Jest to zarys tematów chemicznych omawianych przez AP (Zaawansowane umieszczanie) Kurs chemiczny i egzamin, zgodnie z opisem w Rada Kolegium. Procent podany po temacie jest przybliżonym procentem pytań wielokrotnego wyboru na stronie Egzamin chemiczny AP na ten temat.
- Struktura materii (20%)
- Stany materii (20%)
- Reakcje (35–40%)
- Chemia opisowa (10–15%)
- Laboratorium (5–10%)
JA. Struktura materii (20%)
Teoria atomowa i struktura atomowa
- Dowody na teorię atomową
- Masy atomowe; oznaczanie za pomocą środków chemicznych i fizycznych
- Liczba atomowa i liczba masowa; izotopy
- Poziomy energii elektronów: widma atomowe, liczby kwantowe, orbitale atomowe
- Relacje okresowe, w tym promienie atomowe, energie jonizacji, powinowactwa elektronów, stany utlenienia
Wiązanie chemiczne
- Siły wiązania
za. Rodzaje: jonowe, kowalencyjne, metaliczne, wodorowe, van der Waalsa (w tym siły dyspersji Londynu)
b. Związki ze stanami, strukturą i właściwościami materii
do. Polaryzacja obligacji, elektroujemności - Modele molekularne
za. Struktury Lewisa
b. Wiązanie walencyjne: hybrydyzacja orbitali, rezonans, wiązania sigma i pi
do. VSEPR - Geometria cząsteczek i jonów, strukturalny izomerizm prostych cząsteczek organicznych i kompleksów koordynacyjnych; momenty dipolowe cząsteczek; relacja właściwości do struktury
Chemia jądrowa
Równania jądrowe, okresy półtrwania i radioaktywność; zastosowania chemiczne.
II. Stany materii (20%)
Gazy
- Prawa gazów idealnych
za. Równanie stanu dla gazu doskonałego
b. Częściowe ciśnienia - Teoria kinetyczno-molekularna
za. Interpretacja praw gazu doskonałego na podstawie tej teorii
b. Hipoteza Avogadro i koncepcja kretów
do. Zależność od energia kinetyczna cząsteczek na temperaturę
re. Odchylenia od praw gazu doskonałego
Ciecze i ciała stałe
- Ciecze i ciała stałe z kinetyczno-molekularnego punktu widzenia
- Schematy fazowe systemów jednoskładnikowych
- Zmiany stanu, w tym punkty krytyczne i punkty potrójne
- Struktura ciał stałych; energie sieci
Rozwiązania
- Rodzaje roztworów i czynniki wpływające na rozpuszczalność
- Metody wyrażania koncentracji (stosowanie normalności nie jest testowane).
- Prawo Raoulta i właściwości koligatywne (substancje nielotne); osmoza
- Nieidealne zachowanie (aspekty jakościowe)
III. Reakcje (35–40%)
Rodzaje reakcji
- Reakcje kwasowo-zasadowe; koncepcje Arrheniusa, Brönsteda-Lowry'ego i Lewisa; kompleksy koordynacyjne; amfoteryczność
- Reakcje opadowe
- Reakcje redukcji utleniania
za. Liczba oksydacyjna
b. Rola elektronu w redukcji utleniania
do. Elektrochemia: ogniwa elektrolityczne i galwaniczne; Prawa Faradaya; standardowe potencjały półkomórkowe; Równanie Nernsta; przewidywanie kierunku reakcji redoks
Stechiometria
- Gatunki jonowe i molekularne obecne w układach chemicznych: równania jonowe netto
- Bilansowanie równań, w tym również dla reakcji redoks
- Relacje masy i objętości z naciskiem na koncepcję molową, w tym wzory empiryczne i reagenty ograniczające
równowaga
- Pojęcie równowagi dynamicznej, fizycznej i chemicznej; Zasada Le Chateliera; stałe równowagi
- Traktowanie ilościowe
za. Stałe równowagi dla reakcji gazowych: Kp, Kc
b. Stałe równowagi dla reakcji w roztworze
(1) Stałe dla kwasów i zasad; pK; pH
(2) Stałe produktu rozpuszczalności i ich zastosowanie do wytrącania i rozpuszczania słabo rozpuszczalnych związków
(3) Efekt wspólnego jonu; bufory; hydroliza
Kinetyka
- Pojęcie szybkości reakcji
- Wykorzystanie danych eksperymentalnych i analizy graficznej do ustalenia kolejności reagentów, stałych szybkości i praw szybkości reakcji
- Wpływ zmiany temperatury na stawki
- Energia aktywacji; rola katalizatory
- Zależność między krokiem określającym szybkość a mechanizmem
Termodynamika
- Funkcje państwa
- Pierwsze prawo: zmiana entalpii; ciepło formacji; ciepło reakcji; Prawo Hessa; ciepło parowania i stapiania; kalorymetria
- Drugie prawo: entropia; darmowa energia formacji; darmowa energia reakcji; zależność zmiany energii swobodnej od zmian entalpii i entropii
- Zależność zmiany energii swobodnej od stałych równowagi i potencjałów elektrod
IV. Chemia opisowa (10–15%)
ZA. Reaktywność chemiczna i produkty reakcji chemicznych.
B. Relacje w układzie okresowym: poziomy, pionowy i ukośny z przykładami z metali alkalicznych, metali ziem alkalicznych, halogenów i pierwszej serii elementów przejściowych.
DO. Wprowadzenie do chemii organicznej: węglowodory i grupy funkcjonalne (struktura, nazewnictwo, właściwości chemiczne). Fizyczne i chemiczne właściwości prostych związków organicznych należy również uwzględnić jako przykładowy materiał do badania innych obszarów, takich jak wiązanie, równowaga obejmująca słabe kwasy, kinetyka, właściwości koligatywne i stechiometryczne oznaczenia empiryczne i molekularne formuły.
V. Laboratorium (5–10%)
Egzamin chemiczny AP obejmuje kilka pytań opartych na doświadczeniach i umiejętnościach, które studenci zdobywają w laboratorium: obserwowanie reakcji chemicznych i substancji; rejestrowanie danych; obliczanie i interpretacja wyników na podstawie uzyskanych danych ilościowych oraz skuteczne przekazywanie wyników prac eksperymentalnych.
Zajęcia z chemii AP i egzamin z chemii AP obejmują także pracę nad pewnymi rodzajami problemów chemicznych.
Obliczenia chemiczne AP
Podczas wykonywania obliczeń chemicznych uczniowie powinni zwracać uwagę na znaczące liczby, precyzję mierzonych wartości oraz stosowanie zależności logarytmicznych i wykładniczych. Studenci powinni być w stanie ustalić, czy obliczenie jest uzasadnione. Zdaniem College College na egzaminie chemicznym AP mogą pojawić się następujące rodzaje obliczeń chemicznych:
- Skład procentowy
- Empiryczny oraz wzory molekularne z danych eksperymentalnych
- Masy molowe z pomiarów gęstości gazu, temperatury krzepnięcia i wrzenia
- Prawa gazu, w tym prawo gazu doskonałego, prawo Daltona i prawo Grahama
- Relacje stechiometryczne z wykorzystaniem koncepcji mola; obliczenia miareczkowania
- Ułamki molowe; roztwory molowe i molowe
- Prawo elektrolizy Faradaya
- Stałe równowagi i ich zastosowania, w tym ich zastosowanie do równoczesnych równowag
- Standardowe potencjały elektrod i ich zastosowanie; Równanie Nernsta
- Obliczenia termodynamiczne i termochemiczne
- Obliczenia kinetyczne