Hemija

Po završetku razreda učenik će biti u stanju da:

ključni pojmovi sadržaja programa

2.HE.1.1.2. Povezuje fizička i hemijska svojstva supstanci iz svakodnevnog života i struke sa strukturom: česticama koje grade supstance (atomi elemenata, molekuli elemenata, molekuli jedinjenja i joni), tipom hemijske veze i međumolekulskim interakcijama.

2.HE.1.1.3. Prepoznaje primere suspenzija, emulzija, koloida i pravih rastvora u svakodnevnom životu i struci i upotrebu bazira na poznavanju njihovih svojstava.

– prikaže numeričke vrednosti rezultata merenja značajnim ciframa i na strukturiran način, tabelarno i grafički, uoči trendove i objasni ih;

– pronađe i kritički izdvoji relevantne hemijske informacije iz različitih izvora;

– koristi softverske pakete za pisanje formula i hemijskih jednačina;

– napiše elektronsku konfiguraciju atoma i jona;

– objasni periodične trendove: energiju jonizacije, afinitet prema elektronu, elektronegativnost, atomski i jonski poluprečnik;

– šematski prikaže nastajanje jonske i kovalentne veze primenom Luisovih formula;

Demonstracioni ogledi:

upoređivanje fizičkih svojstava metala, nemetala i njihovih legura: tvrdoća, provodljivost toplote i električne struje, magnetičnost.

Demonstracioni ogledi:

metode odvajanja sastojaka smeša.

2.HE.1.1.5. Razlikuje i opisuje kiseline, baze i soli, utvrđuje kiselo-bazna svojstva rastvora pomoću indikatora i na osnovu pH vrednosti i povezuje s primerima iz svakodnevnog života i struke.

2.HE.1.1.6. Sastavlja hemijske jednačine jednostavnih reakcija i, na osnovu njih, sagledava odnose između mase, količine i broja čestica reaktanata i proizvoda.

2.HE.1.1.7. Prepoznaje da su sve hemijske reakcije praćene promenom energije; razlikuje primere hemijskih reakcija tokom kojih se energija oslobađa (egzotermne reakcije) ili vezuje (endotermne reakcije) i prepoznaje primere primene hemijskih reakcija na osnovu toplotnih efekata koji ih prate.

2.HE.1.1.8. Navodi faktore koji utiču na brzinu hemijske reakcije i hemijsku ravnotežu.

2.HE.1.1.9. Opisuje procese oksidacije i redukcije; prepoznaje primere ovih procesa u svakodnevnom životu i struci; razlikuje poželjne od nepoželjnih procesa i navodi postupke kojima se ti procesi sprečavaju (zaštita metala od korozije).

2.HE.1.2.1. Opisuje nalaženje metala i nemetala u prirodi; navodi najvažnije legure i opisuje njihova svojstva; ispituje ogledima i opisuje osnovna fizička svojstva metala i nemetala; navodi primenu metala, nemetala i plemenitih gasova u svakodnevnom životu i struci.

2.HE.1.2.3. Prepoznaje neorganska jedinjenja značajna u svakodnevnom životu i struci na osnovu naziva i formule i povezuje svojstva i primenu tih jedinjenja.

2.HE.2.1.1. Povezuje elektronsku konfiguraciju atoma elemenata do atomskog broja 20 sa svojstvima elemenata i njihovim položajem u Periodnom sistemu elemenata.

2.HE.2.1.2. Na osnovu Luisoveoktetne teorije i elektronske konfiguracije atoma elemenata predstavlja nastajanje kovalentne veze u molekulima elemenata i molekulima jedinjenja, a na osnovu elektronske konfiguracije jona nastajanje jonske veze između elemenata 1. i 2. grupe i elemenata 16. i 17. grupe Periodnog sistema elemenata.

2.HE.2.1.3. Izvodi potrebna izračunavanja i priprema rastvor određene količinske koncentracije.

