Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Chemia (S2)
Sylabus przedmiotu Chemia ciała stałego:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Chemia | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki ścisłe, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Chemia ciała stałego | ||
| Specjalność | Chemia bioorganiczna | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Chemii Nieorganicznej i Analitycznej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Piotr Tabero <Piotr.Tabero@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>, Mateusz Piz <Mateusz.Piz@zut.edu.pl>, Piotr Tabero <Piotr.Tabero@zut.edu.pl>, Elżbieta Tomaszewicz <Elzbieta.Tomaszewicz@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajomośc chemii nieorganicznej i chemii fizycznej na poziomie podstawowym |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami stosowanymi w chemii ciała stałego |
| C-2 | Zapoznanie studentów z podstawowymi właściwościami ciała stałego |
| C-3 | Zapoznanie studentów z metodami badania ciała stałego |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Ćwiczenia wprowadzające. Regulamin pracy i BHP laboratorium. Prezentacja niezbędnego do wykonania ćwiczeń sprzętu laboratoryjnego i aparatury badawczej. Omówienie sposobu sporządznaia sprawozdań z wykonanych ćwiczeń. | 1 |
| T-L-2 | Wykorzystanie metod XRD, DTA-TG, IR oraz pomiaru gęstości do identyfikowania odmian polimorficznych/alotropowych wybranych pierwiastków, związków chemicznych i faz oraz badania przebiegu polimorficznych przemian fazowych. | 3 |
| T-L-3 | Skład , struktura elektronowa i struktura krystaliczna a właściwości. Wykorzystanie metod spektroskopowych UV-Vis-NIR oraz IR do badania właściwosci ciał stałych. | 4 |
| T-L-4 | Rzeczywista struktura ciał stałych. Wyznaczanie wielkości krystalitów i zniekształceń sieciowych metodą dyfraktometryczną. Wykorzystanie metod XRD, DTA-TG, UV-Vis-NIR i IR do badania właściwości roztworów stałych i związków niestechiometrycznych. | 4 |
| T-L-5 | Ciała krystaliczne, nanomateriały i ciała amorficzne. Wykorzystanie metod analitycznych XRD, DTA-TG, IR i UV-VIS-NIR do odróżniania i badania właściwości cial krystalicznych nanomateriałów i ciał amorficznych. | 3 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Chemia ciała stałego jako dyscyplina nauk chemicznych i jej znaczenie we współczesnej technice.Ciała stałe ich podział oraz ogólna charakterystyka ze względu na rodzaj wiązań chemicznych. Wpływ wiązania na właściwości fizykochemiczne ciał stałych. Metody badania właściwości ciała stałego. | 2 |
| T-W-2 | Kryształy doskonałe a rzeczywiste (defekty punktowe, liniowe i płaskie, zdefektowanie samoistne i domieszkowe). Roztwory stałe. Związki niestechiometryczne. Monokryształy, ciała polikrystaliczne, nanomateriały i ciała amorficzne. | 2 |
| T-W-3 | Powierzchnia ciał stałych. Strukturalny i chemiczny charakter powierzchni i warstw przypowierzchniowych w ciałach stałych. Energia powierzchniowa. Zjawiska występujące na styku powierzchni dwu ciał stałych. | 2 |
| T-W-4 | Teoria pola krystalicznego i struktura elektronowa ciała stałego (wpływ pola krystalicznego na położenie poziomów energetycznych elektronów; model pasmowy ciała stałego, poziom Fermiego, izolatory, półprzewodniki, metale, szerokość pasma wzbronionego, barwa ciała stałego). | 2 |
| T-W-5 | Równowagi fazowe i przemiany w ciałach stałych ( reguła faz, diagramy fazowe, rodzaje przejść fazowych, przemiany fazowe I i II rzędu). Termodynamika równowag fazowych. | 2 |
| T-W-6 | Reakcje w fazie stałej (systematyka reakcji, mechanizm i kinetyka reakcji utleniania, procesy spiekania, rozkład ciał stałych). | 2 |
| T-W-7 | Dyfuzja w ciałach stałych (fenomenologiczny opis dyfuzji, mechanizmy dyfuzji, dyfuzja sieciowa, powierzchniowa i po granicach ziaren, dyfuzja reakcyjna). Reakcje kontrolowane przez dyfuzję. | 2 |
| T-W-8 | Zaliczenie wykładów. | 1 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | przygotowanie do zaliczenia | 10 |
| A-L-3 | przygotowanie sprawozdań z wykonywanych ćwiczeń | 5 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | przygotowanie do egzaminu | 15 |
| 30 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | wykład informacyjny |
| M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne |
| M-3 | pokaz |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: zaliczenie pisemne z wykładu |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne z ćwiczeń laboratoryjnych |
