Uniwersytet Jagielloński w Krakowie - Punkt LogowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Podstawy chemii nowych materiałów

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WCh-CL-B305-13 Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0531) Chemia
Nazwa przedmiotu: Podstawy chemii nowych materiałów
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy: Przedmioty obowiązkowe III rok CHEMIA - moduł: Chemia nieorganiczna i strukturalna
Punkty ECTS i inne: 0 LUB 3.00 (w zależności od programu)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Skrócony opis:

Rodzaje uporządkowań, ciała krystaliczne, ciekłokrystaliczne, amorficzne i kwazikrystaliczne. Główne typy struktur krystalicznych. Techniki krystalizacji. Zarys metod badań strukturalnych. Stopień krystaliczności, tekstura i wielkość krystalitów. Ilościowa i jakościowa analiza fazowa. Krystalograficzne bazy danych. Elementy inżynierii krystalicznej oraz przykłady właściwości faz stałych opartych o kompleksy wielordzeniowe i polimery koordynacyjne. Od właściwości magnetycznych pojedynczych kompleksów od funkcjonalnych magnetycznych sieci wielordzeniowych. Metodyka pomiarów magnetycznych.

Pełny opis:

Część I Rodzaje uporządkowań w ciałach stałych, materiały krystaliczne, ciekłokrystaliczne, amorficzne i kwazikrystaliczne. Główne typy struktur krystalicznych. Otrzymywanie materiałów o wysokiej czystości, techniki krystalizacji. Zarys metod badań strukturalnych mono- i polikrystałów. Stopień krystaliczności, tekstura i wielkość krystalitów w preparatach polikrystalicznych. Ilościowa i jakościowa analiza fazowa. Krystalograficzne bazy danych. Część II Elementy inżynierii krystalicznej polimerów koordynacyjnych z uwzględnieniem cząsteczek wielordzeniowych. Przykłady właściwości faz stałych opartych na jednordzeniowych i wielordzeniowych kompleksach jonów d i f ze szczególnym uwzględnieniem właściwości magnetycznych. Termodynamicznie trwałe szkielety wielordzeniowe. Wymienne sprzężenie magnetyczne przez mostki molekularne jako podstawa projektowania koordynacyjnych połączeń magnetycznych. Przykłady korelacji magneto-strukturalnych w cząsteczkach wielordzeniowych i polimerach koordynacyjnych. Podstawowe procedury pomiaru momentu magnetycznego w nowoczesnej magnetochemii (SQUID). Magnetyczne polimery koordynacyjne i cząsteczki wielordzeniowe jako baza do konstrukcji nowych materiałów multifunkcjonalnych.

Literatura:

Literatura obowiązkowa

1. A. Bielański, Podstawy Chemii nieorganicznej, wyd. 5, PWN 2003 2. U. Schubert, N. Husing, Synthesis of Inorganic materials, Wiley-VCH, 2000 3. L.E. Smart, E.A. Moore, Solid State Chemistry, 3rd ed. Taylor and Francis 2003 4. H.R. Alcock, Introduction to Materials Chemistry, Wiley, 2008, 5. Joan Ribas Gispert, Coordination Chemistry, Wiley 2008. 6. S.R.Batten, S.M.Neville, D.R.Turner, Coordination Polymers, RSC, 2009. 7. “Magnetism: Molecules to materials” series, ed. By J. S. Miller and M. Drillon, Wiley-VCH 2001-2003. 8. “Introduction to Physical Techniques in Molecular Magnetism: Structural and Macroscopic Techniques” edited by F. Palacio, E. Ressouche and J. Schweizer, Yesa Conference Proceedings 1999

Literatura uzupelniająca

1. D.Maspoch, D.Ruiz-Molina, J.Veciana, Old materials with new tricks: multifunctional open-framework materials, Chem.Soc.Rev.,2007, 36, 770-818. 2. Fujita, M., A. Powell, and C. Creutz, From the Molecular to the Nanoscale: Synthesis, Structure and Properties. Comprehensive Coordination Chemistry II. From Biology to Nanotechnology. Vol. 7. 2004, Amsterdam: Elsevier-Pergamon. 813.ch. 7.1,7.2, 7.3, 7.6, 7.13. 3. O. Sato, J. Tao, Y.-Z. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2152 – 2187.