2.HE.2.1.4. Objašnjava šta su kiseline i baze prema protolitičkoj teoriji; razlikuje jake i slabe kiseline i baze na osnovu stepena disocijacije; koristi jonski proizvod vode u izračunavanju koncentracije vodonik- i hidroksid-jona, pH i pOH vrednosti vodenih rastvora.

2.HE.2.1.5. Opisuje da do hemijske reakcije dolazi pri sudaru molekula koji imaju dovoljnu energiju (energiju aktivacije).

2.HE.2.1.6. Sastavlja hemijske jednačine reakcija, na osnovu hemijskih jednačina i poznatih podataka izračunava masu, zapreminu, količinu i broj čestica supstanci koje nastaju ili su potrebne za hemijske reakcije.

2.HE2.1.7. Identifikuje egzotermne i endotermne reakcije na osnovu termohemijskih jednačina ili vrednosti promene entalpije i povezuje ih s praktičnim značajem.

2.HE.2.1.8. Navodi primere reverzibilnih hemijskih reakcija; prepoznaje uticaj promene koncentracije, temperature i pritiska na odnos koncentracija reaktanata i proizvoda u zatvorenom ravnotežnom sistemu i povezuje LeŠateljeov princip s procesima u hemijskoj industriji.

2.HE.2.1.9. Povezuje položaj metala u naponskom nizu s reaktivnošću i praktičnom primenom; navodi elektrohemijske procese i njihovu primenu (hemijski izvori struje, elektroliza i korozija).

2.HE.2.2.1. Upoređuje reaktivnost metala natrijuma, magnezijuma, aluminijuma, kalijuma, kalcijuma, gvožđa, bakra, cinka s vodom i gasovima iz vazduha (O2, CO2).

2.HE.2.2.2. Opisuje kvalitativni sastav i primenu legura gvožđa, bakra, cinka i aluminijuma.

– objasni agregatna stanja supstanci na osnovu međumolekulskih interakcija;

– objasni svojstva disperznih sistema, njihovu ulogu u živim bićima i primenu u svakodnevnom životu;

– izračuna maseni udeo rastvorene supstance u rastvoru, količinsku koncentraciju, i pripremi rastvore za potrebe u laboratoriji i svakodnevnom životu;

– izvede stehiometrijska izračunavanja na osnovu zadatih podataka;

– napiše izraze za brzinu hemijske reakcije i konstantu ravnoteže, predvidi i objasni uticaj promene faktora na brzinu hemijske reakcije i hemijske sisteme u ravnoteži u industriji i svakodnevnom životu;

– razlikuje kiseline, baze i soli na osnovu jednačina elektrolitičke disocijacije i proceni jačinu elektrolita na osnovu stepena disocijacije;

– razlikuje kiseline i baze na osnovu protolitičke i Luisove teorije i koristi jonski proizvod vode u izračunavanju pH vrednosti vodenih rastvora;

– napiše izbalansirane hemijske jednačine za redoks reakcije i identifikuje oksidaciona i redukciona sredstva;

– opiše procese elektrolize i korozije i navede primere tih procesa u svakodnevnom životu;

– navodi zastupljenost neorganskih supstanci u živim i neživim sistemima;

– imenuje i hemijskim formulama prikaže klase neorganskih jedinjenja;

– povezuje fizička i hemijska svojstva neorganskih jedinjenja sa njihovom čestičnom strukturom, hemijskim vezama i međumolekulskim interakcijama;

– razlikuje jednačine hemijskih reakcija neorganskih supstanci sa aspekta termohemije i hemijske kinetike i povezuje ih sa primerima iz svakodnevnog života;

– piše jednačine hemijskih reakcija predstavnika klasa neorganskih jedinjenja;

– opiše postupak dobijanja jedinjenja iz fosilnih goriva ili u industrijskim procesima i njihov uticaj na životnu sredinu;

– objasni značaj prečišćavanja voda i vazduha, i reciklaže papira, stakla i drugog otpada;

– kritički razmatra upotrebu neorganskih supstanci i njihov uticaj na zdravlje ljudi i životnu sredinu, i opisuje postupke za sprečavanje pojave kiselih kiša i efekta staklene bašte;

– opisuje mere predostrožnosti u radu sa neorganskim supstancama koje ulaze u sastav komercijalnih proizvoda, načine skladištenja i odlaganja supstanci i ambalaže saglasno principima Zelene hemije i održivog razvoja.

