Kemins grunder, 15 hp

Innehåll

Kursen är uppdelad i fyra moduler: 

Modul 1: Atomer, Molekyler och Materia (ATMO, 4,5 hp) 

Denna modul täcker de grundläggande begreppen om atomstruktur, kemisk bindning och materiens tillstånd. 

Atomstruktur: Utforskar den kvantmekaniska modellen av atomen och hur den förklarar periodicitet. 

Kemisk Bindning: Använder Paulings elektronegativitet, Lewis-strukturer, VSEPR-teorin (valensskal-elektronpar-repulsion), valensbindningsteorin och molekylorbitalteorin för att analysera kemisk bindning. 

Materiens Tillstånd: Undersöker gaser, vätskor och fasta ämnen genom olika teorier och modeller, inklusive gaslagar, intermolekylära bindningar och enhetsceller. 

Modul 2: Termodynamik och Jämvikter (TEEQ, 4,5 hp) 

Denna modul fokuserar på principerna för termodynamik samt fysisk och kemisk jämvikt. 

Termodynamik: Introducerar begreppen arbete, värme, inre energi, entalpi, entropi och Gibbs fria energi. Diskuterar spontana och icke-spontana processer, exoterma och endoterma processer, systemgränser och processreversibilitet. Utforskar tillämpningen av termodynamiska principer för att förutsäga genomförbarheten och riktningen av kemiska processer, inklusive hur energiförändringar påverkar reaktionsvägar och reaktioners effektivitet. 

Fysisk Jämvikt: Undersöker begreppen som påverkar fasförändringar i materia. Introducerar löslighet, molalitet och kolligativa egenskaper för att förstå lösningars roller. 

Kemisk Jämvikt: Utforskar den dynamiska naturen av jämvikt i kemiska reaktioner, Le Chateliers princip och beräkningen av jämviktskonstanter. 

Modul 3: Reaktioner, Elektrokemi, Kinetik och Kärnkemi (REKN, 4,5 hp) 

Denna modul täcker olika typer av kemiska reaktioner, elektrokemi, kinetik och kärnkemi. 

Reaktioner och Elektrokemi: Undersöker principerna för syra-bas-jämvikter, löslighet och redoxreaktioner och deras tillämpningar vid utformning av galvaniska (batterier) och elektrolytiska celler. 

Kemisk Kinetik: Analyserar faktorer som påverkar reaktionshastigheter, inklusive koncentrationen av reaktanter/produkter, temperatur och katalysatorer. 

Kärnkemi: Introducerar de grundläggande begreppen om kärnpartiklar, kärnreaktioner, radioaktivitet och de olika typerna av strålning samt deras tillämpningar. 

Modul 4: Laboratorieövningar (0001, 1,5 hp) 

Denna modul involverar praktiskt laboratoriearbete och presentation av experimentella resultat. 

Laboratoriearbete: Ger praktisk erfarenhet av att utföra experiment och tillämpa teoretiska koncept. 

Presentation av Resultat: Lär studenterna hur de effektivt kommunicerar sina resultat genom formella laboratorierapporter och presentationer.

Förväntade studieresultat

Efter att ha slutfört kursen ska studenterna kunna: 

Kunskap och förståelse 

Kemiska Grunder: 

• Förstå kemiska formler och stökiometriska relationer. 
• Förklara de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos atomer och föreningar med hjälp av atom- och elektronstrukturer, periodicitet och modeller för kemisk bindning. 

Materiens Faser: 

• Beskriva skillnaderna mellan fasta ämnen, vätskor och gaser baserat på allmänna egenskaper, intermolekylära krafter, fasstrukturer och termodynamik. 

Intermolekylära Krafter och Radioaktivitet: 

• Identifiera dominerande intermolekylära krafter i kemiska föreningar genom att analysera atomkomposition och molekylstrukturer. 
• Beskriva grundläggande aspekter av radioaktivitet och skilja mellan olika typer av strålning. 

Termodynamik och Jämvikter: 

• Förklara principerna för termodynamik, inklusive begreppen entalpi, entropi, Gibbs fria energi och deras roller i att bestämma spontaniteten hos kemiska processer. 
• Förklara fysisk och kemisk jämvikt, inklusive Le Chateliers princip, beräkning och betydelse av jämviktskonstanter samt molalitet och molaritet hos lösningar. 

Färdigheter och förmåga: 

Beräkningar och Tillämpningar: 

• Utföra beräkningar med hjälp av kemiska formler och stökiometriska relationer. 
• Tillämpa olika kinetiska modeller för att analysera kemiska reaktioner. 
• Använda integrerade hastighetslagar för att förutsäga koncentrationer av reaktanter eller produkter över tid. 