Efekty uczenia się:

W zakresie wiedzy:

CH1_W05.1: 1.Opis rodzajów uporządkowań w ciałach stałych, materiałów krystalicznych, ciekłokrystalicznych, amorficznych i kwazikrystalicznych. 2. Omówienie głównych typów struktur krystalicznych. 3. Omówienie otrzymywania materiałów o wysokiej czystości, techniki krystalizacji. 4. Opis metod badań strukturalnych mono- i polikryształów, z uwzględnieniem stopienia krystaliczności, tekstury i wielkości krystalitów w preparatach polikrystalicznych, ilościowej i jakościowej analizy fazowej, krystalograficznych baz danych. 5. Opis i projektowanie polimerów koordynacyjnych, rodzajów sieci koordynacyjnych, metod syntezy. 6. Omówienie polimerów koordynacyjne metali bloku d i 4f i rodzajów ligandów w konstrukcji polimerów koordynacyjnych. 7. Opis nieorganiczno-organicznych materiałów hybrydowych. 8. Omówienie właściwości polimerów koordynacyjnych: magnetyzmu, porowatości, niecentrosymetrycznych i chiralnych. 9. Opis materiałów wielofunkcyjnych

CH1_W05.2: Wykorzystanie podstawowych metod kwantowochemicznych z uwzględnieniem geometrii, symetrii i konfiguracji elektronowej do opisu struktury krystalicznej nieorganicznych materiałów molekularnych

CH1_W05.6: Stosowanie zasad i procedur inżynierii krystalicznej pod kątem uzyskiwania nowych materiałów odpowiadającym wymogom współczesnej nauki i technologii.

W zakresie umiejętności:

CH1_U01: Posiada umiejętność matematycznego opisu widm elektronowych, wyznaczania termów spektroskopowych, analizy diagramów Tanabe-Sugano jonów d- i f-elektronowychi obliczania momentu magnetycznego oraz stałej Curie magnetyków molekularnych

CH1_U02: posiada umiejętność pomiaru dyfraktometrycznego, zna zasady określania struktury krystalicznej, przeprowadzania analizy statystycznej oraz krytycznej oceny wiarygodności wyników.

CH1_U13: Potrafi samodzielnie przygotowywać się prezentacji, konwersatoriów i egzaminu, wykorzystując różnorodne materiały (zalecane i uzupełniające)

W zakresie kompetencji:

CH1_K01: potrafi uzasadnić wpływ aktualnej wiedzy, zrozumienia i utrwalenia nowoczesnej chemii materiałów molekularnych na dalszy przebieg studiów

CH1_K05: potrafi odpowiednio prowadzić dokumentację wyników doświadczalnych z pomiarów krystalograficznych i magnetycznych i ich interpretację oraz szczegółowo zapisać rozwiązania problemów obliczeniowych, w sposób umożliwiający innym studentom zrozumienie zastosowanej metody i sprawdzenie poprawności.

Metody i kryteria oceniania:

W zakresie wiedzy:

CH1_W05.1: egzamin

CH1_W05.2: egzamin

CH1_W05.6: egzamin

W zakresie umiejętności:

CH1_U01: dyskusje, opanowanie metod eksperymentalnych, sprawozdania, kolokwia

CH1_U02: dyskusje, opanowanie metod eksperymentalnych, sprawozdania, kolokwia

CH1_U13: dyskusje

W zakresie kompetencji:

CH1_K01: dyskusje

CH1_K05: sprawozdania

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/2021" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2021-02-24 - 2021-06-15
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin więcej informacji
Wykład, 20 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Wiesław Łasocha, Robert Podgajny
Prowadzący grup: Marcin Kozieł, Wiesław Łasocha, Robert Podgajny
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ocena wliczana do średniej:

tak

Efekty kształcenia:

