Chemia metali przejściowych
0600-S2-O-CMP
Wykład
Wprowadzenie do chemii metali przejściowych (konfiguracje elektronowe, zmiany właściwości w obrębie grupy i okresu układu okresowego, porównanie właściwości pierwiastków szeregu 4d i 5d z 3d); teoria pola krystalicznego (rozszczepienie orbitali d w polach o różnych symetriach, czynniki wpływające na wielkość rozszczepienia, ESPK, energia wymiany, ESPO, koordynacja kwadratowa, spinele – budowa i zastosowanie); teoria orbitali molekularnych (diagramy orbitali molekularnych, wiązania , porównanie koordynacji kwadratowej z tetraedryczną, szeregi nefeloauksetyczne); spektroskopia elektronowa związków metali przejściowych (rodzaje i intensywność przejść elektronowych, reguły wyboru, stany elektronowe, rozszczepienie termów stanu podstawowego, diagramy Orgela i Tanabe Sugano, wpływ budowy i konfiguracja elektronowa kompleksu na przejścia d-d); związki metali przejściowych w stanie stałym (znaczenie stanu stałego, substancje stałe szeregów 3d, 4d i 5d); związki niestechiometryczne (defekty sieciowe, tworzenie, budowa i znaczenie związków niestechiometrycznych); nadprzewodnictwo w związkach metali przejściowych (otrzymywanie, struktura, nazewnictwo, zastosowanie); nowe materiały magnetyczne na bazie związków koordynacyjnych (magnesy molekularne, pojedyncze molekuły jako magnesy, materiały hybrydowe, zastosowania).
Laboratorium
Synteza, badanie właściwości chemicznych, oznaczanie składu kompleksów chromu(II) i chromu(III), związków metaloorganicznych chromu(III), związków manganu(III) i (VI), żelaza(VI) metodą elektrochemiczną i chemiczną, kompleksów żelaza(II), żelaza(III), miedzi(II) i niklu(II) z zastosowaniem wielu różnych metod eksperymentalnych.
Tytuły ćwiczeń:
1. Właściwości spektroskopowe kompleksów miedzi(II)
2. Otrzymywanie związków koordynacyjnych miedzi(II), niklu(II), chromu(III), żelaza(III). Badanie właściwości spektroskopowych i magnetycznych
3. Kompleksy chromu(III) z kwasem pikolinowym
4. Kompleksy chromu(III) z kwasem dipikolinowym
5. Zastosowanie chromu(II) w procesach utleniania ditlenem oraz w syntezie związków metaloorganicznych
6. Równowagi reakcji kompleksowania – skład i stała trwałości związków kompleksowych żelaza(II), żelaza(III), niklu(II)
7. Wyznaczanie stałej kwasowej jonu cis-[Cr(C2O4)2(H2O)2]-
8. Otrzymywanie i badanie właściwości jonów [FeO4]2-.
Całkowity nakład pracy studenta
1. Godziny realizowane z udziałem nauczycieli: godziny kontaktowe przewidziane w planie studiów dla danego przedmiotu (suma godzin wszystkich form zajęć z przedmiotu; w przypadku zajęć realizowanych z wykorzystaniem metod i technik kształcenia na odległość - liczba godzin kontaktowych przeprowadzonych „stacjonarnie” oraz liczba godzin przeprowadzanych w modelu synchronicznym) a także godziny konsultacji indywidualnych studenta/słuchacza/ uczestnika kursu (w przypadku zajęć realizowanych z wykorzystaniem metod i technik kształcenia na odległość - liczba godzin kontaktowych przewidzianych na „stacjonarne” konsultacje oraz liczba godzin przewidzianych na konsultacje on-line), W - 10 godz. ; L – 30 godz., konsultacje – 5 godz., razem – 45 godz.
2. Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta/słuchacza/uczestnika kursu potrzebny do pomyślnego zaliczenia przedmiotu, tj. wcześniejsze przygotowanie i uzupełnienie notatek; zebranie i wybór odpowiednich materiałów do zajęć, wymagane powtórzenie materiału, pisanie prac, projektów, czytanie literatury, zapoznanie się z materiałami dydaktycznymi umieszczonymi na platformie e-learningowej, wykonanie zadań sprawdzających umieszczonych na tej platformie, 20 godz.
3. Czas wymagany do przygotowania się do uczestnictwa w procesie oceniania (np. w egzaminach), 25 godz.
4. Czas wymagany do odbycia obowiązkowej (-ych) praktyki (praktyk).
Efekty uczenia się - wiedza
W1: ma pogłębioną wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii, jej rozwoju i znaczenia dla postępu nauk ścisłych i przyrodniczych oraz poznania świata i rozwoju ludzkości - K_W01
W2: ma pogłębioną wiedzę w wybranej dziedzinie chemii - K_W02
W3: posiada wiedzę w zakresie syntezy i charakterystyki związków nieorganicznych i organicznych, katalizatorów, adsorbentów, materiałów węglowych, związków naturalnych, metaloorganicznych, polimerów i nanomateriałów oraz ich praktycznego zastosowania - K_W03
W4: zna zasady prawidłowego planowania eksperymentu i weryfikacji wiarygodności wyniku; posiada wiedzę na temat metod statystycznych potrzebnych w analizie danych eksperymentalnych - K_W09
W5: posiada wiedzę w zakresie chemii metali przejściowych oraz o kierunkach jej rozwoju i najnowszych odkryciach - K_W11
W6: zna i rozumie podstawy teoretyczne różnych metod analitycznych i ich wykorzystanie w interpretacji wyników pomiarowych - K_W12
W7: zna zaawansowane techniki stosowane w procesach chemicznych K_W13
W8: zna zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w stopni pozwalającym na samodzielną pracę na stanowisku badawczym lub pomiarowym K_W14
Efekty uczenia się - umiejętności
U1: potrafi korzystać z pogłębionej wiedzy z różnych działów chemii oraz twórczo wykorzystać ją w zakresie swojej specjalności - K_U01
U2: posiada umiejętność pracy z normami polskimi oraz międzynarodowymi w celu wykonania oznaczania wybranych właściwości fizycznych i chemicznych substancji chemicznych - K_U05
U3: potrafi przygotować stanowisko pracy i zaplanować proces syntezy określonego związku lub produktu chemicznego - K_U06
U4: potrafi samodzielnie wyszukać informacje w czasopismach naukowych i popularnonaukowych oraz chemicznych bazach danych w języku polskim, angielskim; formułuje problemy naukowe z zakresu chemii, szuka ich rozwiązania, przedstawia wyniki pracy w formie raportów pisemnych w języku polskim i obcym oraz w formie samodzielnie przygotowanego referatu - K_U08
U5: potrafi, używając metod teoretycznych, wyznaczać właściwości cząsteczek, w tym spektroskopowe oraz badać ścieżki reakcji chemicznych, umie świadomie wybrać optymalną metodę; potrafi samodzielnie przeprowadzić obliczenia, użyć ich do analizy danych eksperymentalnych i w sposób krytyczny ocenić wyniki - K_U10
U6: umie samodzielnie zaprojektować i przeprowadzić eksperyment oraz krytycznie przeanalizować wyniki; potrafi zastosować przykładowy pakiet programów do statystycznej analizy eksperymentu - K_U11
U7: potrafi zaplanować, wyszukać w literaturze, przewidywać możliwe kierunki, wykonać i weryfikować sposób syntezy, badania składu oraz właściwości nowego związku chemicznego - K_U12
