Chemia nieorganiczna I

1. J.E. Huheey, E.A. Keiter, R.L. Keiter, Inorganic chemistry. Principles of structure and reactivity, NY Harper Collins College Publishers, New York, 1993

2. G.L. Miessler, P.J. Fisher, D.A. Tarr, Inorganic chemistry, Pearson Education Ltd., Harlow, 2014

3. A.F. Williams, Chemia nieorganiczna. Podstawy teoretyczne, PWN Warszawa, 1986.

4. W. Kołos, J. Sadlej, Atom i cząsteczka, WNT Warszawa, 1998.

5. J. Dereń, J. Haber, R. Pampuch, Chemia ciała stałego. PWN Warszawa, 1975.

6. S.F.A. Kettle, Fizyczna chemia nieorganiczna, PWN Warszawa, 1999.

7. P.W. Atkins, The elements of physical chemistry, Oxford University Press Inc. New York, 1994.

Celem przedmiotu jest przedstawienie podstawowych teorii i modeli wykorzystywanych do opisu właściwości fizykochemicznych atomów i związków chemicznych. Zostaną omówione zagadnienia z zakresu systematyki pierwiastków bloku s i p układu okresowego oraz wybranych związków nieorganicznych.

Konwersatorium ma charakter wspomagający zrozumienie oraz praktyczne opanowanie zagadnień objętych treściami programowymi wykładu, poprzez rozwiązywanie zadań problemowych.

Nazwa przedmiotu: CHEMIA NIEORGANICZNA I (3.3.PBN.CHE108)

Studia:

• Kierunek CHEMIA,

• stopień I (licencjat),

• tryb stacjonarne,

• specjalności: Chemia Biologiczna, Chemia Kosmetyczna, Nowoczesne Materiały Polimerowe

Formy zajęć, sposób ich realizacji i przypisana im liczba godzin: A. Formy zajęć

• wykład (W),

• konwersatorium (K),

B. Sposób realizacji

• zajęcia w sali dydaktycznej C. Liczba godzin

• 30W + 15K

Liczba punktów ECTS

Bilans nakładu pracy studenta:

Godziny kontaktowe :

• udział w wykładach: 15 x 2 godz. = 30 godz., • udział w konwersatorium: 15 godz.,

• konsultacje: 2 godz.

• zaliczenia: 2 godz.

Razem: 50 godzin = 2 punkty ECTS

Praca własna studenta :

• przygotowanie do konwersatorium: 15 godz.,

• przygotowanie do zaliczenia: 10 godz. Razem: 25 godzin = 1 punkt ECTS

Łączny nakład pracy studenta wynosi 75 godzin, co odpowiada 3 punktom ECTS

Metody dydaktyczne

• wykład z prezentacją multimedialną

• konwersatorium: dyskusja, rozwiązywanie zadań otwartych (listy)

Forma i sposób zaliczenia oraz podstawowe kryteria oceny lub wymagania egzaminacyjne: A. Sposób zaliczenia

• wykład: egzamin

• konwersatorium: zaliczenie z oceną

B. Formy zaliczenia :

• wykład: egzamin pisemny (test zamknięty oraz zagadnienia problemowe / otwarte)

• konwersatorium: ocena na podstawie wyników kolokwiów obejmujących określony zakres programu

C. Podstawowe kryteria

• wykład: do zdania egzaminu konieczne jest uzyskanie powyżej 60% poprawnych odpowiedzi w części pisemnej; do obowiązkowej części ustnej przystępują osoby, które uzyskały wynik między 36 a 60%; część ustna obejmuje zestaw 5 zagadnień problemowych

• konwersatorium: zaliczenie materiału 3 kolokwiów

Określenie przedmiotów wprowadzających wraz z wymogami wstępnymi A. Wymagania formalne: zaliczony kurs z Chemii Ogólnej

B. Wymagania wstępne: brak

Cel przedmiotu :

Celem przedmiotu jest przedstawienie podstawowych teorii oraz modeli wykorzystywanych do opisu właściwości fizykochemicznych atomów i związków chemicznych. Zostaną omówione zagadnienia z zakresu systematyki pierwiastków bloku s i p układu okresowego oraz wybranych związków nieorganicznych.

Konwersatorium ma charakter wspomagający zrozumienie oraz praktyczne opanowanie zagadnień objętych treściami programowymi wykładu, poprzez rozwiązywanie zadań problemowych.

Treści programowe

Problematyka wykładu i konwersatorium

Elementy kwantowej teorii budowy atomu (jądro, cząstki elementarne, struktura elektronowa, zasada Heisenberga i równanie Schrödingera). Funkcje falowe, orbitale, zjawisko penetracji i ekranowania. Konfiguracje elektronowe. Energia elektronu w atomie, energia jonizacji i powinowactwa elektronowego. Wybrane właściwości pierwiastków chemicznych w świetle teorii budowy atomu. Układ okresowy pierwiastków, prawo okresowości i jego znaczenie. Koncepcja elektroujemności. Termy atomowe i sprzężenie Russella-Saundersa. Stan podstawowy i wzbudzony atomu.

Elementy teorii wiązania chemicznego. Model jonowy. Trwałość termodynamiczna sieci jonowej, energia oddziaływań jonowych, energia sieci. Cykl Borna-Habera. Polaryzacja wiązania jonowego (reguły Fajansa). Podstawowe właściwości związków jonowych.