W zakresie wiedzy:

CH1_W05.1: 1.Opis rodzajów uporządkowań w ciałach stałych, materiałów krystalicznych, ciekłokrystalicznych, amorficznych i kwazikrystalicznych. 2. Omówienie głównych typów struktur krystalicznych. 3. Omówienie otrzymywania materiałów o wysokiej czystości, techniki krystalizacji. 4. Opis metod badań strukturalnych mono- i polikryształów, z uwzględnieniem stopienia krystaliczności, tekstury i wielkości krystalitów w preparatach polikrystalicznych, ilościowej i jakościowej analizy fazowej, krystalograficznych baz danych. 5. Opis i projektowanie polimerów koordynacyjnych, rodzajów sieci koordynacyjnych, metod syntezy. 6. Omówienie polimerów koordynacyjne metali bloku d i 4f i rodzajów ligandów w konstrukcji polimerów koordynacyjnych. 7. Opis nieorganiczno-organicznych materiałów hybrydowych. 8. Omówienie właściwości polimerów koordynacyjnych: magnetyzmu, porowatości, niecentrosymetrycznych i chiralnych. 9. Opis materiałów wielofunkcyjnych

CH1_W05.2: Wykorzystanie podstawowych metod kwantowochemicznych z uwzględnieniem geometrii, symetrii i konfiguracji elektronowej do opisu struktury krystalicznej nieorganicznych materiałów molekularnych

CH1_W05.6: Stosowanie zasad i procedur inżynierii krystalicznej pod kątem uzyskiwania nowych materiałów odpowiadającym wymogom współczesnej nauki i technologii.

W zakresie umiejętności:

CH1_U01: Posiada umiejętność matematycznego opisu widm elektronowych, wyznaczania termów spektroskopowych, analizy diagramów Tanabe-Sugano jonów d- i f-elektronowychi obliczania momentu magnetycznego oraz stałej Curie magnetyków molekularnych

CH1_U02: posiada umiejętność pomiaru dyfraktometrycznego, zna zasady określania struktury krystalicznej, przeprowadzania analizy statystycznej oraz krytycznej oceny wiarygodności wyników.

CH1_U13: Potrafi samodzielnie przygotowywać się prezentacji, konwersatoriów i egzaminu, wykorzystując różnorodne materiały (zalecane i uzupełniające)

W zakresie kompetencji:

CH1_K01: potrafi uzasadnić wpływ aktualnej wiedzy, zrozumienia i utrwalenia nowoczesnej chemii materiałów molekularnych na dalszy przebieg studiów

CH1_K05: potrafi odpowiednio prowadzić dokumentację wyników doświadczalnych z pomiarów krystalograficznych i magnetycznych i ich interpretację oraz szczegółowo zapisać rozwiązania problemów obliczeniowych, w sposób umożliwiający innym studentom zrozumienie zastosowanej metody i sprawdzenie poprawności.


Wymagania wstępne:

podstawowy kurs krystalografii, podstawowy kurs chemii nieorganicznej, podstawowy kurs chemii organicznej

Metody sprawdzania i kryteria oceny efektów kształcenia uzyskanych przez studentów:

W zakresie wiedzy:

CH1_W05.1: egzamin

CH1_W05.2: egzamin

CH1_W05.6: egzamin

W zakresie umiejętności:

CH1_U01: dyskusje, opanowanie metod eksperymentalnych, sprawozdania, kolokwia

CH1_U02: dyskusje, opanowanie metod eksperymentalnych, sprawozdania, kolokwia

CH1_U13: dyskusje

W zakresie kompetencji:

CH1_K01: dyskusje

CH1_K05: sprawozdania


Metody dydaktyczne:

metody podające-wykład informacyjny

metody problemowe-metody aktywizujące-metoda przypadków

metody praktyczne-ćwiczenia laboratoryjne


Bilans punktów ECTS:

Udział w wykładach - 20 godz. Przygotowanie do egzaminu oraz obecność na egzaminie - 20 godz. przygotowanie i udział w ćwiczeniach - 20 godz

Skrócony opis:

Rodzaje uporządkowań, ciała krystaliczne, ciekłokrystaliczne, amorficzne i kwazikrystaliczne. Główne typy struktur krystalicznych. Techniki krystalizacji. Zarys metod badań strukturalnych. Stopień krystaliczności, tekstura i wielkość krystalitów. Ilościowa i jakościowa analiza fazowa. Krystalograficzne bazy danych. Elementy inżynierii krystalicznej oraz przykłady właściwości faz stałych opartych o kompleksy wielordzeniowe i polimery koordynacyjne. Od właściwości magnetycznych pojedynczych kompleksów od funkcjonalnych magnetycznych sieci wielordzeniowych. Metodyka pomiarów magnetycznych.

Pełny opis:

Część I Rodzaje uporządkowań w ciałach stałych, materiały krystaliczne, ciekłokrystaliczne, amorficzne i kwazikrystaliczne. Główne typy struktur krystalicznych. Otrzymywanie materiałów o wysokiej czystości, techniki krystalizacji. Zarys metod badań strukturalnych mono- i polikrystałów. Stopień krystaliczności, tekstura i wielkość krystalitów w preparatach polikrystalicznych. Ilościowa i jakościowa analiza fazowa. Krystalograficzne bazy danych. Część II Elementy inżynierii krystalicznej polimerów koordynacyjnych z uwzględnieniem cząsteczek wielordzeniowych. Przykłady właściwości faz stałych opartych na jednordzeniowych i wielordzeniowych kompleksach jonów d i f ze szczególnym uwzględnieniem właściwości magnetycznych. Termodynamicznie trwałe szkielety wielordzeniowe. Wymienne sprzężenie magnetyczne przez mostki molekularne jako podstawa projektowania koordynacyjnych połączeń magnetycznych. Przykłady korelacji magneto-strukturalnych w cząsteczkach wielordzeniowych i polimerach koordynacyjnych. Podstawowe procedury pomiaru momentu magnetycznego w nowoczesnej magnetochemii (SQUID). Magnetyczne polimery koordynacyjne i cząsteczki wielordzeniowe jako baza do konstrukcji nowych materiałów multifunkcjonalnych.

Literatura:

Literatura obowiązkowa

1. A. Bielański, Podstawy Chemii nieorganicznej, wyd. 5, PWN 2003 2. U. Schubert, N. Husing, Synthesis of Inorganic materials, Wiley-VCH, 2000 3. L.E. Smart, E.A. Moore, Solid State Chemistry, 3rd ed. Taylor and Francis 2003 4. H.R. Alcock, Introduction to Materials Chemistry, Wiley, 2008, 5. Joan Ribas Gispert, Coordination Chemistry, Wiley 2008. 6. S.R.Batten, S.M.Neville, D.R.Turner, Coordination Polymers, RSC, 2009. 7. “Magnetism: Molecules to materials” series, ed. By J. S. Miller and M. Drillon, Wiley-VCH 2001-2003. 8. “Introduction to Physical Techniques in Molecular Magnetism: Structural and Macroscopic Techniques” edited by F. Palacio, E. Ressouche and J. Schweizer, Yesa Conference Proceedings 1999

Literatura uzupelniająca

1. D.Maspoch, D.Ruiz-Molina, J.Veciana, Old materials with new tricks: multifunctional open-framework materials, Chem.Soc.Rev.,2007, 36, 770-818. 2. Fujita, M., A. Powell, and C. Creutz, From the Molecular to the Nanoscale: Synthesis, Structure and Properties. Comprehensive Coordination Chemistry II. From Biology to Nanotechnology. Vol. 7. 2004, Amsterdam: Elsevier-Pergamon. 813.ch. 7.1,7.2, 7.3, 7.6, 7.13. 3. O. Sato, J. Tao, Y.-Z. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Jagielloński w Krakowie.