Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Nanotechnologia (S1)
specjalność: Nanomateriały funkcjonalne
Sylabus przedmiotu Podstawy chemii:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Nanotechnologia | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| 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 ponadgimnazjalnej |
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 nomenklatury związków nieorganicznych oraz kształtowanie umiejętności pisania równań reakcji chemicznych |
| 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 | Kształtowanie umiejętności rozwiązywania prostych zadań z zakresu stechiometrii, stężeń roztworów oraz statyki chemicznej |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Pierwiastki i związki chemiczne. Symbole pierwiastków, wzory związków chemicznych. Nazewnictwo związków chemicznych. Wzory kreskowe związków chemicznych. | 2 |
| T-A-2 | Obliczenia w oparciu o podstawowe prawa i pojęcia chemiczne. | 2 |
| T-A-3 | Typy reakcji chemicznych. Równania reakcji chemicznych. | 3 |
| T-A-4 | Obliczenia stechiometryczne oparte na wzorach związków chemicznych i równaniach reakcji chemicznych | 3 |
| T-A-5 | 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. | 2 |
| T-A-6 | Kolokwium zaliczające 1 | 2 |
| T-A-7 | Równania reakcji utleniania i redukcji. Stopień utlenienia. Dobieranie współczynników stechiometrycznych w równaniach redox - zapis cząsteczkowy i jonowych | 3 |
| T-A-8 | Stężenie procentowe i molowe roztworów. Obliczenia dotyczące sporządzania roztworów i przeliczania stężeń roztworów. Obliczenia dotyczące przeliczania stężeń w połączeniu z obliczeniami stechiometrycznymi opartymi na równaniach reakcji. | 4 |
| T-A-9 | Skład mieszanin stałych (ułamek wagowy i molowy) i gazowych (ułamek objętościowy i molowy). | 2 |
| T-A-10 | Szybkość reakcji. Równowaga chemiczna.Wpływ ciśnienia i temperatury na położenie równowagi. | 3 |
| T-A-11 | Rozpuszczalność. Iloczyn rozpuszczalności | 2 |
| T-A-12 | Kolokwium zaliczające 2 | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Podstawowe pojęcia w chemii. Przedmiot i zakres chemii. Substancje proste i złożone, symbole pierwiastków. Stany skupienia materii. Właściwości fizykochemiczne materii. Zjawiska fizyczne i chemiczne. Mieszanina a związek chemiczny. Klasyfikacja związków chemicznych, ich otrzymywanie oraz wlaściwości. Wzory chemiczne. Stopień utlenienia a wartościowość. Nazewnictwo związków chemicznych. | 2 |
| T-W-2 | Podstawowe prawa chemiczne. Podstawowe pojecia w chemii. Rekacje chemiczne. Typy reakcji, stechiometria i wydajność reakcji. Reakcje redox. Stopień czystości użytych substratów. Skład procentowy związków, doświadczalne potwierdzanie składu związków chemicznych. | 2 |
| T-W-3 | Współczesny pogląd na atom. Cząstki elementarne. Budowa i trwałość jądra atomowego. Liczba atomowa, liczba masowa, nuklid, izotopy, izobary i izotony. | 2 |
| T-W-4 | Teoria kwantowa i struktura elektronowa atomów. Efekt Comptona, teoria Bohra budowy atomu wodoru. Dualizm korpuskularno-falowy elektronu. Liczby kwantowe, orbitale atomowe. | 2 |
| T-W-5 | Poziomy energetyczne elektronów w atomach. Zasady rozbudowy powłok elektronowych, konfiguracja elektronowa pierwiastków. Struktura elektronowa pierwiastków a ich położenie w układzie okresowym. | 2 |
