Giáo trình Hóa học GATE

Phần / Đơn vị	Chủ đề
Section A	Physical Chemistry
Bài 1	Kết cấu
Mục 2	Trạng thái cân bằng
Bài 3	Động học
Đơn vị 4	Bề mặt và Giao diện
Section B	Inorganic Chemistry
Bài 1	Các yếu tố nhóm chính
Mục 2	Các yếu tố chuyển tiếp
Bài 3	Lanthanides và Actinides
Đơn vị 4	Organometallics
Bài 5	Phóng xạ
Bài 6	Hóa học vô cơ
Bài 7	Chất rắn
Bài 8	Phương pháp phân tích công cụ
Section C	Organic Chemistry
Bài 1	Hóa học lập thể
Mục 2	Cơ chế phản ứng
Bài 3	Tổng hợp hữu cơ
Đơn vị 4	Các phản ứng vòng và quang hóa
Bài 5	Hợp chất dị vòng
Bài 6	Phân tử sinh học
Bài 7	Quang phổ

Đề cương môn học

Section A: Physical Chemistry

Unit 1: Structure

Định đề của cơ học lượng tử
Phương trình Schrödinger phụ thuộc thời gian và độc lập với thời gian
Giải thích sinh
Hạt trong hộp
Dao động điều hòa
Rôto cứng
Nguyên tử hydro: obitan nguyên tử
Nguyên tử nhiều electron: xấp xỉ quỹ đạo
Các kỹ thuật nhiễu loạn biến thể và bậc nhất
Liên kết hóa học: Thuyết liên kết hóa trị và thuyết LCAO-MO
Quỹ đạo lai
Ứng dụng của LCAO-MOT đối với H ₂₊ , H ₂ và các phân tử diatomic homonucleic khác, các phân tử diatomic hạt nhân như HF, CO, NO, và các hệ electron π-phân chia đơn giản
Phép gần đúng Huckel và ứng dụng của nó đối với hệ electron π hình khuyên
Các yếu tố và phép toán đối xứng
Nhóm điểm và bảng ký tự
Nguồn gốc của các quy tắc lựa chọn đối với quang phổ quay, dao động, điện tử và Raman của các phân tử diatomic và polyatomic
Hệ số Einstein
Mối quan hệ của tích phân mômen chuyển tiếp với hệ số tắt mol và cường độ dao động
Nguyên lý cơ bản của cộng hưởng từ hạt nhân: hệ số g hạt nhân, sự chuyển dịch hóa học, sự ghép nối hạt nhân

Unit 2: Equilibrium

Định luật nhiệt động lực học
Trạng thái tiêu chuẩn
Thermochemistry
Các hàm nhiệt động lực học và mối quan hệ của chúng -
- Quan hệ Gibbs-Helmholtz và Maxwell
- Phương trình Van't Hoff
Tiêu chí về tính tự phát và cân bằng
Entropy tuyệt đối
Số mol từng phần
Nhiệt động học của sự trộn
Tiềm năng hóa học
Fugacity, hoạt động và hệ số hoạt động
Cân bằng hóa học
Sự phụ thuộc của hằng số cân bằng vào nhiệt độ và áp suất
Các giải pháp không lý tưởng
Tính di động ion và độ dẫn điện
Luật giới hạn Debye-Huckel
Phương trình Debye-Huckel-Onsager
Thế điện cực tiêu chuẩn và tế bào điện hóa
Chuẩn độ điện thế và đo độ dẫn
Quy tắc pha
Phương trình Clausius Clapeyron
Biểu đồ pha của hệ thống một thành phần: CO ₂ , H ₂ O, S
Hai hệ thống thành phần -
- Hệ thống hơi lỏng
- Hệ thống lỏng-lỏng
- Hệ thống rắn-lỏng
Chưng cất phân đoạn
Azeotropes và eutectics
Nhiệt động lực học thống kê -
- Quần thể vi mô và kinh điển
- Phân phối Boltzmann
- Chức năng phân vùng
- Tính chất nhiệt động lực học

Unit 3: Kinetics

Lý thuyết trạng thái chuyển tiếp -
- Phương trình viền
- Các khía cạnh nhiệt động lực học
Bề mặt năng lượng tiềm năng và quỹ đạo cổ điển
Phản ứng cơ bản, song song, phản đối và liên tiếp
Xấp xỉ trạng thái ổn định
Cơ chế của các phản ứng phức tạp
Phản ứng đơn phân tử
Động học của phản ứng trùng hợp và xúc tác enzym
Động học phản ứng nhanh: phương pháp thư giãn và dòng chảy
Động học của các quá trình quang hóa và quang lý

Unit 4: Surfaces and Interfaces

Hấp thụ vật lý và hóa học
Các đường đẳng nhiệt Langmuir, Freundlich và BET
Xúc tác bề mặt: Cơ chế Langmuir-Hinshelwood
Sức căng bề mặt, độ nhớt
Self-assembly
Hóa lý của chất keo, mixen và đại phân tử

Section B: Inorganic Chemistry

Unit 1: Main Group Elements

Hydrua, halogenua, oxit, oxit, nitrit, sunfua - hình dạng và khả năng phản ứng
Cấu trúc và liên kết của boranes, cacborane, silicon, silicat, bo nitrua, borazine và phosphazenes
Các dạng thù hình của cacbon
Hóa học khí quý, giả halogen và hợp chất interhalogen
Khái niệm axit-bazơ

