Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Metals chemistry
Course of study:
2019/2020
Code:
ZSDA-3-0131-s
Faculty of:
Szkoła Doktorska AGH
Study level:
Third-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Szkoła Doktorska AGH
Semester:
0
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Jendrzejczyk-Handzlik Dominika (djendrze@agh.edu.pl)
Dyscypliny:
inżynieria materiałowa
Module summary

Wykład wprowadzi studentów w podstawowe i zaawansowane zagadnienia chemii metali takie jak: budowa atomu, typy wiązań chemicznych w ciele stałym, elementy teorii pasmowej ciała stałego, podstawowe typy struktury sieci krystalicznej, chemia koordynacyjna, podstawowe stechiometrie i geometrie związków kompleksowych, elementy fotochemii i fotofizyki, systematyczny przegląd metali przejściowych oraz metale w biologii.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Potrafi swobodnie wypowiadać się na temat roli metali i ich związków w różnych dziedzinach życia i techniki. SDA3A_K01, SDA3A_K03 Test results,
Execution of laboratory classes,
Participation in a discussion,
Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Potrafi przewidzieć podstawowe właściwości związków chemicznych na podstawie ich struktury. SDA3A_U01 Test results,
Execution of laboratory classes,
Participation in a discussion,
Test,
Activity during classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna podstawy fizykochemii ciała stałego, a w szczególności relacje pomiędzy strukturą a właściwościami faz krystalicznych. SDA3A_W01 Test results,
Participation in a discussion,
Test,
Activity during classes
M_W002 Rozumie podstawy chemii koordynacyjnej, a w szczególności podstawowe reakcje jonów metali przejściowych w roztworach. SDA3A_W01 Test results,
Execution of laboratory classes,
Participation in a discussion,
Test,
Activity during classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
45 30 0 15 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Potrafi swobodnie wypowiadać się na temat roli metali i ich związków w różnych dziedzinach życia i techniki. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi przewidzieć podstawowe właściwości związków chemicznych na podstawie ich struktury. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna podstawy fizykochemii ciała stałego, a w szczególności relacje pomiędzy strukturą a właściwościami faz krystalicznych. + - - - - - - - - - -
M_W002 Rozumie podstawy chemii koordynacyjnej, a w szczególności podstawowe reakcje jonów metali przejściowych w roztworach. + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 80 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 h
Preparation for classes 15 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 3 h
Module content
Lectures (30h):
Chemia metali

Podstawowe zagadnienia chemii metali
1. Budowa atomów wieloelektronowych, zasady obsadzania orbitali atomowych,
energia elektronu w atomie wieloelektrodowym.
2. Wiązanie chemiczne a orbitale molekularne – wiązanie homoatomowe i
heteroatomowi, rząd wiązania, hybrydyzacja, elektroujemność, energia jonizacji,
powinowactwo elektronowe.
3. Wiązania chemiczne w ciele stałym, kryształy molekularne, jonowe, i metaliczne.
Elementy teorii pasmowej ciała stałego, teoria Mie, cykl Borna-Habera, właściwości
elektryczna ciał stałych a ich struktura pasmowa: przewodniki, półprzewodniki i
izolatory.
4. Podstawowe typy struktury sieci krystalicznej:NaCl, CsCl, ZnS, CdI2, TiO2, Al2O3,
ReO3, perowskity, spinele, fergusonity. Właściwości optyczne, magnetyczne i
elektryczne kryształów, oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z
materią.
5. Wprowadzenie do chemii koordynacyjnej, wiązanie metal-ligand, teorii pola
krystalicznego, oddziaływanie orbitali d z ligandami, efekt Jahna-Tellera.
6. Podstawowe stechiometrie i geometrie związków kompleksowych, elementy
symetrii i teorii grup, wprowadzenie do spektroskopii elektronowej, prawo Lamberta-
Beera.
7. Elementy fotochemii i fotofizyki: podstawowe typy reakcji fotochemicznych,
diagram Jabłońskiego, właściwości redoksowe stanów wzbudzonych, diagram
Latimeria, prawo Grotthusa-Drapera, prawo Starka-Einsteina.
8. Systematyczny przegląd metali przejściowych: skandowce i lantanowce;
tytanowce, wanadowce, chromowce i manganowce, żelazowce, platynowe lekkie i
ciężke, miedziowce i cynkowce.
9. Metale w biologii: metale jako mikro- i makroelementy, rola metali przejściowych w
reakcjach enzymatycznych. Działanie toksyczne związków metali, związki metali w
medycynie (diagnostyka i terapia).

Laboratory classes (15h):
Chemia metali

1. Wprowadzenie do programu MathCad.
2. Analiza równania stanu Van der Waalsa.
3. Graficzne przedstawienie rozwiązań Schrodingera
4. Graficzne przedstawienie orbitali atomowych typu s,p, oraz d
5. Graficzne przedstawienie orbitali molekularnych typu pi oraz sigma
6. Prezentacja typów struktur metali i ich związków

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Student może przystąpić do sprawdzianu wiedzy z wykładu pod warunkiem uzyskania zaliczenia z ćwiczeń laboratoryjnych.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa = 0.6x(ocena z kolokwium zaliczeniowego)+ 0.4x(ocena z ćwiczeń
laboratoryjnych)

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Praca własna studenta wspomagana konsultacjami u prowadzącego zajęcia.

Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:

1. A. Bielański “Podstawy chemii nieorganicznej”
2. A. Bartecki “Chemia metali przejściowych”
3. R.M Roat-Malone “Chemia bionieorganiczna”

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Jendrzejczyk-Handzlik Dominika; Electromotive Force and Measurement in Several Systems, rozdział
pt. “ Electromotive Force Measurements in High-temperature Systems”, Intech, November 2011, ISBN
978-953-307-728-4
2. D.Jendrzejczyk-Handzlik, K. Fitzner “ Thermodynamic stability of copper gallates determined from the
E.M.F.method” Journal of Solid State Chemistry 232 (2015) 207–212
3. Dominika Jendrzejczyk-Handzlik, Krzysztof Fitzner, Wojciech Gierlotka, „On the Cu – Ga system:
Electromotive force measurement and thermodynamic reoptimization” Journal of Alloys and Compounds
621 (2015) 287–294
4. D. Jendrzejczyk-Handzlik, K. Fitzner “Thermodynamic properties of liquid antimony–tin and gold–antimony–tin alloys determined from e.m.f. measurements” The Journal of Chemical, Thermodynamics, 85, 2015, 86-93

Additional information:

brak