| S-3 | Ocena formująca: Sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia laboratoryjnego |
| S-4 | Ocena formująca: Obserwacja pracy w grupie |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ch_2A_D02-09_W01 Student posiada rozszerzoną wiedzę w zakresie budowy i właściwości ciał stałych, ich reaktywności z uwzględnieniem typów reacji z użyciem fazy stałej oraz metod badania struktury i właściwości ciał stałych | Ch_2A_W01, Ch_2A_W03, Ch_2A_W12 | — | — | C-2, C-3, C-1 | T-W-6, T-W-7, T-W-5, T-W-1, T-W-4, T-W-2, T-W-3, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-1 | M-1, M-3, M-2 | S-3, S-2, S-1 |
| Ch_2A_D02-09_W02 Student zna podstawowe zasady BHP w laboratorium chemicznym | Ch_2A_W07 | — | — | C-2, C-3, C-1 | T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-1 | M-1, M-3, M-2 | S-3, S-2, S-1, S-4 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ch_2A_D02-09_U01 Student potrafi planować i przeprowadzać badania reaktywności, struktury i właściwości ciał stałych, ocenić w sposób krytyczny wyniki eksperymentów i ocenić przedatność zastosowanej metody badawczej do rozwiąznia zadania | Ch_2A_U14, Ch_2A_U01, Ch_2A_U02, Ch_2A_U04 | — | — | C-2, C-3, C-1 | T-W-6, T-W-7, T-W-5, T-W-4, T-W-2, T-W-3, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-1 | M-1, M-3, M-2 | S-3, S-2, S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ch_2A_D02-09_K01 Student rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie , potrafi inspirować i organizowć proces uczenia się innych osób | Ch_2A_K01 | — | — | C-2, C-3, C-1 | T-W-6, T-W-7, T-W-5, T-W-4, T-W-2, T-W-3, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-1 | M-1, M-3, M-2 | S-3, S-2, S-1, S-4 |
| Ch_2A_D02-09_K02 Potrafi biorąc odpowiedzialność za powierzone do realizacji zadania współdziałać i pracować w grupie przyjmując w niej różne role i prawidłowo określać priorytety służące do realizacji określonego przez siebie i innych zadania | Ch_2A_K02, Ch_2A_K03 | — | — | C-2, C-3, C-1 | T-W-6, T-W-7, T-W-5, T-W-4, T-W-2, T-W-3, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-1 | M-1, M-3, M-2 | S-3, S-2, S-4 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Ch_2A_D02-09_W01 Student posiada rozszerzoną wiedzę w zakresie budowy i właściwości ciał stałych, ich reaktywności z uwzględnieniem typów reacji z użyciem fazy stałej oraz metod badania struktury i właściwości ciał stałych | 2,0 | |
| 3,0 | Student posiada podstawową wiedzę na temat ciała stałego i jego właściwości | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| Ch_2A_D02-09_W02 Student zna podstawowe zasady BHP w laboratorium chemicznym | 2,0 | |
| 3,0 | Student zna podstawowe zasady pracy obowiązujące w laboratorium chemicznym | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Ch_2A_D02-09_U01 Student potrafi planować i przeprowadzać badania reaktywności, struktury i właściwości ciał stałych, ocenić w sposób krytyczny wyniki eksperymentów i ocenić przedatność zastosowanej metody badawczej do rozwiąznia zadania | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi scharakteryzować podstawowe właściwości ciała stałego wykorzystując słownictwo stosowane w obszarze chemii ciała stałego | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Ch_2A_D02-09_K01 Student rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie , potrafi inspirować i organizowć proces uczenia się innych osób | 2,0 | |
| 3,0 | Student w stopniu podstawowym rozumie potrzebę ciągłego uczenia się | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| Ch_2A_D02-09_K02 Potrafi biorąc odpowiedzialność za powierzone do realizacji zadania współdziałać i pracować w grupie przyjmując w niej różne role i prawidłowo określać priorytety służące do realizacji określonego przez siebie i innych zadania | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi w stopniu podstawowym pracować w zespole | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- J. Dereń, J. Haber, R. Pampuch, Chemia ciała stałego, PWN, Warszawa, 1997
- S. Mrowec, Defekty struktury i dyfuzja atomów w kryształach jonowych, PWN, Warszawa, 1974
- C. Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego, PWN, Warszawa, 2011
- L.E. Smart, E.A. Moore, Solid State Chemistry, Taylor & Francis Group, USA, 2012
Literatura dodatkowa
- A. Bielański, Chemia ogólna i nieorganiczna, PWN, Warszawa, 2002
- l. Pajdowski, Chemia ogólna, PWN, Warszawa, 1999