Chemia nieorganiczna

Wiedza z chemii ogólnej, analitycznej, fizycznej oraz matematyki.

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli:

- udział w wykładach – 60 godz.

- udział w ćwiczeniach – 30 godz.

- udział w laboratorium – 90 godz.

Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta:

- praca indywidualna/przygotowanie do zajęć - 90 godz.

- czas wymagany do przygotowania w procesie oceniania – 90 h

Łącznie: 360 godz./30 godz./ECTS = 12 ECTS

Student

W1: zna podstawowe prawa i nazewnictwo stosowane w chemii nieorganicznej - K_W01;

W2: zna najważniejsze pierwiastki i ich związki; sposoby korelacji właściwości pierwiastków i ich podstawowych związków chemicznych z położeniem pierwiastka w układzie okresowym - K_W02;

W3: zna teoretyczne i praktyczne aspekty wykonania jakościowej i ilościowej analizy związków nieorganicznych, w tym koordynacyjnych, metodami klasycznymi i instrumentalnymi oraz zasady działania aparatury - K_W06;

W4: zna podstawowe pojęcia i metody badawcze współczesnej chemii nieorganicznej i koordynacyjnej - K_W10;

W5: zna przepisy i zasady z zakresu bezpieczeństwa i higieny pracy na stanowisku laboratoryjnym, zna regulacje prawne dotyczące niebezpiecznych substancji i ich przechowywania oraz oznakowania - K_W16.

Student

U1: potrafi posługiwać się nazewnictwem chemicznym oraz pojęciami z zakresu chemii nieorganicznej - K_U01;

U2: potrafi korelować właściwości pierwiastków i ich związków chemicznych z położeniem w układzie okresowym i powiązać właściwości chemiczne substancji z ich współczesnymi zastosowaniami - K_U02;

U3: potrafi zsyntetyzować i rozdzielić proste związki nieorganiczne oraz wybrane związki koordynacyjne - K_U10;

U4: potrafi odpowiednio zachować się w razie różnego typu zagrożeń, np.: pożaru, kontaktu z odczynnikami chemicznymi - K_U16;

U5: umie posługiwać się językiem obcym nowożytnym na poziomie średniozaawansowanym (B2) podczas nauki - K_U17.

K1: Analityczne myślenie: Samodzielnie i efektywnie pracuje z dużą ilością informacji, dostrzega zależności pomiędzy zjawiskami i poprawnie wyciąga wnioski posługując się zasadami logiki - K_K01;

K2: Sumienność i dokładność: Jest nastawiony na jak najlepsze wykonanie zadania; dba o szczegół; jest systematyczny - K_K03;

K3: Komunikatywność: Skutecznie przekazuje innym osiągnięcia wiedzy chemicznej w zrozumiały sposób; dostosowuje poziom i formę prezentacji do potrzeb i możliwości odbiorcy - K_K04;

K4: Dążenie do rozwoju: Jest nastawiony na nieustanne zdobywanie nowej wiedzy, umiejętności i doświadczeń; widzi potrzebę ciągłego doskonalenie się i podnoszenia kompetencji zawodowych; zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia - K_K05;

K5: Wytrwałość i konsekwencja: Pracuje systematycznie i ma pozytywne podejście do trudności stojących na drodze do realizacji założonego celu; dotrzymuje terminów; rozumie konieczność systematycznej pracy nad wszelkimi projektami - K_K06;

K6: Praca zespołowa: Nawiązuje i utrzymuje długotrwałą i efektywną współpracę z innymi; dąży do realizacji celów zespołu poprzez odpowiednie zaplanowanie i organizację pracy swojej i innych; motywuje współpracowników do zwiększenia wysiłku w celu osiągnięcia założonych celów - K_K09.

Wykład:

Wykład z prezentacjami multimedialnymi.

Ćwiczenia:

Elementy ćwiczeń audytoryjnych – rozwiązywanie zadań problemowych, praca samodzielna (prace domowe i ich dyskusja).

Laboratorium:

Wykonywanie zaplanowanych ćwiczeń laboratoryjnych, dyskusja z parami podczas wykonywania danego zadania, praca samodzielna.

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

- klasyczna metoda problemowa
- laboratoryjna

Przedmiot składa się z wykładu (60 h), ćwiczeń audytoryjnych (30 h) oraz laboratorium (90 h). Wykład zapoznaje głównie z chemią najważniejszych dla naszej cywilizacji pierwiastków i ich związków w aspekcie przemysłowym i środowiskowym. Na ćwiczeniach omawiane są najważniejsze pojęcia i teoretyczne podstawy chemii nieorganicznej. Laboratorium uczy metod syntezy, separacji, identyfikacji i badania właściwości fizykochemicznych związków nieorganicznych i koordynacyjnych.

Celem bloku przedmiotowego jest prezentacja i dyskusja właściwości chemicznych i współczesnych zastosowań najważniejszych pierwiastków chemicznych i ich związków z punktu widzenia przemysłowego i ochrony środowiska, opis struktury elektronowej (LCAO MO), dyskusja trendów termodynamicznych procesów redoksowych, omówienie metod i technik wykorzystywanych do ustalania struktury molekuł.

Wykład:

Pochodzenie i występowanie pierwiastków we Wszechświecie i na Ziemi, chemiczna ewolucja Wszechświata, układ okresowy pierwiastków oraz okresowe zmiany ich właściwości, struktura związków chemicznych i ich budowa elektronowa, termodynamika, kinetyka i mechanizmy reakcji redoksowych, substytucji i kwasowo-zasadowych. Chemia pierwiastków bloków s, p, d i f.

