Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria Materiałów i Nanomateriałów (S1)
Sylabus przedmiotu Podstawy chemii:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria Materiałów i Nanomateriałów | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Podstawy chemii | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Chemii Nieorganicznej i Analitycznej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Elżbieta Tomaszewicz <Elzbieta.Tomaszewicz@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Monika Bosacka <Monika.Bosacka@zut.edu.pl>, Anna Błońska-Tabero <Anna.Blonska-Tabero@zut.edu.pl>, Grażyna Dąbrowska <Grazyna.Dabrowska@zut.edu.pl>, Elżbieta Filipek <Elzbieta.Filipek@zut.edu.pl>, Piotr Tabero <Piotr.Tabero@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Student posiada podstawową wiedzę z zakresu chemii, fizyki i matematyki na poziomie szkoły średniej. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studenta z podstawowymi pojęciami i zagadnieniami chemii ogólnej i nieorganicznej |
| C-2 | Zapoznanie studenta z zasadami nazewnictwa związków nieorganicznych oraz ukształtowanie umiejętności pisania równań reakcji chemicznych i dobierań współczynników stechiometrycznych |
| C-3 | Zapoznanie studenta z zagadnieniami dotyczącymi współczesnej chemii kwantowej, struktury i rodzaju wiązań w cząsteczkach oraz ciele stałym |
| C-4 | Zapoznanie studenta z podstawowymi pojeciami dotyczącymi kinetyki i statyki chemicznej |
| C-5 | Ukształtowanie umiejętności rozwiązywania prostych zadań z zakresu stechiometrii i stężeń roztworów |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Nazewnictwo soli prostych, wodorosoli, hydroksosoli oraz soli złożonych. Wzory kreskowe związków chemicznych. | 3 |
| T-A-2 | Obliczenia w oparciu o podstawowe prawa i pojęcia chemiczne. | 3 |
| T-A-3 | Obliczenia stechiometryczne oparte na wzorach związków chemicznych i równaniach reakcji chemicznych. | 4 |
| T-A-4 | Rozpisywanie struktur elektronowych pierwiastków i jonów. Położenie pierwiastka w układzie okresowym a jego struktura elektronowa. Elektrony rdzeniowe i walencyjne. Liczby kwantowe. Zapis orbitalu i spinorbitalu. | 3 |
| T-A-5 | Kolokwium zaliczające 1 | 2 |
| T-A-6 | Równania reakcji utleniania i redukcji. Dobieranie współczynników stechiometrycznych w równaniach redox - metoda równań połówkowych (zapis cząsteczkowy i jonowy). Obliczenia stechiometryczne oparte na równaniach redox. | 4 |
| T-A-7 | Stężenie molalne roztworów. Przeliczania stężeń roztworów. Obliczenia stężeń roztworów w połączeniu z obliczeniami stechiometrycznymi opartymi na równaniach reakcji. | 4 |
| T-A-8 | Skład mieszanin stałych (ułamek wagowy i molowy) i gazowych (ułamek objętościowy i molowy). | 2 |
| T-A-9 | Szybkość reakcji. Równowaga chemiczna.Wpływ ciśnienia i temperatury na położenie stanu równowagi. | 3 |
| T-A-10 | Kolokwium zaliczające 2 | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Przedmiot i zakres chemii. Podstawowe pojęcia w chemii. Substancje proste i złożone. Czystość substancji chemicznych. Zjawiska fizyczne i chemiczne. Mieszanina a związek chemiczny. | 2 |
| T-W-2 | Klasyfikacja związków nieorganicznych. Wzory chemiczne. Stopień utlenienia a właściwości. Nazewnictwo związków nieorganicznych. | 2 |
