Grundlæggende nanokemi

Kursusindhold

Med udgangspunkt i relevante problemstillinger introduceres og trænes den almene kemi og de nanovidenskabelige metoder i løbet af kurset.

Der vil være fokus på de modeller vi bruger til at beskrive hvordan verden sidder sammen i opløsninger, i materialer og i molekyler. Vi starter i det periodiske system, med atomer, og derfra ser vi på hvordan valenselektroner kan bruges til at beskrive hvordan molekyler og materialer sidder sammen.

Efter kurset vil den studerende være operativ indenfor elektrokemi, støkiometri, pH, ligevægte og kinetik. Laboratorieforløbet er fokuseret på at finde et CO2 reduceret alternativ til titaniumdioxid, og forløbet afsluttes i en større rapport samt en fremlæggelse. 

Python benyttes løbende for at styrke programmeringskompetencen.

Rammen for at beskrive, hvordan verden er opbygget af grundstoffer, vil være atomorbitaler, linearkombinationer af atomorbitaler, og molekylorbitalteori.

 

Engelsk titel

Fundamental Nanochemistry

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i nanoscience

Målbeskrivelse

Viden om:

  • søgning af faglig information på internettet og fagbiblioteker
  • Studiesoftware og IT-systemerne på HCØ/KU
  • basal praktisk laboratoriearbejde
  • simpel databehandling af forsøgsresultater
  • laboratoriejournal og udfærdige forsøgsrapporter
  • simple kemiske og fysiske analyse metoder
  • Det periodiske System, elektronstruktur,  tilstandsformer, kemisk struktur, elektrokemi, kvalitativ og kvantitativ beskrivelse af ligevægte
  • grundtrækkene af udvalgte ikke-metallers kemi
  • studieteknik og læringsudbytter

 

Færdigheder:

  • fortrolighed med læsning af simple eksperimentelle artikler på engelsk
  • kunne anvende basal viden om biologi, kemi og fysik i nanoteknologisk problemstillinger
  • at kunne anvende relevant software og IT-systemerne på HCØ/KU
  • sikkerhedsmæssigt forsvarligt at kunne udføre simple nanoteknologiske forsøg
  • at kunne udføre simpel databehandling af forsøgsresultater
  • at kunne skrive laboratoriejournal og udfærdige forsøgsrapport efter nøje krav til formatering og indhold
  • anvende Aufbau-princippet, herunder Hunds regel og Pauli's udelukkelsesprincip, til at bestemme elektronkonfigurationen for grundstilstanden af et atom
  • opskrive Lewis-strukturen for et molekyle
  • anvende danske regler for nomenklatur af simple uorganiske forbindelser
  • afstemme reaktionsskemaer og udføre støkiometriske beregninger
  • opstille relevante udtryk for ligevægte, herunder syre/base-, opløseligheds- og kompleksdannelsesligevægte, samt på baggrund heraf beregne koncentrationen af involverede species
  • opskrive og anvende Nernst's ligning på simple redoxsystemer, herunder beregne en ligevægtskonstant ud fra relevante standardelektrodepotentialer
  • betjene simpelt analytisk-kemisk udstyr og udføre volumetriske analyser med rimelig nøjagtighed
  • anvende relevante personlige værnemidler og sikkerhedsudstyr
  • udføre støkiometriske beregninger og omregne forskellige koncentrationsangivelser til hinanden
  • opstille relevante kinetiske udtryk for ligevægte og andre kemiske reaktioner, herunder at redegøre for sammenhængen mellem reaktionehastighed og ligevægtskonstanter

 

Kompetencer:

  • anvende kursets viden og færdigheder i de videre studier
  • at kunne fremlægge et afgrænset nanoteknologisk emne i en struktureret mundtlig form
  • selvstændigt at kunne finde og tage stilling til information på internettet og fagbiblioteker
  • redegøre for betydningen af kvantetallene n, l, ml og ms
  • forklare den rumlige form og udstrækning af atomorbitaler i relation til kvantetallene n, l og ml
  • diskutere periodiciteten for grundstoffernes fysisk-kemiske egenskaber
  • relatere et grundstofs elektronkonfiguration i grundtilstanden til dets mulige oxidationstrin
  • diskutere begrebet elektronegativitet
  • forudsige og forklare enkle uorganiske forbindelsers rumlige opbygning ved hjælp af VSEPR
  • opstille relevante udtryk for syre/base-ligevægte og beregne koncentrationen af de involverede species
  • Vurdere bæredygtighedsaspekter ved anvendelse og bortskaffelse af kemikalier
  • redegøre for hastigheden hvormed kemiske reaktioner foregår

Forelæsninger, regneøvelser, laboratorieøvelser, rapportskrivning og fremlæggelse

Lærebog oplyses på absalon

Øvelsesvejledning og opgavesamling

Skriftlig
Mundtlig
Kollektiv
Løbende feedback i undervisningsforløbet
Peerfeedback (studerende giver hinanden feedback)
ECTS
15 ECTS
Prøveform
Skriftlig prøve, 4 timer med opsyn.
Krav til indstilling til eksamen

Alle laboratorieøvelser skal være gennemført og tilhørende rapporter skal være godkendt. Deltagelse i fremlæggelse i plenum.

Hjælpemidler
Alle hjælpemidler tilladt

Skriftlige og elektroniske hjælpemidler tilladt.

Det er tilladt at anvende Large Language Models (LLM)/Large Multimodal Models (LMM) – fx ChatGPT og GPT-4.

Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ekstern censur
Reeksamen

Samme som ordinær eksamen. 

Hvis der er 10 eller færre tilmeldte til reeksamen, vil reeksamensformen blive ændret til en mundtlig prøve på 25 minutter uden forberedelsestid.

Der kan ikke ses bort fra krav om beståede laboratorieøvelser, og studerende, der ikke opfylder kravet, skal derfor følge kurset igen i det kommende studieår.

Kriterier for bedømmelse

Se målbeskrivelsen

  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 45
  • Forberedelse (anslået)
  • 148
  • Teoretiske øvelser
  • 90
  • Praktiske øvelser
  • 60
  • Studiegrupper
  • 45
  • Eksamensforberedelse
  • 20
  • Eksamen
  • 4
  • Total
  • 412

Kursusinformation

Undervisningssprog
Dansk
Kursusnummer
NKEB23003U
ECTS
15 ECTS
Niveau
Bachelor
Varighed

2 blokke

Placering
Blok 1 og Blok 2
Skemagruppe
B og Uden for skemastruktur
Laboratorieøvelser uden for skemagruppen
Kapacitet
60
Der kan være færre pladser i eftertilmeldingsperioden
Studienævn
Studienævn for Fysik, Kemi og Nanoscience
Udbydende institut
  • Kemisk Institut
Udbydende fakultet
  • Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet
Kursusansvarlig
  • Thomas Just Sørensen   (3-776d7643666b6870316e7831676e)
Underviser

Thomas Just Sørensen
Tue Hassenkam

Gemt den 19-03-2024

Are you BA- or KA-student?

Are you bachelor- or kandidat-student, then find the course in the course catalog for students:

Courseinformation of students