Izotopi.

Relativna atomska masa.

Modeli atoma.

Elektronska konfiguracija.

Energija jonizacije, afinitet prema elektronu, elektronegativnost, atomski i jonski poluprečnik.

Periodična svojstva elemenata.

Kovalentna veza.

Luisove formule.

Polarnost molekula.

Međumolekulske interakcije.

Metalna veza.

Agregatna stanja supstanci.

Demonstracioni ogledi:

ispitivanje polarnosti molekula vode.

Rastvorljivost.

Toplota rastvaranja.

Kvantitativan sastav rastvora.

Koligativna svojstva rastvora. Koloidi.

Demonstracioni ogledi:

ispitivanje rastvorljivosti različitih supstanci u polarnim i nepolarnim rastvaračima; ispitivanje toplotnih efekata rastvaranja;

Demonstracioni ogledi:

pripremanje rastvora zadatog kvantitativnog sastava.

Količina supstance. Molarna masa supstance. Stehiometrijska izračunavanja.

Entalpija.

Reakciona toplota. Hesov zakon.

Entropija.

Brzina hemijske reakcije.

Zakon o dejstvu masa.

Hemijska ravnoteža.

LeŠateljeov princip.

Demonstracioni ogledi:

egzotermne i endotermne reakcije: reakcija kalcijum-oksida i vode i reakcija barijum-hidroksida amonijum-hlorida.

Demonstracioni ogledi:

reakcije cinka sa etanskom i sa hlorovodoničnom kiselinom; reakcije magnezijuma i cinka sa hlorovodoničnom kiselinom;

reakcija cinka sa razblaženom i koncentrovanom hlorovodoničnom kiselinom;

Stepen elektrolitičke disocijacije.

Jonske reakcije.

Protolitička teorija.

Luisova teorija.

Jonski proizvod vode.

pH vrednost.

Demonstracioni ogledi:

ispitivanje pH vrednosti rastvora.

Elektroliza. Korozija.

Stene, rude i minerali.

Voda i vazduh.

Biogeni elementi.

Demonstracioni ogledi:

demonstriranje uzoraka elemenata, jedinjenja, minerala, ruda, neorganskih komercijalnih proizvoda.

Elektrodni potencijal, naponski niz elemenata.

Demonstracioni ogledi:

dobijanje vodonika; naponski niz elemenata.

2.HE.2.2.4. Objašnjava reakcije nastajanja CO, CO2, SO2, HCl i NH3 iz fosilnih goriva i/ili u industrijskim procesima i opisuje njihov uticaj na životnu sredinu.

2.HE.2.2.5. Opisuje nalaženje silicijuma u prirodi i primenu silicijuma, SiO2 i silikona u tehnici, tehnologiji i medicini.

2.HE.2.2.6. Navodi karakteristike neorganskih jedinjenja u komercijalnim proizvodima hemijske industrije (hlorovodonična kiselina, sumporna kiselina, azotna kiselina, fosforna kiselina, natrijum-hidroksid, rastvor amonijaka, vodonik-peroksid), mere predostrožnosti u radu i način skladištenja.

2.HE.1.5.1. Rukuje supstancama (proizvodima) u skladu s oznakama opasnosti, upozorenja i obaveštenja na ambalaži; pridržava se pravila o načinu čuvanja supstanci (proizvoda) i odlaganju otpada.

2.HE.1.5.2. Navodi zagađivače vazduha, vode, zemljišta i opisuje njihov uticaj na životnu sredinu.