| T-W-6 | Okresowa klasyfikacja pierwiastków, prawidłowości w układzie okresowym. Zmiany właściwości chemicznych pierwiastków. Energia jonizacji, elektropowinowactwo i elektroujemność pierwiastków. Promienie atomów i jonów. | 2 |
| T-W-7 | Wiązania chemiczne. Biegunowość cząsteczek, energia wiązania. Wiązania: jonowe, atomowe, metaliczne. Wiązanie wodorowe. Wiązania międzycząsteczkowe. Wzory Lewis'a. | 2 |
| T-W-8 | Geometria cząsteczki a hybrydyzacja orbitali atomowych, momenty dipolowe, teoria wiązań walencyjnych. Hybrydyzacja orbitali atomowych, hybrydyzacja w cząsteczkach zawierających podwójne i potrójne wiązania. Teoria orbitali molekularnych. Orbitale molekularne zdelokalizowane. | 2 |
| T-W-9 | Siły miedzycząsteczkowe a stan skupienia materii (ciecze i ciała stałe). Kinetyczna teoria cząsteczkowa cieczy i ciał stałych, siły międycząsteczkowe. Struktura kryształu, typy kryształów, ciała amorficzne. Dyfrakcja promieni X przez kryształy. Przemiany fazowe. Wiązania w sieci przestrzennej kryształów. Kryształy molekularne, kowalencyjne, jonowe. Izomorfizm i polimorfizm. | 2 |
| T-W-10 | Typy roztworów. Proces mieszania się substancji a budowa cząsteczkowa. Typy stężeń i ich jednostki. Wpływ temperatury na rozpuszczalność. Wpływ ciśnienia na rozpuszczalność gazów. Koligatywne właściwości roztworów elektrolitów. Koloidy. | 2 |
| T-W-11 | Gazy. Substancje wystepujące w postaci gazów, ciśnienie gazu, prawa gazowe. Równanie gazu doskonałego, prawo ciśnień cząstkowych Daltoba. Kinetyczna teoria cząsteczkowa gazów. Odstępstwa od stanu gazu doskonałego. | 2 |
| T-W-12 | Kinetyka chemiczna. Przebieg reakcji, szybkość reakcji. Relacje pomiędzy stężeniem reagentów a czasem reakcji. Energia aktywacji a zależność temperaturowa stałej szybkości reakcji. Mechanizmy reakcji, kataliza. | 2 |
| T-W-13 | Równowaga chemiczna. Koncepcja równowagi i stałej równowagi, wyrażenie na stałą równowagi. Relacje pomiedzy kinetyką a równowagą chemiczną. Znaczenie stałej równowagi. Czynniki wpływające na położenie stanu równowagi chemicznej - reguła przekory. | 2 |
| T-W-14 | Reakcje w roztworze wodnym. Ogólne właściwości roztworów wodnych, iloczyn rozpuszcalności, reakcje wytrącania osadu. Reakcje kwasów i zasad. Analiza grawimetryczna. Miareczkowanie kwasowo-zasadowe, miareczkowanie redox. | 2 |
| T-W-15 | Termochemia. Pojęcie energii, rodzaje energii, zmiany energii w reakcjach chemicznych, entalpia, kalorymetria, entalpia standardowa reakcji, ciepło roztworu i rozpuszczania. Wprowadzenie do termodynamiki. | 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 | 15 |
| A-A-3 | Praca z literaturą poszerzającą materiał omówiony na zajęciach | 5 |
| A-A-4 | Przygotowanie do zaliczenia | 10 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach | 30 |
| A-W-2 | Samodzielna analiza treści wykładów w oparciu o zalecana literaturę | 30 |
| A-W-3 | Udział w konsultacjach | 10 |
| A-W-4 | Przygotowanie do egzaminu | 20 |
| 90 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metody podające: wykład informacyjny, opis, objasnienia 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 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nano_1A_B08_W01 Student ma wiedzę dotyczącą pojęć i zagadnień chemii ogólnej i nieorganicznej | Nano_1A_W02, Nano_1A_W04 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-2 | M-1, M-2, M-3 | S-2, S-3, S-1 |
