Chemistry 101 Syllabus

Fall 2003

Dr. Bruce Knauer


Note: This syllabus should be considered descriptive rather than prescriptive; topics may be added, deleted, or modified at the discretion of the instructor.

I.  Introduction
    A.  Matter
        1.  Types
        2.  Allotropic forms of elements, especially carbon.
    B.  The nature of science
        1.  Chemistry
            (a) Organic
            (b) Inorganic
II.  Atomic structure
     A.  Nucleus
     B.  Electrons
         1.  Shells
         2.  Valence shell
III. Bonding
     A.  Ionic
     B.  Covalent
         1.  Electronegativity
         2.  Polarity & dipole moment
     C.  Drawing Lewis structures for molecules
         1.  Structural isomerism
         2.  Technique for deriving a complete Lewis structure
             from a skeleton structure
         3.  Resonance
     D.  Geometry of atoms in molecules
IV.  Intermolecular forces
     A.  Dipole-dipole
     B.  Hydrogen bonding
     C.  London (van der Waals)
     D.  Effect of structure on properties
V.   Alkanes
     A.  Hydrocarbons
     B.  Methane
         1.  Anaerobic decay of plants
         2.  Origin of life
     C.  Higher alkanes
     D.  Nomenclature
     E.  Petroleum and natural gas
         1.  Various fractions
         2.  Gasoline
             (a)  Octane number
             (b)  Volatility
     F.  Bonding and conformations
         1.  s-bonds and free rotation
         2.  Torsional and steric strain
     G.  Reactions
         1.  Oxidation
             (a) Global warming
         2.  Halogenation
             (a) Chlorofluorocarbons and ozone depletion
VI.  Alkenes
     A.  Nomenclature
     B.  Bonding
         1.  s and p
     C.  Geometric Isomers
         1.  Z,E nomenclature
     D.  Reactions
         1.  Electrophilic addition
             (a)  HCl, HBr, Markovnikov rule
         2.  Free radical addition
             (a)  Chain reaction polymers
VII. Dienes, polyenes, and terpenes
     A.  Isoprene
         1.  Menthol, vitamin A, retinal, squalene, cholesterol
         2.  Rubber
             (a)  Vulcanization
             (b)  Gutta Percha
             (c)  Chicle
VIII. Stereochemistry
      A.  Stereoisomers
      B.  Enantiomers
          1.  Chiral centers
          2.  Chiral molecules
          3.  Optical activity
          4.  Racemic mixtures
      C.  Diastereomers
      D.  Meso structures
      E.  R & S nomenclature
IX.   Aromatic compounds
      A.  Benzene
      B.  Sources
          1.  Petroleum
          2.  Coal tar
X.    Chemicals and living systems
      A.  Toxic materials
      B.  Medicinal chemistry
      C.  Food additives
XI.   Alcohols
      A.  Nomenclature
      B.  Physical properties
      C.  Sources
          1.  Hydration
          2.  Wood for methanol
          3.  Fermentation for ethanol
      D.  Alcoholic beverages
          1.  Proof
          2.  Denatured alcohol
      E.  Oxidation
          1.  Breathalizer
          2.  Acetobacter
XII.  Carboxylic acids
      A.  Reactions
          1.  Hydrolysis
          2.  Ester fromation
XIII. Esters
      A.  Reactions
          1.  Hydrolysis
          2.  Saponification
      B.  Fats and Oils
          1.  Glycerides and glycerol
          2.  Fatty acids
          3.  Unsaturation
          4.  Hardening oils
          5.  Rancidity
          6.  Margarine
          7.  Sources
          8.  Drying oils - oil paints
      C.  Soaps
          1.  Production
          2.  Emulsifying agents
          3.  Hard water
XIV.  Synthetic detergents
          1.  Source
          2.  Biodegradation
XV.   Polymers
XVI.  Amino acids and proteins
      A.  Amino acids
          1.  Structure
          2.  Stereochemistry
      B.  Polypeptides and proteins
          1.  Macromolecules
              (a)  Comparison to synthetic polymers
          2.  Primary structure
          3.  Secondary structure
          4.  Oxytocin and vasopressin
          5.  Insulin
              (a)  Structure and species
              (b)  Genetic engineering
          7.  Hemoglobin
              (a)  Tertiary and quarternary structure
              (b)  Genetic disease
              (c)  Darwinian selection
          8.  Nutrition
XVII. Carbohydrates
      A.  Nomenclatures
      B.  Stereochemistry
      C.  Glucose
      D.  Sucrose
      E.  Starch
      F.  Cellulose