KJE-1004 Innføring i uorganisk kjemi og nanomaterialkjemi - 10 stp

Teoretisk.

Emnet er tilgjengelig som enkeltemne eller valgemne i enkelte studieprogram.

Emnet gir en problembasert introduksjon til elementær uorganisk og nanomaterialkjemi og betydningen av disse fagområder for en moderne økonomi og det grønne skiftet. Følgende tema blir gjennomgått:

• Enkel bindingsteori: kvalitativ molekylærorbitalbeskrivelse av diatomiske og triatomiske molekyler
• Molekylær symmetri (punktgrupper)
• Deskriptiv kjemi av s- og p-blokk-elementene samt deres rolle i de viktigste biogeokjemiske syklusene
• En introduksjon til overgangsmetaller og deres komplekser, elementær ligandfeltteori og deres relevans for bærekraftig katalyse
• Introduksjon til nanomaterialer, inkludert 2D-materialer
• Et utvalg av aktuelle temaer i uorganisk kjemi som vil variere fra år til år

Generell studiekompetanse eller realkompetanse + Matematikk R1 (eller Matematikk S1 og S2) og ett av følgende krav:

Matematikk R2 eller Fysikk 1+2 eller Kjemi 1+2 eller Biologi 1+2 eller Informasjonsteknologi 1+2 eller Geofag 1+2 eller Teknologi og forskningslære 1+2.

Anbefalte forkunnskaper: KJE-1002 eller tilsvarende. KJE-1001 eller tilsvarende er et absolutt krav.

Søknadskode 9197 enkeltemner i realfag.

Studenten får grunnleggende kunnskaper i et utvalg relevante tema innen disiplinene uorganisk- og nanomaterial kjemi. Dette innebærer at studenten

Kunnskap

• har en forståelse av enkel bindingsteori (kvalitativ molekylærorbitalteori) og molekylær symmetri
• er kjent med de viktigste fakta om elementene
• kan forklare reaksjonskjemien til hovedgruppene (dvs. s og p-blokkene) via mekanismer
• har en enkel forståelse av de viktigste biogeokjemiske syklusene og kan sette disse i sammenheng med planetens tålegrenser
• kan gi en enkel beskrivelse av elektronstruktur av transisjonsmetallkomplekser med hjelp av ligandfeltteori
• har en enkel oversikt over nanomaterialer som nanopartikler og 2D-materialer og deres rolle i det grønne skiftet

Ferdigheter

• kan bestemme og begrunne punktgrupper til molekyler, ioner og transisjonsmetallkomplekser
• kan begrunne typiske reaksjoner som involverer hovedgruppene via mekanismer (piltrekking)
• kan klassifisere transisjonsmetallkomplekser som høy- eller lav-spinn ved hjelp av ligandfeltteori
• kan forklare strukturer av typiske nanomaterialer med enkel bindingsteori
• kan forklare elementære kjemiske egenskaper av nanomaterialer og deres teknologiske og medisinske anvendelser samt rolle i det grønne skiftet

Generell kompetanse

• kan anvende sine kunnskaper og ferdigheter innen uorganisk- og nanomaterialkjemi på problemstillinger i realfag som for eksempel kjemi, materialvitenskap, miljøvitenskap, geologi, biologi eller medisinske fag
• kan formidle sentrale faglige begrep, teorier, ideer og problemstillinger både skriftlig og muntlig
• ha en forståelse av nanovitenskap som en utvidelse av uorganisk kjemi
• kan formidle uorganisk- og nanomaterialkjemi gjennom bruk av hverdagslige eksempler
• kan lese og forstå deler av forskningslitteratur innenfor uorganisk- og nanomaterialkjemi
• kan diskutere og argumentere om uorganiske stoffers og materialers rolle i miljøet

Studiet er lagt opp med interaktive forelesninger (30 t) og seminarer (20 t). Emnet blir undervist problembasert, og deltagelse på forelesninger og seminarer er av stor betydning.

Studentene forbereder seg til tema i forkant av de interaktive forelesningstimene. Forelesningstimene blir benyttet til å a) gjennomgå konsepter (20%) og b) hjelpe studentene til å beherske disse konseptene gjennom omfattende oppgave- og problemløsning (80%).

Seminarene er utelukkende oppgaveløsning, hvor oppgaver forskjellig fra de i forelesningstimene blir gjennomgått.