Kierunek i poziom studiów: Chemia budowlana, II stopień Sylabus modułu: Chemia ciała stałego 0310-CH-S2-B-065

Transkrypt

1 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 1 Kierunek i poziom studiów: Chemia budowlana, II stopień Sylabus modułu: Chemia ciała stałego Informacje ogólne koordynator modułu rok akademicki 2014/2015 semestr letni forma studiów stacjonarne sposób ustalania Średnia arytmetyczna ocen z egzaminu i konwersatorium oceny końcowej modułu 2. Opis dydaktycznych i pracy wykład prowadzący treści 065_fs_1 1. Stany skupienia materii. Definicje ciała stałego. Postaci substancji stałych: ciała krystaliczne i amorficzne. Związki chemiczne o wiązaniach jonowych i metalicznych. Kryształy cząsteczkowe. 2. Struktura ciała stałego. Sieć przestrzenna i sieć krystaliczna. Układy krystalograficzne. Proste i płaszczyzny sieciowe. Wskaźniki prostych i płaszczyzn sieciowych. 3. Rzut stereograficzny. Symetria makroskopowa kryształów. Projekcje elementów symetrii. Grupy punktowe. 4. Symetria mikroskopowa kryształów. Grupy przestrzenne. Punkty symetrycznie równoważne. 5. Reprezentacja macierzowa elementów symetrii. Korzystanie z Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych. 6. Teoria pola krystalicznego. Wpływ pola krystalicznego na położenie poziomów energetycznych elektronów d. Energia stabilizacji w polu krystalicznym. Efekt Jahna-Tellera. 7. Elektronowa teoria ciała stałego. Teoria pasmowa ciała stałego. Model pasmowy. Przewodniki i izolatory. Poziom Fermiego. 8. Struktury krystaliczne pierwiastków, kryształów jonowych, krzemianów i spineli. 9. Stan szklisty. Warunki powstawania szkła. Struktura szkła. Transport materii w stanie szklistym. 10. Kryształy rzeczywiste. Defekty punktowe, liniowe i powierzchniowe. Oddziaływanie między defektami. Związki niestechiometryczne. Przemiany i równowagi fazowe w ciałach stałych. Przemiany fazowe I i II rzędu. Prosty układ eutektyczny. 11. Systematyka reakcji i przemian w fazie stałej. Dyfuzja w ciele stałym. Rodzaje dyfuzji. Mechanizmy dyfuzji. Fenomenologiczny opis dyfuzji. 12. Spiekanie i rozrost ziaren. Mechanizm spiekania. Spiekanie substancji krystalicznych

2 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 2 i szkła. Mechanizm i kinetyka utleniania ciał stałych. 13. Reakcje w fazie stałej. Reakcje w układach wielofazowych. Reakcje tworzenia się spineli i krzemianów. Reakcje zachodzące w układach polikrystalicznych. Efekt Kirkendalla. 14. Etapy elementarne reakcji między ciałami stałymi. Kinetyka reakcji w mieszaninie proszków. Modele dyfuzyjne. Mechanizm reakcji miedzy ciałami stałymi. 15. Utlenianie metali. Utlenianie stopów. Korozja. Kinetyka tworzenia się i rozpuszczania zwartych produktów reakcji. Reakcje topochemiczne. Termiczny rozkład ciał stałych. Kinetyka rozkładu ciał stałych. Mikrostruktura w ferrytach i tytanianach. Tworzenie się mikrostruktury w procesie spiekania. Stałe ogniwa galwaniczne. Redukcja wistytu i magnetytu. metody prowadzenia dydaktycznych (kontaktowych) pracy własnej opis pracy własnej organizacja obowiązkowa uzupełniająca Jak w opisie modułu Praca ze wskazaną literaturą przedmiotu obejmująca samodzielne przyswojenie wiedzy odnośnie wskazanych zagadnień na wykładzie. Zajęcia odbywają się przez cały semestr raz w tygodniu po dwie godziny. 1. J. Dereń, J. Haber, R. Pampuch Chemia ciała stałego, Warszawa, PWN, H. Schmalzried Reakcje w fazie stałej, Warszawa, PWN, S. Szarras Chemia ciała stałego, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, L.A. Girifalco Wędrówka atomów w kryształach, Warszawa, PWN, N.B. Hannay Chemia ciała stałego, Warszawa, PWN, L.V. Azaroff Struktura i własności ciał stałych, Warszawa, PWN, G.H. Wannier Podstawy teorii ciała stałego, Warszawa, PWN, L.H. Van Vlack Fizykochemiczne podstawy nauki o materiałach, Warszawa, PWN, adres strony www Konwersatorium prowadzący grupa(-y) treści 065_fs_2 1. Układy krystalograficzne. Wskaźnikowanie prostych i płaszczyzn sieciowych z wykorzystaniem programu KRYS1. Wyznaczanie odległości