Unit 2: Transition Elements

Hóa học phối hợp -
- cấu trúc và đồng phân
- Các lý thuyết về liên kết (VBT, CFT và MOT)
Biểu đồ mức năng lượng trong các trường tinh thể khác nhau, CFSE, các ứng dụng của CFT, biến dạng Jahn-Teller
Quang phổ điện tử của phức kim loại chuyển tiếp -
- Ký hiệu thuật ngữ quang phổ
- Quy tắc lựa chọn
- Sơ đồ Orgel
- Quang phổ truyền phí
Tính chất từ của phức kim loại chuyển tiếp
Cơ chế phản ứng -
- Ổn định động học và nhiệt động học
- Phản ứng thế và phản ứng oxy hóa khử

Unit 3: Lanthanides and Actinides

Recovery
Thuộc tính định kỳ
Thuộc tính quang phổ
Tính hấp dẫn

Unit 4: Organometallics

18-Quy tắc electron
- metal-alkyl
- metal-carbonyl
- phức hợp metal-olefin và metalcarbene
- metallocenes
Tính thông lượng trong phức chất cơ kim
Các loại phản ứng cơ kim
Xúc tác đồng nhất -
- Hydrogenation
- Hydroformylation
- Tổng hợp axit axetic
- Quá trình chuyển hóa và oxy hóa olefin
Xúc tác không đồng nhất -
- Phản ứng Fischer-Tropsch
- Sự trùng hợp Ziegler-Natta

Unit 5: Radioactivity

Quá trình phân rã
Chu kỳ bán rã của các nguyên tố phóng xạ
Quá trình phân hạch và nhiệt hạch

Unit 6: Bioinorganic Chemistry

Vận chuyển ion (Na ⁺ và K ⁺ )
Liên kết oxy
Vận chuyển và sử dụng
Phản ứng chuyển electron
Cố định đạm
Metalloenzyme chứa -
- Magnesium
- Molybdenum
- Iron
- Cobalt
- Copper
- Zinc

Unit 7: Solids

Hệ thống tinh thể và mạng lưới
Máy bay Miller
Đóng gói tinh thể
Tinh thể khuyết tật
Định luật Bragg
Tinh thể ion
Công thức cấu tạo của các hợp chất loại AX, AX2, ABX3
Spinels
Lý thuyết dải
Metals
Semiconductors

Unit 8: Instrumental Methods of Analysis

Phép đo quang phổ nhìn thấy được UV
Quang phổ NMR và ESR
Khối phổ
Sắc ký bao gồm GC và HPLC
Phương pháp phân tích điện -
- Polarography
- Đo vôn theo chu kỳ
- Điện cực chọn lọc ion
Phương pháp phân tích nhiệt

Section C: Organic Chemistry

Unit 1: Stereochemistry

Tính bất đối xứng của các phân tử hữu cơ có hoặc không có tâm bất đối xứng và xác định cấu hình tuyệt đối của chúng
Hóa học lập thể tương đối trong các hợp chất có nhiều hơn một tâm lập thể
Các nguyên tử, nhóm và mặt đồng vị, đồng vị và không đồng vị
Tổng hợp chọn lọc âm thanh nổi và tổng hợp âm thanh nổi cụ thể
Phân tích công thức của các hợp chất mạch hở và mạch vòng
Đồng phân hình học
Hiệu ứng cấu hình và tuân thủ, và sự tham gia của nhóm lân cận lên khả năng phản ứng và tính chọn lọc / đặc hiệu

Unit 2: Reaction Mechanisms

Các khái niệm cơ học cơ bản -
- Kiểm soát động học so với nhiệt động lực học
- Định đề Hammond và nguyên tắc Curtin-Hammett
Phương pháp xác định cơ chế phản ứng thông qua xác định sản phẩm, chất trung gian và ghi nhãn đồng vị
Phản ứng thay thế nucleophilic và electrophin (cả thơm và béo)
Phản ứng cộng với liên kết đa cacbon-cacbon và cacbon-dị nguyên tử (N, O)
Phản ứng loại bỏ
Chất trung gian phản ứng -
- Carbocations
- Carbanions
- Carbenes
- Nitrenes
- Arynes
- Gốc tự do
Sự sắp xếp lại phân tử liên quan đến các nguyên tử thiếu điện tử

Unit 3: Organic Synthesis

Tổng hợp, phản ứng, cơ chế và tính chọn lọc liên quan đến các nhóm hợp chất sau:
- Alkenes
- Alkynes
- Arenes
- Alcohols
- Phenols
- Aldehydes
- Ketones
- Axit cacboxylic
- Esters
- Nitriles
- Halides
- Hợp chất nitro
- Amin và amit
Công dụng của thuốc thử gốc Mg, Li, Cu, B, Zn và Si trong tổng hợp hữu cơ
Hình thành liên kết cacbon-cacbon thông qua phản ứng ghép nối - Heck, Suzuki, Stille và Sonogoshira
Các khái niệm về tổng hợp nhiều bước -
- Phân tích tái tổng hợp
- Các ngắt kết nối chiến lược
- Tổng hợp và tương đương tổng hợp
Khả năng phản ứng mạnh - đương lượng anion formyl và acyl
Tính chọn lọc trong tổng hợp hữu cơ - hóa trị, điều chỉnh và lập thể
Bảo vệ và hủy bảo vệ các nhóm chức năng
Các khái niệm về tổng hợp không đối xứng - phân giải (bao gồm cả enzym), khử đối xứng và sử dụng chất trợ bất đối xứng
Phản ứng hình thành liên kết cacbon-cacbon thông qua enolat (bao gồm cả enolat bo), men và ete enol silyl.
Michael thêm phản ứng
Bổ sung chọn lọc nổi cho nhóm C = O (mô hình Cram và Felkin-Anh)