| Nano_1A_B08_W02 Student ma wiedzę dotyczącą nomenklatury związków nieorganicznych oraz zapisywania i bilansowania równań reakcji chemicznych | Nano_1A_W02 | — | — | C-2 | T-A-7, T-W-1, T-W-2 | M-1, M-2, M-3 | S-2, S-3, S-1 |
| Nano_1A_B08_W03 Student ma wiedzę dotyczącą chemii kwantowej, struktury i rodzaju wiązań w cząsteczkach i ciele stałym oraz kinetyki i statyki chemicznej | Nano_1A_W02, Nano_1A_W04 | — | — | C-3, C-4 | T-A-5, T-A-10, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-12, T-W-13, T-W-9 | M-1, M-2, M-3 | S-2, S-3, S-1 |
| Nano_1A_B08_W04 Student posiada wiedzę dotyczącą rozwiązywania zadań z zakresu stechiometrii, stężeń roztworów oraz statyki chemicznej | Nano_1A_W02 | — | — | C-5 | T-A-4, T-A-8, T-A-10 | M-2, M-3 | S-2, S-3 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nano_1A_B08_U01 Student potrafi zdefiniować pojęcia i zagadnienia dotyczące chemii ogólnej i nieorganicznej | Nano_1A_U01, Nano_1A_U04 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-15 | M-1, M-2, M-3 | S-2, S-3, S-1 |
| Nano_1A_B08_U02 Student potrafi zastosować w praktyce zasady nomenklatury związków nieorganicznych, zapisywać i bilansować równania reakcji chemicznych oraz potrafi wykorzystać w praktyce wiedzę dotyczącą chemii kwantowej, kinetyki i statyki chemicznej | Nano_1A_U01 | — | — | C-2, C-3, C-4 | T-A-3, T-A-1, T-A-5, T-A-7, T-A-10, T-W-1, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-13, T-W-14 | M-1, M-2, M-3 | S-2, S-3, S-1 |
| Nano_1A_B08_U03 Student potrafi rozwiązywać zadania z zakresu stechiometrii, stężeń roztworów oraz statyki chemicznej | Nano_1A_U01, Nano_1A_U07 | — | — | C-4, C-5 | T-A-4, T-A-9, T-A-8, T-A-10, T-W-10 | M-2, M-3 | S-2, S-3 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nano_1A_B08_K01 Studen bedzie zdeterminowany do ciągłego poszerzania swojej wiedzy oraz bedzie motywował do tego inne osoby | Nano_1A_K01, Nano_1A_K03 | — | — | C-2, C-1, C-3, C-4, C-5 | T-A-3, T-A-1, T-A-5, T-A-2, T-A-7, T-A-4, T-A-9, T-A-8, T-A-10, T-A-11, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-11, T-W-12, T-W-13, T-W-14, T-W-15, T-W-9, T-W-10 | M-1, M-2, M-3 | S-3 |
| Nano_1A_B08_K02 Student nabędzie aktywną postawę do pracy samodzielnej oraz w zespole nad wyznaczonym zadaniem | Nano_1A_K04 | — | — | C-2, C-1, C-3, C-4, C-5 | T-A-3, T-A-1, T-A-5, T-A-2, T-A-7, T-A-4, T-A-9, T-A-8, T-A-10, T-A-11, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-11, T-W-12, T-W-13, T-W-14, T-W-15, T-W-9, T-W-10 | M-2, M-3 | S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Nano_1A_B08_W01 Student ma wiedzę dotyczącą pojęć i zagadnień chemii ogólnej i nieorganicznej | 2,0 | Student nie posiada, w stopniu minimalny, wiedzy dotyczącej podstawowych pojęć i zagadnień z chemii ogólnej i nieorganicznej |
| 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 | ||
| Nano_1A_B08_W02 Student ma wiedzę dotyczącą nomenklatury związków nieorganicznych oraz zapisywania i bilansowania równań reakcji chemicznych | 2,0 | Student nie potrafi zastosować w praktyce zasad nomenklatury związków nieorganicznych oraz nie potrafi zapisywać i bilansować równań reakcji chemicznych |
| 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 | ||