Oddziaływania kowalencyjne. Teoria wiązań walencyjnych (VB). Model odpychania par elektronowych w powłoce walencyjnej (VSEPR). Struktura prostych cząsteczek w ujęciu modeli VB i VSEPR. Teoria orbitali molekularnych (metoda LCAO). Symetria oraz rodzaje orbitali molekularnych. Wiązania zlokalizowane i zdelokalizowane. Diagramy orbitali molekularnych (proste cząsteczki A2, AB i MLi). Właściwości cząsteczek w świetle teorii orbitali molekularnych (energia a długość wiązania, budowa przestrzenna, właściwości magnetyczne, reaktywność).

Oddziaływania vanderwaalsowskie. Oddziaływania między dipolami. Siły dyspersyjne Londona i ich znaczenie. Wiązanie wodorowe.

Oddziaływania w metalach. Właściwości metali i ich interpretacja (plastyczność, połysk i barwa, temperatura topnienia, przewodnictwo elektryczne i cieplne, magnetyzm). Metody otrzymywania metali. Model gazu elektronowego.Model pasmowy ciała stałego. Diagramy gęstości stanów. Roztwory stałe i stopy metali. Związki międzymetaliczne. Fazy śródwęzłowe.

Nomenklatura związków nieorganicznych. Systematyka pierwiastków chemicznych bloku s i p. Występowanie w przyrodzie, otrzymywanie czystych pierwiastków, właściwości fizykochemiczne, podstawowe związki chemiczne. Zastosowanie czystych pierwiastków chemicznych i wybranych związków nieorganicznych.

Tematyka konwersatorium jest zgodna z programem wykładu zarówno pod względem merytorycznym jak i kolejności realizacji i oparta jest na listach zadań.

1. A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa 2014.

2. F.A. Cotton, G. Wilkinson, P.L. Gaus, Chemia nieorganiczna. Podstawy, PWN, Warszawa 1995.

3. W. Kołos, Elementy chemii kwantowej sposobem niematematycznym wyłożone, PWN, Warszawa 1984

4. A. Mercik, S. Mercik, Słownik pierwiastków chemicznych, Wyd. R.A.F. SCRIBA, Racibórz 1994.

5. R. Sołoniewicz, Pierwiastki chemiczne grup głównych. WNT Warszawa, 1989.

6. A. Bartecki, Chemia pierwiastków przejściowych. WNT Warszawa, 1987.

7. W. Brzyska, Lantanowce i aktynowce. WNT Warszawa, 1987.

8. B. Staliński, W. Terpiłowski, Wodór i wodorki. WNT Warszawa, 1987.

9. S. Podsiadło, Azotki. WNT Warszawa, 1991.

10. W. Trzebiatowski, Chemia nieorganiczna, PWN, Warszawa 1980.

11. P.W. Atkins, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 2001.

12. Nomenklatura związków nieorganicznych. Praca zbiorowa (tłum. z jęz. ang.), Wydawnictwo PAN Ossolineum Wrocław, 1988.

Efekty kształcenia

Wiedza

Nr Efekt kształcenia (student, który zaliczył przedmiot, potrafi); Odniesienie

EKW1 Ma ogólną wiedzę w zakresie klasyfikacji, nomenklatury (w tym w języku angielskim), konwencji i terminologii stosowanej w chemii; K_W02

EKW2 Zna charakterystyczne właściwości pierwiastków oraz ich związków, włącznie z zależnościami pomiędzy grupami oraz szeregami układu okresowego; K_W03

EKW3 Ma ogólną wiedzę w zakresie budowy związków chemicznych oraz ich strukturalnych właściwości, włączając stereochemię; K_W04 EKW4 Ma ogólną wiedzę w zakresie podstawowych właściwości związków chemicznych; K_W05

EKW5 Zna podstawy mechaniki kwantowej oraz jej zastosowanie do opisu struktury i własności atomów oraz cząsteczek; K_W07

EKW6 Ma ogólną wiedzę w zakresie zastosowania związków chemicznych; K_W13

EKW7 Ocenia stopień ryzyka związany z pracą z chemikaliami; K_W24 Umiejętności

Nr Efekt kształcenia (student, który zaliczył przedmiot, potrafi); Odniesienie

EKU1 Potrafi określić podstawowe właściwości fizykochemiczne oraz reaktywność związku chemicznego na podstawie jego składu i struktury; K_U02

EKU2 Posiada umiejętność prezentowania zagadnienia lub materiału naukowego w formie pisemnej osobom kompetentnym w dziedzinie chemii; K_U16

EKU3 Posiada umiejętność prezentowania zagadnienia lub materiału naukowego w formie ustnej osobom kompetentnym w dziedzinie chemii; K_U17

EKU4 Posiada umiejętności zdobywania informacji, zarówno ze źródeł pierwotnych, jak i wtórnych, włączając informacje uzyskiwane z elektronicznych baz danych; K_U20

EKU5 Dostrzega ważne, aktualne tematy naukowe z zakresu chemii; K_U22 EKU6 Rozumie potrzebę popularyzowania osiągnięć z zakresu chemii; K_U24

Kompetencje społeczne (postawy)

Nr Efekt kształcenia (student, który zaliczył przedmiot, potrafi); Odniesienie

EKK1 Rozumie potrzebę ustawicznego kształcenia, podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych, i wykazuje otwartość na nowości w zakresie nauk chemicznych; K_K01

EKK2 Rozumie potrzebę popularyzowania wiedzy dotyczącej stosowania substancji chemicznych ze szczególnych uwzględnieniem ich wpływu na środowisko; K_K10

Wykład Egzamin Dopuszczenie do egzaminu: pozytywne zaliczenie konwersatorium.

Egzamin pisemny

Konwersatorium Zaliczenie z oceną Zaliczenie kolokwiów, próg zaliczeniowy każdego z kolokwiów = 50% + 1 pkt.