CHEMIA NIEORGANICZNA. Dr hab. Andrzej Kotarba, prof. UJ

Transkrypt

1 CHEMIA NIEORGANICZNA Dr hab. Andrzej Kotarba, prof. UJ Grupa Chemii Powierzchni i Materiałów Zakład Chemii Nieorganicznej Wydział Chemii I pietro p. 138 (131) WYKŁAD wprowadzający

2 ZMiN - kierunek zamawiany Program stypendialny: 1000 zł/miesiąc dla studentów (łącznie dla 36% studentów przyjętych na rok 2011/12) Zajęcia wyrównawcze z chemii oraz laboratoryjne zajęcia wyrównawcze z chemii i fizyki Nowe zajęcia dodatkowe (np. kurs e-learningowy z chemii i fizyki) Stypendia konferencyjne dla studentów chcących wziąć udział w konferencjach naukowych Wykłady specjalistów z róŝnych dziedzin dotyczących kierunków zamawianych Program staŝowy: płatne 1,5-22 miesięczne staŝe w firmach RóŜnorakie konkursy z cennymi nagrodami (giełda prac) Międzywydziałowe studia ZMiN I stopień (licencjat chemia v fizyka materiałów) Koordynator na WCh: : dr Paweł Stelmachowski

3 osoby które warto znać od I roku dr hab. Jacek Kołodziej Pełnomocnik dziekana Fizyki do spraw ZMiNu prof. dr hab. Jerzy Konior Wykładowca kursu z Mechaniki (trudniejszy egzamin na 1 roku) dr Andrzej Adamski/ / dr Gabriela Maniak koordynator laboratoriów z Chemii Nieorganicznej dr hab. Andrzej Kotarba Pełnomocnik dziekana Chemii do spraw ZMiNu, wykładowca z Chemii Nieorganicznej

4 KNN Koło Naukowe Nanotechnologów Siedziba Wydział Fizyki -108 (piwnice siedziba wspólna z NKFem) Opiekunowie naukowi: dr hab. Szczepan Zapotoczny (Wydział Chemii), prof. dr hab. J. Konior (Wydział Fizyki) Wojtek Tomczyk - prezes

5 nanoforum.net.pl/forum/

6 Przykłady tematów prac licencjackich ZMiN Badania procesu aktywacji kompozytów katodowych CCL/LiFePO 4 w ogniwach Li-ION ION. Rekonstrukcje powierzchni InAs (001). Synteza i właściwości nanoproszków półprzewodnikowych zawierających cięŝkie jony. Skaningowa mikroskopia tunelowa powierzchni TiO 2 (110) modyfikowanej wiązką jonową ksenonu. Mikrostukturyzowane warstwowe rusztowania polimerowe do hodowli komórkowych. "Kinetyka uwalniania jonów metali ze stalowych oraz tytanowych materiałów implantacyjnych do sztucznych płynów fizjologicznych" Wytwarzanie nanokompozytów z poliwinylotolumenu metodą przetwórstwa termicznego. Badania mikroskopowe i spektroskopowe samoorganizujących się monowarstw organicznych. Wpływ pola elektrycznego na teksturę związku ciekłokrystalicznego w zastosowaniu do wyświetlaczy LCD.

7 Erasmus Kraj Szwajcaria Francja Niemcy Austria Irlandia Anglia Dania Hiszpania Liczba osób

8 Absolwenci IM na Wydziale Fizyki Imię i Nazwisko Zakład Tematyka Mgr InŜ. Jan Czerwiec Mgr InŜ. Michał Grabiec Mgr InŜ. Marzena Materska Mgr inŝ. Barbara Wajnchold Mgr inŝ. Agata Mendys Mgr inŝ. Sylwia Brodacka Mgr inŝ. Rafał Abram Mgr inŝ. Daniel Rudnicki Mgr inŝ. Krzysztof Bieniasz Zakład InŜynierii Nowych Materiałów Zakład Fotoniki Zakład Fizyki Ciała Stałego Zakład Fotoniki Zakład Fotoniki Zakład Fizyki Ciała Stałego Zakład Fizyki Ciała Stałego Zakład Fotoniki Zakład Teorii Materii Skondensowanej Badania faz ciekło krystalicznych Nanocząstki srebra wytwarzane technikami laserowymi Mikroskopia elektronowa Światłowody fotoniczne Spektroskopia plazmy Lutowia Obliczenia dynamiką molekularną i MC Obliczenia MC faz międzymetalicznych Centra barwne w sztucznych diamentach Nadprzewodniki Mgr inŝ. Piotr Sowa Zakład Fizyki Ciała Stałego Obliczenia MC faz międzymetalicznych