| Nano_1A_B08_W03 Student ma wiedzę dotyczącą chemii kwantowej, struktury i rodzaju wiązań w cząsteczkach i ciele stałym oraz kinetyki i statyki chemicznej | 2,0 | Student nie posiada, w stopniu podstawowym, wiedzy dotyczącej chemii kwantowej, struktury i rodzaju wiązań w cząsteczkach i ciele stałym oraz kinetyki i statyki chemicznej |
| 3,0 | Student posiada, w stopniu podstawowym, wiedzę dotyczącą chemii kwantowej, struktury i rodzaju wiązań w cząsteczkach i ciele stałym oraz kinetyki i statyki chemicznej | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| Nano_1A_B08_W04 Student posiada wiedzę dotyczącą rozwiązywania zadań z zakresu stechiometrii, stężeń roztworów oraz statyki chemicznej | 2,0 | Student nie posiada wiedzy dotyczącej rozwiązywania zadań z zakresu stechiometrii, stężeń roztworów oraz statyki chemicznej |
| 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 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Nano_1A_B08_U01 Student potrafi zdefiniować pojęcia i zagadnienia dotyczące chemii ogólnej i nieorganicznej | 2,0 | Student nie potrafi zdefiniować podstawowych pojęć i zagadnień dotyczących chemii ogólnej i nieorganicznej |
| 3,0 | Student potrafi zdefiniować, w stopniu podstawowym, pojęcia i zagadnienia dotyczące chemii ogólnej i nieorganicznej | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| Nano_1A_B08_U02 Student potrafi zastosować w praktyce zasady nomenklatury związków nieorganicznych, zapisywać i bilansować równania reakcji chemicznych oraz potrafi wykorzystać w praktyce wiedzę dotyczącą chemii kwantowej, kinetyki i statyki chemicznej | 2,0 | Student nie potrafi zastosować w praktyce zasad nomenklatury związków nieorganicznych, zapisywać i bilansować równań reakcji chemicznych oraz nie potrafi wykorzystać w praktyce wiedzy dotyczącej chemii kwantowej, kinetyki i statyki chemicznej |
| 3,0 | Student potrafi, w stopniu podstawowym, zastosować w praktyce zasady nomenklatury związków nieorganicznych, zapisywać i bilansować równania reakcji chemicznych oraz, w stopniu podstawowym, potrafi wykorzystać w praktyce wiedzę dotyczącą chemii kwantowej, kinetyki i statyki chemicznej | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| Nano_1A_B08_U03 Student potrafi rozwiązywać zadania z zakresu stechiometrii, stężeń roztworów oraz statyki chemicznej | 2,0 | Student nie potrafi rozwiązywać zadań z zakresu stechiometrii, stężeń roztworów oraz statyki chemicznej |
| 3,0 | Student potrafi, w stopniu podstawowym, rozwiązywać zadania z zakresu stechiometrii, stężeń roztworów oraz statyki chemicznej | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Nano_1A_B08_K01 Studen bedzie zdeterminowany do ciągłego poszerzania swojej wiedzy oraz bedzie motywował do tego inne osoby | 2,0 | Student nie wykazuje potrzeby ciągłego poszerzania swojej wiedzy oraz motywowania do tego innych osób |
| 3,0 | Student wykazuje w stopniu podstawowym potrzebę ciągłego poszerzania swojej wiedzy oraz motywowania do tego innych osob | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| Nano_1A_B08_K02 Student nabędzie aktywną postawę do pracy samodzielnej oraz w zespole nad wyznaczonym zadaniem | 2,0 | Student nie potrafi pracować samodzielnie oraz w zespole nad wyznaczonym zadaniem |
| 3,0 | Student potrafi jedynie w zakresie podstawowym pracować samodzielnie oraz w zespole nad wyznaczonym zadaniem | |
| 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