| T-W-3 | Podstawowe pojęcia w chemii. Podstawowe prawa chemiczne. Reakcje chemiczne. Typy reakcji, stechiometria i wydajność reakcji. Reakcje redox. Stopień czystości użytych substratów. Skład procentowy związków, doświadczalne potwierdzenie składu związków chemicznych. | 2 |
| T-W-4 | Typy roztworów. Rozpuszczalność związków chemicznych i jej zależność od temperatury. Typy stężeń roztworów i ich jednostki. Koligatywne właściwości roztworów elektrolitów. Prawo Raoulta. Koloidy. | 2 |
| T-W-5 | Współczesny pogląd na atom. Cząstki elementarne. Budowa i trwałość jądra atomowego. Modele jadra atomowego. Liczba atomowa, liczba masowa, nuklid, izotopy, izobary i izotony. | 2 |
| T-W-6 | Teoria kwantowa i struktura elektronowa atomów. Efekt Comptona, teoria Bohra budowy atomu wodoru. Dualizm korpuskularno-falowy elektronów. Zasada nieoznaczoności Heisenberga. Liczby kwantowe, orbitale atomowe. | 2 |
| T-W-7 | Poziomy energetyczne elektronów w atomach. Zasady rozbudowy powłok elektronowych, konfiguracja elektronowa pierwiastków. Struktura elektronowa pierwiastków a ich położenie w układzie okresowym. | 2 |
| T-W-8 | Okresowa klasyfikacja pierwiastków chemicznych, prawidłowości w układzie okresowym. Zmiany właściwości chemicznych pierwiastków. Energia jonizacji, elektropowinowactwo i elektroujemność pierwiastków. Zmiana elektroujemności w bloku s, p, d i f. Promienie atomów i jonów. | 2 |
| T-W-9 | Wiązania chemiczne. Biegunowość cząsteczek i moment dipolowy. Energia wiązania. Wiązania: jonowe, atomowe, pośrednie, donorowo-akceptorowe oraz metaliczne. Wiązanie wodorowe i jego wpływ na właściwości fizyczne związków. Wiązania międzycząsteczkowe. Wzory Lewis'a. | 2 |
| T-W-10 | Geometria cząsteczki a hybrydyzacja orbitali atomowych. Teoria wiązań walencyjnych. Hybrydyzacja orbitali atomowych. Hybrydyzacja w cząsteczkach zawierających podwójne i potrójne wiązania. Teoria orbitali molekularnych. Orbitale molekularne w cząsteczkach homo- i heterojądrowych. | 2 |
| T-W-11 | Stany skupienia materii (ciało stałe, ciecz, gaz i plazma). Podstawowe pojęcia krystalografii strukturalnej. Struktura kryształu, typy kryształów, ciała amorficzne. Przemiany fazowe. Wiązania w sieci przestrzennej kryształów (struktura grafitu i diamentu). Kryształy molekularne, kowalencyjne, jonowe i metaliczne. Właściwości fizyczne kryształów. Zjawisko alotropii, polimorfizmu i izomorfizmu. Roztwory stałe. | 2 |
| T-W-12 | Kinetyczna teoria cząsteczkowa gazów. Cechy gazu doskonałego. Prawa gazowe, równanie stanu gazu doskonałego. Prawo ciśnień cząstkowych (Daltona). Odstępstwa od stanu gazu doskonałego. Równanie van der Waalsa. | 2 |
| T-W-13 | Kinetyka chemiczna. Przebieg reakcji, szybkość reakcji. Relacje pomiędzy stężeniem reagentów a czasem reakcji. Energia aktywacji, zależność temperaturowa stałej szybkości reakcji. Mechanizmy reakcji. | 2 |
| T-W-14 | Równowaga chemiczna. Koncepcja stałej równowagi chemicznej. Zależność pomiędzy stałymi Kx, Kp i Kc. Równowaga chemiczna w układach homogenicznych i heterogenicznych. Czynniki wpływające na położenie stanu równowagi chemicznej - reguła przekory. | 2 |
| T-W-15 | Reguła faz Gibbsa. Pojęcie układu, fazy, przemiany fazowej. Równowagi w układach wielofazowych. Diagram fazowy wody (punkt potrójny, liczba stopni swobody). | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-A-2 | Rozwiązywanie zaleconych zadań | 10 |