9 Imię i Nazwisko Absolwenci IM na Wydziale Chemii Zakład Tematyka Mgr InŜ. Sylwia Fiejdasz Mgr InŜ. Agnieszka Szpak Mgr InŜ. Marzena Suder Mgr inŝ. Katarzyna Furczoń Mgr inŝ. Michał Świętosławski Mgr inŝ. Maria Grolik Mgr inŝ. Agnieszka Jelonek Mgr inŝ. Michał Trębala Mgr inź Bartosza Marszałek Zespół Nanotechnologii Polimerów i Biomateriałów Zespół Nanotechnologii Polimerów i Biomateriałów Zespół InŜynierii Krystalicznej i Analizy Strukturalnej Zespół Technologii Materiałów i Nanomateriałów Zespół Technologii Materiałów i Nanomateriałów Zespół Nanotechnologii Polimerów i Biomateriałów Zespół Krystalochemii Leków Zespół Katalizy i Fizykochemii Ciała Stałego Zespół Katalizy i Fizykochemii Ciała Stałego Rusztowania do hodowli komórek Superparamagnetyczne nanocząstki tlenku Ŝelaza Hydroksyapatyt hodowla komórek na powierzchni SOFC ogniwa paliwowe oparte na tlenkach Ogniwa Litowo-jonowe Rusztowania do hodowli komórek Hydroksyapatyt jako nośnik leków Katalizatory oparte na tlenku Ŝelaza dotowanego potasem MOFY (Metal( Metal-Organic Frameworks)

10 Doktoraty po InŜynierii Materiałowej około 60 absolwentów Kraj Liczba osób Szwajcaria Francja Portugalia Belgia Holandia Anglia Polska NCN, post-doc, finanse, pracownik naukowy, urlop tacierzyński

11 A jak nie doktorat to co? BiR w firmie kosmetycznej BiR w firmie produkującej materiały budowlane Wydawnictwo naukowe Projekty naukowe Tester oprogramowania InŜynier w Fiat Auto Poland Pracownik działu naukowego w fabryce okien Sprzedawca urządzeń chłodniczych Zaopatrzeniowiec w Poczta Polska Bezrobotny student informatyki

12 Co dały ci studia? odpowiedzi absolwentów Myślałam trochę o tym, ale wydaje mi się, Ŝe to co będę mówić to w jakiś sposób kłamstwo, bo jeszcze nie jestem w stanie tego ocenić Na pewno nauczyłem się podstaw Chemii i Fizyki ciała stałego, waŝne w Ŝe studia były międzywydziałowe bo poznałem spojrzenie fizyków i chemików na te zagadnienia. O naszych studiach sądzę, Ŝe są w kaŝdym calu niepowtarzalne, pomagają p znaleźć sposób na siebie. Fajne jest to, Ŝe kaŝdy w nich znajdzie coś dla a siebie dlatego polecam je kaŝdemu, kto się waha jaki kierunek wybrać w obszarze nauk przyrodniczych. Ponadto sądzę, Ŝe nasze studia bardzo dobrze przygotowują do robienia doktoratu Studia te dały mi szerokie spojrzenie na współczesne nauki stosowane owane (applied sciences, nie wiem jak to zgrabnie przetłumaczyć) jednocześnie bardzo b solidne podstawy czysto teoretyczne, co łącznie daje mi przewagę nad chemikami, fizykami, i inŝynierami materiałowymi w tradycyjnym rozumieniu. UwaŜam Ŝe te studia były wyjątkowe, przede wszystkim ze względu na niepowtarzalną atmosferę poznałam tu wspaniałych ludzi i nawiązałam przyjaźnie na całe Ŝycie. Dzięki temu Ŝe wszyscy wspieraliśmy się nawzajem było mi o wiele łatwiej j przezwycięŝać pojawiające się trudności. Studia dały mi nie tyle wiedzę, co umiejętność uczenia się, samodzielnego zdobywania wiedzy i wyciągania wniosków. Nauczyły mnie pracy w grupie i uświadomiły mi gdzie są moje ograniczenia i jak sobie z nimi radzić, właśnie współpracując z innymi. Wrzody Ŝołądka

13 sprawy organizacyjne Chemia Nieorganiczna : kurs = wykład (egzamin) + ćwiczenia (zaliczenie) dopuszczenie do egzaminu zaliczenie ćwiczeń egzamin obejmuje całość (zdanie >50%) dwa terminy wykłady na stronie: zakładka: dydaktyka

14 Podręczniki: Podstawy chemii nieorganicznej A. Bielański PWN W-wa. Podstawy chemii fizycznej P. Atkins, PWN W-wa. S.S. Zumdahl,, S.A. Zumdahl Chemistry

15 Pokrycia dachowe Ceramika budowlana Farby Ramy rowerowe Karty kredytowe Ubrania Implanty Telefony komórkowe Kosmetyki Co tu Państwo widzicie?