Termodynamiska Beräkningar: 

• Beräkna förändringar i entalpi, entropi och Gibbs fria energi för kemiska reaktioner och processer. 
• Förutsäga riktningen och genomförbarheten av reaktioner med hjälp av termodynamiska data. 

Kemiska Reaktioner: 

• Bestämma oxidationsnummer, balansera redoxreaktioner och designa galvaniska och elektrolytiska celler. 
• Använda jämviktskonstanter och termodynamiska data för att diskutera syra-bas-egenskaper, löslighet, koordinationskemi och redoxegenskaper. 

Laboratoriefärdigheter: 

• Planera och säkert genomföra laboratorieexperiment. 
• Utvärdera och presentera resultat både muntligt och i formella laboratorierapporter. 
• Föra en detaljerad laboratoriejournal. 

Värderingsförmåga och förhållningssätt:  

Kemisk Analys och Förutsägelse: 

• Utvärdera kemiska strukturer med hjälp av lämpliga modeller för att förutsäga fysikaliska egenskaper och reaktivitet. 
• Utvärdera och förutsäga riktningen av reaktioner med hjälp av oxidationsnummer och termodynamiska data. 
• Bedöma effekterna av temperatur och katalysatorer på reaktionshastigheter. 

Kritisk Utvärdering: 

• Visa förståelse för begränsningar som är inneboende i olika modeller och förmågan att välja lämplig modell för ett specifikt system. 
• Kritisk utvärdera sitt eget kemiska resonemang och andras för att säkerställa noggrannhet och giltighet. 

Behörighetskrav

Undervisningens upplägg

Kursen inkluderar föreläsningar, problemlösningssessioner, handledningar, demonstrationer och laborationer. Närvaro är obligatorisk för alla laborationer och säkerhetssessioner. 

När kursen ges på campus
Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, arbete i datorlabb och diskussioner kring metodik och problemlösning i mindre grupper. Utöver schemalagda aktiviteter krävs även individuellt arbete med materialet.

När kursen ges på distans
Undervisningen bedrivs i form av digitala föreläsningar och digitala diskussioner kring metodik och problemlösning i mindre grupper. Utöver schemalagda aktiviteter krävs även individuellt arbete med materialet.

Examination

Examinationer består av individuella skriftliga prov samt skriftliga och muntliga presentationer av laborationsarbete. För det skriftliga provet får ingenjörsstudenter ett av följande betyg: Underkänd (U), Godkänd (3), Väl Godkänd (4) eller Mycket Väl Godkänd (5). Alla andra studenter får ett av dessa betyg: Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl Godkänd (VG). Laborationsarbete bedöms som antingen Godkänd (3 eller G) eller Underkänd (U). För att bli godkänd på kursen måste studenterna klara alla examinationer och slutföra alla obligatoriska moduler. Slutbetyget för kursen beräknas som medelvärdet av betygen för ATMO-, TEEQ- och REKN-modulerna. Betyg Godkänd (3 eller G) eller högre ges endast om alla laborationer är godkända. Vid frånvaro från någon obligatorisk modul avgör examinatorn om studenten måste genomföra kompensationsuppgifter eller göra om de saknade delarna vid ett senare tillfälle. 

Studenter med godkänt betyg får inte undergå ny examination för att uppnå ett högre betyg. 

En student som underkäns på kurs eller del av en kurs två gånger har rätt att begära att en annan examinator utses, om inte särskilda skäl talar emot det (HF kap. 6 § 22). Begäran om en ny examinator ska lämnas till prefekten för Kemiska institutionen. 

Examinatorn kan besluta om avvikelser från kursplanens examinationsform. Individuell anpassning av examinationsformen bör övervägas utifrån studentens behov. Examinationsformen anpassas inom ramen för kursplanens förväntade läranderesultat. En student som behöver en anpassad examination och som har fått beslut om rätt till stöd från samordnaren för studenter med funktionsnedsättning vid Studentcentrum måste begära anpassning från ansvarig institution senast 10 arbetsdagar före examinationen. Examinatorn beslutar om den anpassade examinationen, som sedan meddelas studenten. 

Tillgodoräknande prövas alltid individuellt (se universitetets regelsamling och tillgodoräknandeordning).

Övriga föreskrifter

Om kursplanen upphör att gälla eller genomgår större förändringar garanteras studenterna minst tre tentamenstillfällen (inklusive det ordinarie tentamenstillfället) enligt reglerna i den kursplan som studenten ursprungligen registrerades under, i högst två år från det datum då den tidigare kursplanen upphörde att gälla.