| A-A-3 | Praca z literaturą poszerzającą materiał omówiony na zajęciach | 5 |
| A-A-4 | Przygotowanie do zaliczenia | 10 |
| A-A-5 | Konsultacje | 5 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach | 30 |
| A-W-2 | Samodzielna analiza treści wykładów w oparciu o zalecaną literaturę | 30 |
| A-W-3 | Konsultacje z prowadzącym wykłady | 4 |
| A-W-4 | Przygotowanie do egzaminu | 24 |
| A-W-5 | Egzamin pisemny | 2 |
| 90 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metody podające: wykład informacyjny, opis, objaśnienia lub wyjaśnienia |
| M-2 | Metody aktywizujące: dyskusja dydaktyczna |
| M-3 | Metody praktyczne: pokaz, ćwiczenia przedmiotowe |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne |
| S-3 | Ocena formująca: Test sprawdzający |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IMiN_1A_B08_W01 Student wymienia i definiuje podstawowe pojęcia oraz zagadnienia chemii ogólnej i nieorganicznej | IMiN_1A_W02 | — | — | C-1 | T-W-3, T-W-4, T-W-15, T-A-2, T-W-1 | M-2, M-1, M-3 | S-2, S-3, S-1 |
| IMiN_1A_B08_W02 Student definiuje zasady dotyczące nazewnictwa związków nieorganicznych oraz zapisywania i bilansowania równań reakcji chemicznych | IMiN_1A_W02 | — | — | C-2 | T-A-1, T-A-6, T-W-3, T-W-2 | M-2, M-3, M-1 | S-1, S-3, S-2 |
| IMiN_1A_B08_W03 Student wymienia i definiuje zagadnienia dotyczące chemii kwantowej, struktury i rodzaju wiązań w cząsteczkach i ciele stałym oraz kinetyki i statyki chemicznej | IMiN_1A_W02, IMiN_1A_W03 | — | — | C-3, C-4 | T-W-11, T-W-14, T-W-8, T-A-4, T-W-7, T-W-10, T-W-5, T-W-13, T-W-6, T-A-8, T-W-12, T-W-9, T-A-9 | M-1, M-2, M-3 | S-3, S-1, S-2 |
| IMiN_1A_B08_W04 Student opisuje i charakteryzuje zagadnienia i problemy dotyczącące stechiometrii i stężeń roztworów | IMiN_1A_W02 | — | — | C-5 | T-A-8, T-A-7, T-W-4, T-A-3 | M-1, M-3, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IMiN_1A_B08_U01 Student analizuje podstawowe pojęcia, zagadnienia i prawa w chemii ogólnej i nieorganicznej | IMiN_1A_U03 | — | — | C-1 | T-W-3, T-W-1 | M-1, M-2, M-3 | S-3, S-2, S-1 |
| IMiN_1A_B08_U02 Student analizuje zasady dotyczące nazewnictwa związków nieorganicznych, zapisywania i bilansowania równań reakcji chemicznych oraz analizuje zagadnienia dotyczące chemii kwantowej, kinetyki i statyki chemicznej | IMiN_1A_U03 | — | — | C-2 | T-W-3, T-W-1, T-A-6 | M-3, M-2, M-1 | S-2, S-3, S-1 |
| IMiN_1A_B08_U3 Student analizuje problemy z zakresu stechiometrii i stężeń roztworów | IMiN_1A_U03 | — | — | C-5 | T-A-9, T-A-3, T-A-7 | M-3, M-2 | S-3, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IMiN_1A_B08_W01 Student wymienia i definiuje podstawowe pojęcia oraz zagadnienia chemii ogólnej i nieorganicznej | 2,0 | Student na poziomie niewystarczającym wymienia i definiuje powstawowe pojęcia oraz zagadnienia chemii ogólnej i nieorganicznej |
| 3,0 | Student na poziomie podstawowym wymienia i definiuje podstawowe pojęcia oraz zagadnienia chemii ogólnej i nieorganicznej | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| IMiN_1A_B08_W02 Student definiuje zasady dotyczące nazewnictwa związków nieorganicznych oraz zapisywania i bilansowania równań reakcji chemicznych | 2,0 | Student w niewystarczającym stopniu definiuje zasady dotyczące nazewnictwa związków nieorganicznych oraz zapisywania i bilansowania równań reakcji chemicznych |
