Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowania
Strona główna

Solid and Surface Chemistry

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0600-S2-EN-SSC
Kod Erasmus / ISCED: 13.3 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0531) Chemia Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Solid and Surface Chemistry
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy: Specjalność: Chemistry of Advanced Materials - Semestr 1
Punkty ECTS i inne: 6.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: angielski
Wymagania wstępne:

(tylko po angielsku) Required knowledge of general chemistry on completion of secondary education

Rodzaj przedmiotu:

przedmiot fakultatywny

Całkowity nakład pracy studenta:

(tylko po angielsku) Contact hours with teacher:

- participation in lectures - 30 hrs

-participation in laboratory – 30 hrs


Self-study hours:

- preparation for lectures and laboratory - 30 hrs


Altogether: 90 hrs


Efekty uczenia się - wiedza:

(tylko po angielsku) W1: Knows the basics of general chemistry (understands concepts and laws), chemical terminology and nomenclature – K_W01,

W2: Knows the structure of matter and basis of solid state chemistry – K_W01,

W3: Knows the structure and properties of semiconductors – K_W01,



Efekty uczenia się - umiejętności:

(tylko po angielsku) U1: Can describe chemical laws and physicochemical processes – K_U01,

U2: Can associate the structure of a material and its surface layer with its detective properties – K_U01.



Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

(tylko po angielsku) K1: Can work independently and effectively with a large amount of information – K_K01,

K2: Thinks creatively about improving existing or developing new approaches – K_K02,

K3: Is geared towards the constant acquisition of new knowledge, skills and experience; sees the need for continuous improvement and enhancing professional expertise; is aware of the limitations of his/her own knowledge and understands the need for ongoing education – K_K05,

K4: Is capable of independently seeking information in the subject literature and scientific databases – K_K07.

Metody dydaktyczne:

(tylko po angielsku) - Lectures with multimedia presentations

- Laboratory - experiment


Metody dydaktyczne podające:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące:

- doświadczeń
- laboratoryjna

Skrócony opis: (tylko po angielsku)

The aim of the subject is to acquaint students with the problems connected with the chemistry of surface phenomena and the chemistry of solids.

Pełny opis: (tylko po angielsku)

Lectures: Solids – phase transitions, types of phase, properties. Crystals – definitions, spatial and crystal lattices. Miller indices, unit cells and systems for classifying crystals. Aspects of symmetry and parameters characterise the spatial lattice of crystals. Mechanical properties of solids: hardness, elasticity, elongation. Hardness scales. Allotropy and anisomerism. Disruptions and defects in the crystal lattice. Metals – types of crystal structure, band theory of conductivity. Band model of solids – division into conductors, semiconductors and insulators. The chemical “systematics” of semiconductors. Intrinsic and doped semiconductors. Application of semiconductors. Superconductors, liquid crystals, glasses. Colloids and nanomaterials. Chemical structure of carbon materials – chemical carbon-carbon bonds for various form of atoms orbital hybridization. Fundamental problems associated with the structure of carbon - polymorphic (amorphic) phases and allotropy. Structural models of various form of carbon materials: graphite, active carbon, carbon blacks, carbon fibers, glassy carbon. Methods of their preparation, activation and modification. Correlation between the structure and texture of carbon material and its physicochemical and electrochemical properties. Low-dimension (1D and 2-D) carbon materials. Surface physicochemical properties: absorption, adsorption, catalysis. Applicable properties of carbon materials: sorption ability toward gas and water impurities, filters in water conditioning, industrial and communal sewage purification, atmospheric air protection. Chemical structure of the carbon materials surface and methods of its modification – creation and characterization of the surface functionalities, heteroatoms and active centers.

Laboratory: The measurement of wettability using the goniometric methods. The student learns the importance of the phenomenon of wettability and physicochemistry of surfaces in scientific and industrial applications. Learns the correct understanding of the concepts associated with it. The student gets acquainted with the protocol for the correct measurement of the static contact angle, the slip and sliding angle, the contact angle hysteresis and the surface energy of various surfaces. The classes include the preparation of samples, methods of proper cleaning of samples before the measurement of wettability, and their proper conditioning. The student becomes familiar with the factors influencing the measurement and methods of their control. He learns to correctly analyze and interpret the results, make a reliable analysis of measurement errors. Learns basic mathematical representations, an understanding of mathematical terms and concepts related to wettability issues. Moreover, he learns about alternative measurement methods, such as: immersion heat measurement, Wilhelmy plate method, tilting plate method and tilted plate method, Du Noüy ring method, etc. During the laboratories, basic practical informations on carbon nanomaterials, like their preparation, methods of characterization (such as the measurement of the zeta-potential of suspensions in various solvents) are signaled.

Synthesis of multiwall carbon nanotubes (MWCNT) in the form of layers deposited on a silicon, aluminum and copper substrate, according to the chemical vapor deposition (CVD) method. Ferrocene in solid form will be used as catalyst precursor. The sublimating ferrocene will form a thin layer of carbon and iron on the surface of the substrates. The carbon source for the growth of nanotubes will be acetylene. The generated MWCNTs layers will be characterization by instrumental methods: SEM, SEM-EDX, AFM, Raman, IR.

Literatura: (tylko po angielsku)

1. JJ Bikerman, Surface chemistry: theory and applications, 2013.

2. GA Somorjai, Y Li Introduction of surface chemistry and catalysis, 2010.

3. HY Erbil, Surface chemistry of solid and liquid interfaces, 2006.

Metody i kryteria oceniania: (tylko po angielsku)

Assessment methods:

- written examination (all outcomes) - 100%

W1-W4: Open problems concerning knowledge contained in lectures (solid state chemistry). K_W01

U1-U2: Open problems concerning skills to correlation chemical structure of detector surface with its sensibility . K_U01, K_U05

K1-K4: Open problems connected with creative thinks about improving existing or developing new approaches and work with a large amount of information.K_K01, K_K02, K_K07

fail- … pts (below 50%)

satisfactory- … pts (51%)

satisfactory plus- … pts (60%)

good - … pts (65%)

good plus- … pts (75%)

very good- … pts (80%)

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2017/18" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Łukaszewicz
Prowadzący grup: Stanisław Biniak, Anna Ilnicka, Artur Terzyk
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2019/20" (zakończony)

Okres: 2019-10-01 - 2020-02-28
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Łukaszewicz
Prowadzący grup: Stanisław Biniak, Emil Korczeniewski, Grzegorz Szymański
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2021/22" (w trakcie)

Okres: 2021-10-01 - 2022-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Łukaszewicz, Grzegorz Trykowski
Prowadzący grup: Stanisław Biniak, Emil Korczeniewski, Grzegorz Trykowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2022/23" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2022-10-01 - 2023-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Łukaszewicz, Grzegorz Trykowski
Prowadzący grup: Stanisław Biniak, Emil Korczeniewski, Grzegorz Trykowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.
ul. Jurija Gagarina 11, 87-100 Toruń tel: +48 56 611-40-10 https://usosweb.umk.pl/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 6.8.0.0-3 (2022-08-19)