Faglig innhold

Emnet gir en oversikt over grunnleggende og viktige temaer innen uorganisk kjemi:

Atomets oppbygging inkludert enkel kvantemekanikk. Oppbygging av periodesystemet ved å bruke Aufbau-prinsippet, Hunds regel, Paulis utelukkelsesprinsipp og skjerming. Periodiske egenskaper som atomstørrelse, ioniseringsenergi, electronaffinitet, elektronegativitet og polariserbarhet. Molekylers struktur og binding forklart ved å benytte Lewis strukturmodell, VSEPR-teorien, valensbindingsteorien og molekylorbitalteorien. Enkle begreper om bindingslengde og -styrke samt -entalpi. Struktur til faste stoffer med hovedvekt på ioneforbindelser. Definisjon av gitterentalpi og Born-Haber syklus. Beregning av gitterentalpi og hvilke konsekvenser denne har på egenskaper til faste uorganiske stoffer. Defekter og ikke-støkiometri. Bruk av molekylorbitalteori for faste stoffer. Båndteori for å forklare elektoniske egenskaper til faste stoffer. Syrer og baser med hovedvekt på Brønstedteori for oksider og definisjon av Lewis syrer/baser og deres gruppekarakteristikk. Harde og myke Lewis syrer og baser. Reaksjoner mellom syrer og baser og ikke-vandige løsemidler. Anvendelser av syrer og baser. Introduksjon til koordinasjonsforbindelser, definisjoner, nomenklatur, isomeri og kiralitet. d-metall komplekser med fokus på elektronstruktur og egenskaper. Krystallfelt- og ligandfeltteori. Stoffkjemi: Gjennomgang av grunnstoffenes kjemiske egenskaper og forbindelser av viktige elementer med vekt på periodiske egenskaper. Framstilling av viktige kjemiske stoffer med hovedvekt på norsk industri. Bærekraftsperspektiv er inkludert i emnet med fokus på grønn kjemi og kritiske elementer.

Læringsutbytte

Etter avsluttet kurs skal studenten kunne:

• Forklare atomets oppbygging basert på kvantemekanikk og forklare periodiske egenskaper for atomene.
• Forklare struktur og binding i molekyler/ioner og prediktere strukturen til molekyler/ioner.
• Forklare utvalgte krystallstrukturer til ioneforbindelser, forklare hva slags parametere som påvirker krystallstrukturen til en forbindelse og gjennomføre beregninger av gitterentalpien til ioniske forbindelser.
• Bruke VESTA-programmet for å visualisere enkle krystallstrukturer av uorganiske forbindelser.
• Forklare hva slags defekter som er mest vanlig i uorganiske forbindelser og hvordan disse påvirker egenskaper.
• Forklare båndstrukturen til faste stoffer og bestemme elektriske egenskaper.
• Forklare de forskjellige definisjonene av syrer/baser og forutsi reaksjoner mellom syrer og baser.
• Forklare definisjonen på koordinasjonsforbindelser, navngi disse og bestemme isomeri.
• Forklare teorier for bestemmelse av elektronstrukturen til d-metall komplekser og forklare egenskaper til disse kompleksene.
• Kunne bruke spektroskopi til å bestemme konsentrasjonen av d-metallkomplekser i vann. Kunne prinsippene for å syntetisere koordinasjonsforbindelser.
• Forklare hvilke periodiske egenskaper de forskjellige grupper av forbindelser har med hovedvekt på framstillingsmetoder og anvendelsesområder for utvalgte elementer og forbindelser.
• Kunne syntetisere av uorganiske forbindelser fra vannløsning av salter og karakterisere disse ved røntgendiffraksjon, termogravimetri og infrarød spektroskopi.
• Kunne prinsippene for framstilling av uorganiske kjemiske stoffer ved å bruke prinsippene om grønn kjemi.
• Kunne behandle giftige stoffer på en forsvarlig måte på laboratoriet.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, demonstrasjoner, skriftlige øvinger, 2 tellende semesterprøver og laboratorieøvinger.. Forventet tidsbruk: Forelesninger: 80 timer, Laboratoriearbeid: 20 timer. Øvinger: 30 timer. Selvstudium: 80 timer"

Obligatoriske aktiviteter

• Midtsemesterprøve 1
• Midtsemesterprøve 2
• Øvinger
• Laboratoriekurs

Anbefalte forkunnskaper

Kompetanse innen generell og grunnleggende kjemi.

Forkunnskapskrav

Dokumentert kompetanse innen generell og grunnleggende kjemi.

Kursmateriell

Weller, Overton, Rourke, Armstrong, Inorganic chemistry, Oxford Press, 7th edition, 2018.

Laboratoriehefte TMT4130 Uorganisk kjemi (vil være tilgjengelig fra vår side)

Studiepoengreduksjon