U8: potrafi analizować wybrane rodzaje widm (NMR, UV-Vis, IR, EPR) i wyciągać wnioski odnośnie struktury związków; umie wyszukiwać i porównywać z widmami zgromadzonymi w różnych bazach danych - K_U13
U9: umie posługiwać się wybraną grupą metod analitycznych; potrafi w sposób krytyczny ocenić wyniki analiz i przedyskutować błędy pomiarowe - K_U14
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne
K1: potrafi współdziałać w zespole (przyjmując w nim różne role) i kreatywnie rozwiązywać problemy dotyczące badań naukowych oraz syntezy chemicznej - K_K02
K2: posiada świadomość możliwości praktycznego wykorzystania i znaczenia dla gospodarki związków chemicznych i nowych materiałów oraz potencjalnych zagrożeń związanych z ich wykorzystywaniem; potrafi zidentyfikować i rozstrzygnąć związane z tym dylematy - K_K03
K3: potrafi odpowiednio określić priorytety służące rozwiązaniu określonego przez siebie lub innych problemu chemicznego - K_K05
K4: potrafi formułować i przedstawiać opinie na temat podstawowych zagadnień chemicznych i osiągnięć w tej dyscyplinie - K_K07
Metody dydaktyczne
Wykład
- Wykład informacyjny (konwencjonalny)
Laboratorium
- Metoda laboratoryjna
- Metody służące prezentacji treści (prezentacja multimedialna)
Metody dydaktyczne podające
- wykład informacyjny (konwencjonalny)
Metody dydaktyczne poszukujące
- laboratoryjna
Rodzaj przedmiotu
przedmiot obligatoryjny
Wymagania wstępne
Wcześniejsze zaliczenie przedmiotów „Chemia nieorganiczna” i "Analiza instrumentalna" na poziomie licencjackim jest niezbędne do realizacji opisywanego przedmiotu.
Koordynatorzy przedmiotu
Kryteria oceniania
Egzamin pisemny – W01, W02, W03, W11, U01, U13, K03
Kolokwia – W01, W02, W03, W09, W11, W12, W13, U01, U08, U10, U12, U13, K05, K07
Aktywność – K02, K03, K05, K07
Inne – Raporty z ćwiczeń laboratoryjnych – W09, W14, U05, U06, U08, U10, U11, U12, U14, K07
Egzamin pisemny (test jednokrotnego i wielokrotnego wyboru, pytania otwarte; test uzupełniający - poprawkowy, pytania otwarte, zadania obliczeniowe – łącznie 60 min.).
Laboratorium (ocena ciągła – kolokwia, bieżące przygotowywanie się do zajęć, dyskusja podczas wykonywania eksperymentów, referowanie wyników, raporty z wykonywanych ćwiczeń).
Nie obowiązuje zaliczenie sekwencyjne, brak zaliczenia z laboratorium nie oznacza nieuzyskania zaliczenia z wykładu.
Praktyki zawodowe
Literatura
Wykład
1. E. Crabb, E. Moore, L. Smart (eds.), Concepts in Transition Metal Chemistry, RSCPublishing, Cambridge, 2010.
2. A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2012.
3. F.A. Cotton, G. Wilkinson, P.L. Gaus, Chemia nieorganiczna, wyd. 2, Wydaw¬nictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1998.
4. G.A. Lawrance, Introduction to Coordination Chemistry, John Wiley & Son Ltd., Chichester, 2010.
5. G.L. Miessler, D.A. Tarr, Inorganic Chemistry, 3th ed., Pearson Education Inc., New Jersey, 2004.
6. M. Cieślak-Golonka, J. Starosta, M. Wasielewski, Wstęp do chemii koordynacyjnej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2010.
7. H.-B. Kraatz, N. Metzler-Nolte (eds.), Concepts and Models in Bioinorganic Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2006.
8. C.J. Jones, J.R. Thornback, Medicinal Application of Coordination Chemistry, RSCPublishing, Cambridge, 2007.
Laboratorium
1. J. Wiśniewska, G. Wrzeszcz, Chemia metali przejściowych i magnetochemia, UMK, Toruń, 2013.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i
terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: