 2016. Chemistry, 4th edition. McGraw Hill. E-gradivo
• Zumdahl, S. S. in Zumdahl, S. A. 2014. Chemistry, 9th edition. Belmont: Brooks Cole. Katalog
• Lazarini, F. in Brenčič, J. 2004. Splošna in anorganska kemija. Ljubljana: DZS. Katalog
• Turel, I. in Leban, I. 2004. Kemija. Zbirka računskih nalog. Ljubljana: Fakulteta za strojništvo. Katalog
• Laboratorijske vaje dostopne v obliki pdf dokumentov pri asistentih in predavateljici

Pristonost in aktivno sodelovanje (15%), ocena iz vaj (30%), pisni izpit (50%), ustni izpit (5%).

Pisni del izpita lahko študentje opravijo z dvema kolokvijema med študijskim letom. Opravljen pisni del izpita je pogoj za pristop na ustni del izpita.

Doc. Dr. Tina Škorjanc je zaposlena na Univerzi v Novi Gorici, kjer poučuje na Fakulteti za znanosti o okolju in raziskuje v Laboratoriju za raziskave materialov. Njeno področje raziskovanja so porozni organski polimeri (POP) in kovalentni organski okvirji (angl. covalent organic frameworks, COF) ter različne rabe teh vrst materialov. Njena doktorska dizertacija (New York University, 2020) je obravnavala POPe in COFe temelječe na organskih makrociklih kot sta kaliksaren in porfirin za zajemanje onesnaževal iz vode in zraka. Za doktorsko nalogo ji je Kemijski inštitut podelil Preglovo nagrado za izjemno doktorsko delo, kasneje pa je bila tudi finalistka izbora za nagrado Prometej znanosti, ki jo podeljuje Slovenska znanstvena fundacija. Leta 2021 je pridobila dvoletno financiranje Evropske komisije iz sheme Marie Sklodowska Curie Actions (MSCA). V okviru projekta COFsensor se je na Univerzi v Novi Gorici posvečala razvoju elektrokemijskih in fluorescenčnih biosenzorjev iz POPov in COFov. Med letoma 2023 in 2024 je na Univerzi v Kjotu sintetizirala porozne materiale za sinergistične protirakave terapije in se usposabljala na področju celične endoskopije, za kar je pridobila sredstva japonske vladne organizacije The Japan Society for Promotion of Science (JSPS). Je avtorica enega knjižnega poglavja in več kot 30 znanstvenih člankov z več kot 1450 citati; njen h-indeks je 18, i10-indeks pa 23.

Izbrane objave:
1) Skorjanc, T., Shetty, D., Kumar, S., Makuc, D., Mali, G., Volavšek, J., ... & Valant, M. (2023). Nitroreductase-sensitive fluorescent covalent organic framework for tumor hypoxia imaging in cells. Chemical Communications, 59(38), 5753-5756.
2) Skorjanc, T., Mavrič, A., Sørensen, M. N., Mali, G., Wu, C., & Valant, M. (2022). Cationic covalent organic polymer thin film for label-free electrochemical bacterial cell detection. ACS Sensors, 7(9), 2743-2749.
3) Skorjanc, T., Shetty, D., Mahmoud, M. E., Gándara, F., Martinez, J. I., Mohammed, A. K., ... & Trabolsi, A. (2021). Metallated isoindigo–porphyrin covalent organic framework photocatalyst with a narrow band gap for efficient CO2 conversion. ACS applied materials & interfaces, 14(1), 2015-2022.
4) Skorjanc, T., Shetty, D., & Valant, M. (2021). Covalent organic polymers and frameworks for fluorescence-based sensors. ACS Sensors, 6(4), 1461-1481.
5) Garai, B., Shetty, D., Skorjanc, T., Gándara, F., Naleem, N., Varghese, S., ... & Trabolsi, A. (2021). Taming the topology of calix [4] arene-based 2D-covalent organic frameworks: interpenetrated vs noninterpenetrated frameworks and their selective removal of cationic dyes. Journal of the American Chemical Society, 143(9), 3407-3415.
6) Skorjanc, T., Shetty, D., & Trabolsi, A. (2021). Pollutant removal with organic macrocycle-based covalent organic polymers and frameworks. Chem, 7(4), 882-918.
7) Skorjanc, T., Shetty, D., Gándara, F., Ali, L., Raya, J., Das, G., ... & Trabolsi, A. (2020). Remarkably efficient removal of toxic bromate from drinking water with a porphyrin–viologen covalent organic framework. Chemical Science, 11(3), 845-850.