3 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 3 międzypłaszczyznowej. 2. Elementy symetrii makroskopowej. Kombinacje elementów symetrii. Projekcje grup punktowych. Elementy symetrii w ujęciu macierzowym 3. Elementy symetrii mikroskopowej. Grupy przestrzenne. Generowanie elementów symetrii. Wyznaczanie punktów symetrycznie równoważnych. 4. Omówienie wybranych struktur krystalicznych praca z modelami. 5. Defekty struktury krystalicznej. 6. Spiekanie. Mechanizm spiekania. 7. Typy reakcji w fazie stałej. 8. Mikrostruktura, rozkład termiczny ciał stałych. metody prowadzenia dydaktycznych (kontaktowych) pracy własnej opis pracy własnej organizacja obowiązkowa uzupełniająca Multimedialne prezentacje przygotowane przez studentów. Dyskusja dotycząca zagadnień przedstawianych w trakcie. Ćwiczenia rachunkowe z zakresu zagadnień przedstawionych w treściach Przygotowanie prezentacji multimedialnej dotyczącej wybranego zagadnienia. Samodzielne przyswojenie wiedzy przekazanej na konwersatorium. Rozwiązywanie wskazanych przez prowadzącego problemów obliczeniowych.praca ze wskazaną literaturą przedmiotu obejmująca samodzielne przyswojenie wiedzy podanej na wykładzie oraz rozwiązywanie wskazanych przez prowadzącego problemów obliczeniowych. 1 godzina (45 minut) w tygodniu w ciągu całego semestru 1. J. Dereń, J. Haber, R. Pampuch Chemia ciała stałego, Warszawa, PWN, H. Schmalzried Reakcje w fazie stałej, Warszawa, PWN, S. Szarras Chemia ciała stałego, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, L.A. Girifalco Wędrówka atomów w kryształach, Warszawa, PWN, N.B. Hannay Chemia ciała stałego, Warszawa, PWN, L.V. Azaroff Struktura i własności ciał stałych, Warszawa, PWN, G.H. Wannier Podstawy teorii ciała stałego, Warszawa, PWN, L.H. Van Vlack Fizykochemiczne podstawy nauki o materiałach, Warszawa, PWN, adres strony www Konsultacje prowadzący grupa(-y) 065_fs_3

4 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 4 treści metody prowadzenia dydaktycznych (kontaktowych) pracy własnej opis pracy własnej organizacja obowiązkowa uzupełniająca adres strony www Konsultacje bezpośrednie mające na celu pomoc w rozwiązywaniu bieżących trudności wynikających z realizacji treści programowych modułu. 15 Indywidualne konsultacje 3. Opis sposobów weryfikacji efektów kształcenia modułu Egzamin (-y) osoba(-y) przeprowadzając a(-e) weryfikację wymagania merytoryczne kryteria oceny przebieg procesu weryfikacji 065_w_1 Egzamin obejmuje wszystkie treści programowe realizowane na wykładzie oraz weryfikuje umiejętności nabyte na zajęciach konwersatoryjnych i podane w opisie modułu. Ocena z egzaminu (w skali 2-5) odpowiada określonemu procentowi punktów możliwych do uzyskania: poniżej 55% - ndst 55-69% - dost 70-75% - +dost 76-88% - dobry 89-94% - +dobry 95% bardzo dobry Termin egzaminu ustala prowadzący w porozumieniu ze mi na co najmniej trzy tygodnie przed egzaminem.

5 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 5 Kolokwium pisemne (-y) osoba(-y) przeprowadzając a(-e) weryfikację wymagania merytoryczne kryteria oceny przebieg procesu weryfikacji 065_w_2 Kolokwia obejmują treści programowe laboratoryjnych oraz weryfikują umiejętności nabyte na ćwiczeniach laboratoryjnych. Ocena z kolokwium (w skali 2-5) odpowiada określonemu procentowi punktów możliwych do uzyskania: poniżej 55% - ndst 55-69% - dost 70-75% - +dost 76-88% - dobry 89-94% - +dobry 95% bardzo dobry W trakcie semestru przewiduje się dwa kolokwia cząstkowe oraz jedno kolokwium poprawkowe. Termin kolokwium ustala prowadzący w porozumieniu ze mi na co najmniej jeden tydzień przed kolokwium. Warunkiem uzyskania zaliczenia z konwersatorium jest uzyskanie pozytywnej oceny z dwóch kolokwiów cząstkowych lub kolokwium poprawkowego obejmującego wszystkie treści programowe konwersatoryjnych. Aktywność na zajęciach (-y) osoba(-y) przeprowadzając a(-e) weryfikację wymagania merytoryczne 065_w_3 Ocenie podlega umiejętność samodzielnego rozwiązania zadania lub problemu w trakcie ćwiczeń w oparciu o wiedzę zdobytą na wykładzie lub w czasie samodzielnej pracy z podręcznikiem. kryteria oceny Skala ocen od 2 do 5. przebieg procesu weryfikacji Student podlega ocenie w trakcie konwersatorium i na koniec semestru uzyskuje całościową ocenę za aktywność, będąca średnią arytmetyczną ocen aktywności na poszczególnych zajęciach.

6 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 6