| 3,0 | Student w stopniu podstawowym definiuje zasady dotyczące nazewnictwa związków nieorganicznych oraz zapisywania i bilansowania równań reakcji chemicznych | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| IMiN_1A_B08_W03 Student wymienia i definiuje zagadnienia dotyczące chemii kwantowej, struktury i rodzaju wiązań w cząsteczkach i ciele stałym oraz kinetyki i statyki chemicznej | 2,0 | Student w stopniu niewystarczającym wymienia i definiuje zagadnienia dotyczące chemii kwantowej, struktury i rodzaju wiązań w cząsteczkach i ciele stałym oraz kinetyki i statyki chemicznej |
| 3,0 | Student w stopniu podstawowym wymienia i definiuje zagadnienia dotyczące chemii kwantowej, struktury i rodzaju wiązań w cząsteczkach i ciele stałym oraz kinetyki i statyki chemicznej | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| IMiN_1A_B08_W04 Student opisuje i charakteryzuje zagadnienia i problemy dotyczącące stechiometrii i stężeń roztworów | 2,0 | Student na niewystarczającym poziomie opisuje i charakteryzuje zagadnienia i problemy dotyczące stechiometrii i stężeń roztworów |
| 3,0 | Student na poziomie podstawowym opisuje i charakteryzuje zagadnienia i problemy dotyczące stechiometrii i stężeń roztworów | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IMiN_1A_B08_U01 Student analizuje podstawowe pojęcia, zagadnienia i prawa w chemii ogólnej i nieorganicznej | 2,0 | |
| 3,0 | Student posiada w stopniu podstawowym wiedzę dotyczącą pojęć i zagadnień z chemii ogólnej i nieorganicznej | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| IMiN_1A_B08_U02 Student analizuje zasady dotyczące nazewnictwa związków nieorganicznych, zapisywania i bilansowania równań reakcji chemicznych oraz analizuje zagadnienia dotyczące chemii kwantowej, kinetyki i statyki chemicznej | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi w stopniu podstawowym zastosować w praktyce zasady nomenklatury związków nieorganicznych oraz potrafi, w stopniu podstawowym, zapisywać i bilansować równania reakcji chemicznych | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| IMiN_1A_B08_U3 Student analizuje problemy z zakresu stechiometrii i stężeń roztworów | 2,0 | |
| 3,0 | Student posiada, w stopniu podstawowym, wiedzę dotyczącą rozwiązywania zadań z zakresu stechiometrii, stężeń roztworów oraz statyki chemicznej | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Adam Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa, 1997
- F. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson, Paul L.Gaus, Chemia nieorganiczna. Podstawy., PWN, Warszawa, 1998
- J.D. Lee, Zwięzła chemia nieorganiczna, PWN, Warszawa, 1997
- P.A. Cox, Chemia nieorganiczna. Krótkie wykłady., PWN, Warszawa, 2003
- Tadeusz Drapała, Chemia ogólna nieorganiczna z zadaniami, Wydawnictwo SGGW, Warszawa, 1997
Literatura dodatkowa
- George J. Sackheim, Wprowadzenie do chemii w zadaniach, PWN, 2020
- Zdzisław Głowacki, Chemia ogólna i nieorganiczna z Tutorem dla maturzystów kandydatów na studia medyczne Zadania podstawowe, Seria: Chemia z Tutorem, Toruń, 2020, 3