2.HE.1.5.3. Opisuje potrebu i prednost reciklaže stakla, papira i drugog čvrstog otpada.

2.HE.2.5.1. Objašnjava nastajanje, posledice i postupke za sprečavanje pojave kiselih kiša i efekta staklene bašte; objašnjava značaj ozonskog omotača, uzrok nastanka ozonskih rupa i posledice.

2.HE.2.5.2. Objašnjava značaj upotrebe postrojenja za prečišćavanje vode i vazduha, industrijskih filtera, automobilskih katalizatora i sličnih uređaja u svakodnevnom životu i industriji.

p- i d-bloka Periodnog sistema elemenata

Legure.

Demonstracioni ogledi:

dokazivanje jona alkalnih i zemnoalkalnih metala u plamenu; dokazivanje jona kalcijuma, magnezijuma i barijuma.

Demonstracioni ogledi:

kalijum-permanganat i kalijum-dihromat kao oksidaciona sredstva;

plemenitih gasova.

Neorganska hemijska industrija.

Demonstracioni ogledi:

reakcija hlorovodonične kiseline sa kalcijum-karbonatom i natrijum-acetatom;

Efekat staklene bašte.

Reciklaža i remidijacija.

Po završetku razreda učenik će biti u stanju da:

Ključni pojmovi sadržaja programa

2.HE.1.3.3. Navodi hemijske reakcije ugljovodonika (sagorevanje i polimerizacija), alkohola (oksidacija do aldehida i karboksilnih kiselina i sagorevanje) i karboksilnih kiselina (neutralizacija, esterifikacija).

2.HE.1.3.4. Povezuje fizička i hemijska svojstva organskih jedinjenja i njihovih smeša s upotrebom i značajem u svakodnevnom životu, struci i hemijskoj industriji (zemni gas, nafta, plastične mase, kaučuk, guma, boje, acetilen, metanol, etanol, etilen-glikol, glicerol, formaldehid, aceton, mravlja kiselina, sirćetna kiselina, benzoeva kiselina, limunska kiselina, mlečna kiselina, palmitinska kiselina, stearinska kiselina, oleinska kiselina).

2.HE.1.5.1. Rukuje supstancama (proizvodima) u skladu s oznakama opasnosti, upozorenja i obaveštenja na ambalaži; pridržava se pravila o načinu čuvanja supstanci (proizvoda) i odlaganju otpada.

2.HE.1.5.2. Navodi zagađivače vazduha, vode, zemljišta i opisuje njihov uticaj na životnu sredinu.

2.HE.1.5.3. Opisuje potrebu i prednost reciklaže stakla, papira i drugog čvrstog otpada.

2.HE.2.3.1. Piše

strukturne formule na osnovu naziva prema IUPAC nomenklaturi i na osnovu naziva piše strukturne formule ugljovodonika, alkohola, fenola, aldehida, ketona, karboksilnih kiselina, estara, primarnih amina; razlikuje strukturne izomere i piše njihove formule i nazive prema IUPAC nomenklaturi.

2.HE.2.3.2. Klasifikuje organska jedinjenja prema strukturi ugljovodoničnog niza na aciklična i ciklična, zasićena i nezasićena, alifatična i aromatična; klasifikuje alkohole prema atomu ugljenika za koji je vezana hidroksilna grupa na primarne, sekundarne i tercijarne; klasifikuje alkohole i karboksilne kiseline prema broju funkcionalnih grupa.

2.HE.2.3.3. Navodi načine dobijanja jedinjenja koja imaju primenu u svakodnevnom životu i struci (eten, etin, etanol, etanska kiselina) i piše odgovarajuće jednačine hemijskih reakcija.

2.HE.2.3.4. Piše jednačine hemijskih reakcija predstavnika klase organskih jedinjenja čiji je naziv ili strukturna formula data: ugljovodonika (supstitucija i adicija), alkohola (dehidratacija, oksidacija do karbonilnih jedinjenja i karboksilnih kiselina i sagorevanje), karboksilnih kiselina (neutralizacija, esterifikacija), estara (hidroliza).