16

17 MIESZANINY HETEROGENICZNE MATERIA metody fizyczne metody chemiczne ZWIĄZKI MIESZANINY HOMOGENICZNE SUBSTANCJE CZYSTE metody fizyczne PIERWIASTKI ATOMY JĄDRA ELEKTRONY PROTONY KWARKI NEUTRONY KWARKI

18 subatomowy fizyka poziomy opisu materii atomowy fizyka i chemia molekularny chemia mikroskopowy chemia i nauka o materiałach makroskopowy mechanika i inŝynieria materiałowa

19 cząsteczki /molekuły /fazy krystaliczne zbiór (skończony) atomów powiązanych wiązaniami chemicznymi ilość atomów moŝe się zmieniać się w szerokim zakresie - podwójnych ~ potrójnych ~ poczwórnych ~

20 Chemia nieorganiczna to chemia wszystkich związków nie zaliczanych do organicznych Kryteria podziału na chemię nieorganiczną i organiczną ewoluują na przestrzeni czasu Według IUPAC chemia wszystkich związków, w których nie występuje wiązanie C - H

21 Podstawowe prawa chemiczne, układ okresowy pierwiastków, konfiguracja elektronowa, budowa cząsteczek, symetria cząsteczek, wiązania chemiczne, teoria orbitali molekularnych, teoria VSEPR, hybrydyzacja, elementy chemii koordynacyjnej, teoria pola ligandów, równowaga chemiczna, mechanizm i kinetyka reakcji chemicznych, kataliza, reakcje w roztworach, kwasy, zasady sole, bufory, procesy utleniania i redukcji, elementy elektrochemii, korozja, chemia pierwiastków grup głównych, chemia metali przejściowych

22 Zakres materiału Chemiczny elementarz chemia nieorganiczna, pierwiastek, związek chemiczny, masa atomowa, masa cząsteczkowa, liczba atomowa, mol, objętość molowa... zasady uzgadniania wzoru substancji i równań reakcji chemicznych, klasyczne prawa chemiczne, obliczenia stechiometryczne, stęŝenia roztworów

23 RÓWNOWAGA PRZEMIANA STRUKTURA

24 termochemia i termodynamika RÓWNOWAGA funkcje termodynamiczne, prawa termodynamiki, reakcje egzo i endotermiczne,, odwracalne i nieodwracalne, kryterium samorzutności, proste obliczenia termodynamiczne, pojęcie równowagi chemicznej, stała równowagi, pojęcie trwałości i nietrwałości, reguła przekory ry stany skupienia materii gazy, ciecze, ciała stałe równowagi międzyfazowe, reguła faz Gibbsa, diagram fazowy roztwory Kwasy i zasady Brönsteda nsteda, Lewisa, dysocjacja, ph, hydroliza, bufory gazy model gazu doskonałego teoria kinetyczna

25 PRZEMIANA Kinetyka chemiczna pojęcie szybkości reakcji, rząd reakcji, stała szybkości reakcje 0-go, I-go, II-go i III rzędu równanie Arrheniusa, energia aktywacji mechanizm reakcji chemicznej równanie kinetyczne a mechanizm reakcji zjawisko katalizy Kinetyka a termodynamika

26 Elektrochemia powiązanie przepływu prądu z reakcją redoksową, potencjał elektrochemiczny, szereg elektrochemiczny a spontaniczność reakcji, metale szlachetne, przewidywanie kierunku reakcji redoksowej na podstawie potencjału, równowaga a potencjał reakcji, prawo Nernsta ogniwa chemiczne, półogniwo, elektroliza, prawa elektrolizy, korozja, proste obliczenia elektrochemiczne

27 STRUKTURA Kwantowe podstawy chemii podstawy doświadczalne hipotezy o kwantowaniu energii, zasada nieoznaczoności, równanie Schrödingera dingera,, liczby kwantowe, orbitale, atom wodoru, widmo elektronowe, konfiguracja elektronowa Układ okresowy pierwiastków budowa układu a liczby kwantowe, właściwościami pierwiastków a ich połoŝeniem w układzie okresowym, elektroujemność, energia jonizacji, powinowactwo elektronowego Wiązanie chemiczne typy wiązań chemicznych, teoria Orbitali Molekularnych, homo i heterojadrowe cząsteczki dwuatomowe, diagramy energetyczne, hybrydyzacja Sieć krystaliczna układ regularny i heksagonalny, teoria pasmowa, domieszkowanie, defekty strukturalne niestechometryczność

28 Projekty badawcze nad materiałami w ZChN na Wydziale Chemii UJ Zakończenie i podsumowanie

29 metoda naukowa obserwacje (gromadzenie danych) przewidywania (stawianie hipotez badawczych) eksperymenty (testowanie hipotez) teoria (model) prawo

30 znajdywanie drogi na uczelnie mapa znajomi doświadczenia

31 Jestem wielkim zwolennikiem prawa narastania. Codziennie 15 min daje około 80 h w roku a pamiętać naleŝy, Ŝe 2 h wykładowe na tydzień dają w semestrze ok. 30 h. Czyli 15 min dziennie to ogromna masa czasu.

32 semestr sen krótki