Chemia (występowanie, znaczenie gospodarcze, ekologiczne i biologiczne, otrzymywanie, właściwości fizyczne i chemiczne, przegląd rodzajów związków i reakcji) pierwiastków grup 1–2, 13– 18 z bardziej szczegółowym omówieniem: wodoru, boru i glinu, węgla i krzemu, azotu i fosforu, tlenu i siarki oraz chloru. Chemia koordynacyjna (pojęcia, metody) i przegląd właściwości (właściwości magnetyczne, ważniejsze reakcje) oraz zastosowań pierwiastków d-elektronowych. Lantanowce i aktynowce – właściwości oraz współczesne znaczenie związków tych pierwiastków.

Ćwiczenia:

Położenie pierwiastków w układzie okresowym i ich konfiguracja elektronowa, periodyczne zmiany właściwości atomowych pierwiastków: energii orbitali HOMO, elektroujemności, twardości chemicznej, objętości atomowej, odstępu energetycznego między orbitalami s i p, przyczyny tych zmian. Nazewnictwo związków nieorganicznych i koordynacyjnych. Wzory Lewisa. Budowa molekuł kowalencyjnych w ramach teorii wiązań walencyjnych. VSEPR. Właściwości redoksowe, diagramy Latimera, diagramy Frosta i Pourbaix'ego, trwałość termodynamiczna związków koordynacyjnych.

Laboratorium:

Otrzymywanie, wydzielanie z mieszaniny poreakcyjnej, oczyszczanie oraz oznaczanie składu związków chemicznych pierwiastków bloku s i p oraz związków koordynacyjnych metali d-elektronowych. Badanie właściwości chemicznych otrzymanych produktów.

Zastosowanie spektroskopii elektronowej do identyfikacji związków koordynacyjnych. Przewidywanie i wyjaśnianie właściwości optycznych tych połączeń.

Podstawowa:

1. A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa, 2010;

2. P. Atkins, T. Overton, J. Rourke, M. Weller, F. Armstrong, Shriver & Atkins Inorganic Chemistry, 6th ed., W.H. Freeman and Company 2014;

3. C.E. Housecroft, A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 5th ed., Pearson 2018;

4. F.A. Cotton, G. Wilkinson, P.L. Gaus, Chemia nieorganiczna. Podstawy, PWN, Warszawa, 1995.

5. P.A. Cox, Krótkie wykłady. Chemia nieorganiczna, PWN, Warszawa, 2004.

6. P. Kita, Chemia nieorganiczna I. Wykłady, materiały dydaktyczne przygotowane do projektu pn. „Wzmocnienie potencjału dydaktycznego UMK w Toruniu w dziedzinach matematyczno-przyrodniczych” realizowanego w ramach Poddziałania 4.1.1. POKL, Toruń, 2011.

7. P. Kita, Chemia nieorganiczna II. Wykłady, materiały dydaktyczne przygotowane do projektu pn. „Wzmocnienie potencjału dydaktycznego UMK w Toruniu w dziedzinach matematyczno-przyrodniczych” realizowanego w ramach Poddziałania 4.1.1. POKL, Toruń, 2015.

8. A. Katafias, Ćwiczenia laboratoryjne z chemii nieorganicznej i koordynacyjnej, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Toruń 2008.

9. A. Katafias, A. Topolski, G. Wrzeszcz, J. Wiśniewska, Chemia nieorganiczna – Laboratorium, materiały dydaktyczne przygotowane do projektu pn. „Wzmocnienie potencjału dydaktycznego UMK w Toruniu w dziedzinach matematyczno-przyrodniczych” realizowanego w ramach Poddziałania 4.1.1. POKL, Toruń, 2015.

10. P. Kita, Chemia nieorganiczna I - Ćwiczenia, materiały dydaktyczne przygotowane do projektu pn. „Wzmocnienie potencjału dydaktycznego UMK w Toruniu w dziedzinach matematyczno-przyrodniczych” realizowanego w ramach Poddziałania 4.1.1. POKL, Toruń, 2011.

11. P. Kita, Chemia nieorganiczna II - Ćwiczenia, materiały dydaktyczne przygotowane do projektu pn. „Wzmocnienie potencjału dydaktycznego UMK w Toruniu w dziedzinach matematyczno-przyrodniczych” realizowanego w ramach Poddziałania 4.1.1. POKL, Toruń, 2015.

Poz. 1 jest dostępna ‘on-line’ ze strony Biblioteki Wydziału Chemii lub Biblioteki Głównej UMK.

Uzupełniająca:

1. S.F.A. Kettle, Fizyczna chemia nieorganiczna, PWN, Warszawa, 1999.

2. A.F. Wells, Strukturalna chemia nieorganiczna, WNT, Warszawa, 1993.

Egzamin pisemny (65%), ćwiczenia audytoryjne (15%), laboratorium (20%).

Kryteria oceniania

< 50% ndst

50 - 60% dst

61 - 65% dst plus

66 - 75% db

76 - 80% dst

> 80% bdb

Egzamin pisemny – W01, W02, W10, U01, U02, K01, K05.

Kolokwia – W01, W02, W06, W10, U01, U02.

Aktywność – U17, K01, K04.

Praca laboratoryjna – W06, W10, W16, U01, U02, U10, U16, K01, K03, K06, K09.

Nie dotyczy