2.HE.3.3.1. Piše strukturne formule na osnovu naziva prema IUPAC nomenklaturi i na osnovu naziva piše strukturne formule za halogene derivate ugljovodonika, etre, acil-halogenide, anhidride kiselina, amide, amine, nitrojedinjenja i organska jedinjenja sa sumporom.

– povezuje fizička i hemijska svojstva organskih jedinjenja sa njihovim sastavom, strukturom njihovih molekula, hemijskim vezama i međumolekulskim interakcijama;

– imenuje i hemijskim formulama prikaže predstavnike klasa organskih jedinjenja uključujući različite vidove izomerije;

– klasifikuje organske supstance prema nazivu i formuli i povezuje ih sa zajedničkim svojstvima predstavnika svake klase;

– objasni i jednačinama hemijskih reakcija ilustruje povezanost različitih klasa organskih jedinjenja, uključujući uslove pod kojima se reakcije odvijaju;

– opiše sastav i svojstva organskih supstanci u komercijalnim proizvodima i njihov značaj u svakodnevnom životu;

– opiše zastupljenost biomolekula u živim sistemima i navede njihovu ulogu, fiziološko dejstvo imajući u vidu korisne i štetne aspekte;

– navede značaj i primenu odabranih prirodnih i sintetičkih biološki važnih organskih jedinjenja;

– kritički razmatra upotrebu biomolekula, komercijalnih proizvoda, i njihov uticaj na zdravlje i okolinu;

– imenuje i hemijskim formulama prikaže monomerne jedinice biopolimera;

– povezuje strukturu biomolekula sa njihovim fizičkim i hemijskim svojstvima;

– povezuje različite nivoe strukturne organizacije odabranih biomolekula sa njihovom ulogom u živim sistemima;

– objašnjava pojam stereoizomerije na primeru biomolekula;

– objašnjava hemijske promene jednostavnijih biomolekula u organizmu i piše jednačine reakcija kojima to ilustruje;

– opisuje osnovne principe i značaj procesa replikacije, transkripcije i translacije;

– primenjuje sigurne laboratorijske tehnike u rukovanju, skladištenju i odlaganju supstanci i ambalaže saglasno principima zelene hemije;

– kritički proceni posledice ljudskih aktivnosti koje dovode do zagađivanja vode, zemljišta i vazduha i objasni značaj planiranja i rešavanja problema zaštite životne sredine;

– kvanitativno tumači hemijske promene i procese u realnom kontekstu.

Zastupljenost, sastav, svojstva, uloga i uticaj organskih supstanci na zdravlje i životnu sredinu.

Od makromolekula do organizma.

Demonstracioni ogledi:

demonstriranje uzoraka prirodnih i sintetičkih organskih supstanci i modela

biomolekula

Tipovi organskih reakcija.

Vrste izomerije.

Fizička svojstva. Hemijske reakcije ugljovodonika.

Primena.

Aromatični ugljovodonici. Halogeni derivati ugljovodonika.

Polimeri.

Demonstracioni ogledi:

ispitivanje rastvorljivosti ugljovodonika; sagorevanje ugljovodonika.

Alkoholi. Fenoli. Etri. Aldehidi i ketoni.

Karboksilne kiseline. Derivati karboksilnih kiselina. Fizička svojstva kiseoničnih organskih jedinjenja. Hemijske reakcije kiseoničnih organskih jedinjenja.

Primena.

Demonstracioni ogledi

Alkoholno vrenje, ispitivanje rastvorljivosti, sagorevanje etanola, oksidacija alkohola.

Oksidacija aldehida kalijum-permanganatom u neutralnoj, baznoj i kiseloj sredini. Reakcije aldehida sa blagim oksidacionim sredstvima (Redukcija Felingovog reagensa. Redukcija Tolensovog reagensa).

Dobijanje etanske kiseline iz njenih soli; rastvorljivost u vodi i organskim rastvaračima; upoređivanje kiselosti karboksilnih kiselina.

Fizička svojstva. Hemijske reakcije organskih jedinjenja sa azotom i sumporom.

Disaharidi.

Polisaharidi.

Fizička i hemijska svojstva ugljenih hidrata.

Metabolizam ugljenih hidrata.

Demonstracioni ogledi:

reakcija skroba sa jodom; hidroliza skroba.

2.HE.3.3.5. Na osnovu strukture molekula predviđa tip hemijske reakcije kojoj jedinjenje podleže (adicija, supstitucija, eliminacija) i piše odgovarajuće jednačine hemijskih reakcija.

2.HE.1.4.2. Navodi ulogu i zastupljenost ugljenih hidrata, masti, ulja, voskova, proteina i vitamina u živim sistemima, kao i ulogu DNK.

2.HE.1.4.3. Poznaje alkaloide kao prirodna i sintetička hemijska jedinjenja koja imaju korisna i štetna fiziološka dejstva.

2.HE.1.4.4. Poznaje ulogu i primenu antibiotika kao prirodnih i sintetičkih hemijskih jedinjenja.

2.HE.2.4.1. Povezuje strukturu monosaharida, disaharida i polisaharida, strukturu estara iz masti, ulja i voskova, strukturu aminokiselina i proteina sa svojstvima i ulogom u živim sistemima.

2.HE.2.4.2. Opisuje četiri nivoa strukturne organizacije proteina: primarnu, sekundarnu, tercijarnu i kvaternernu strukturu i navodi njihov značaj za biološku aktivnost proteina u živim sistemima.

2.HE.2.4.3. Opisuje strukturu nukleinskih kiselina; razlikuje ribonukleotide od dezoksiribonukleotida i navodi ulogu i-RNK, r-RNK i t-RNK u živim sistemima.

2.HE.3.4.1. Objašnjava pojavu stereoizomerije kod monosaharida.

2.HE.3.4.2. Na osnovu naziva, formula i vrste veza razlikuje strukturu molekula disaharida (maltoze, laktoze, saharoze, celobioze) i polisaharida (skroba, celuloze i glikogena).

2.HE.3.4.4. Klasifikuje lipide na osnovu reakcije bazne hidrolize; ispituje ogledima i objašnjava njihova fizička i hemijska svojstva i ulogu u živim sistemima.

3.4.7. Objašnjava ulogu enzima u živim sistemima i uticaj različitih faktora na aktivnost enzima (temperatura, promena pH vrednosti, dodatak jona teških metala, kofaktori i koenzimi, inhibitori).

2.HE.3.5.2. Objašnjava doprinos hemije zaštiti životne sredine i predlaže aktivnosti kojima doprinosi očuvanju životne sredine.

Metabolizam lipida

Demonstracioni ogledi: Ispitivanje fizičkih svojstava lipida.

Peptidna veza. Peptidi.

Proteini. Nivoi strukture proteina. Enzimi. Hormoni.

Metabolizam proteina.

Demonstracioni ogledi:

Ispitivanje kiselinsko-baznih svojstava vodenih rastvora amino-kiselina; dokazivanje amino-grupe u molekulima aminokiselina; reakcija amino-kiseline sa ninhidrinom.

dokazne reakcije za peptide i proteine: biuretska i ksantoproteinska reakcija; taloženje proteina zagrevanjem, koncentrovanim mineralnim kiselinama, solima teških metala, alkoholom, amonijum-sulfatom; uticaj temperature i rN vrednosti sredine na aktivnost amilaze.

DNK i RNK.

Replikacija.Transkripcija. Translacija.

Svojstva vitamina.

Veza između vitamina i metabolizma.

Uloga i primena antibiotika.

Medicinski otpad, prehrambeni otpad.

Održiva proizvodnja. Cirkularna ekonomija.

Upravljanje otpadom.