KE501: Grundlæggende Kemi (10 ECTS)

STADS: 10002001

Niveau
Bachelorkursus

Undervisningsperiode
Kurset er placeret i efterårssemesteret.
1. og 2. kvartal.

Ansvarlige undervisere
Email: pon@ifk.sdu.dk
Email: mip@ifk.sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Kommentar:
04.10.2007: S12`s E-timer rettet!
24.09.2007: Ekstra forelæsning mandag i uge 50.

Indgangskrav:
Ingen

Faglige forudsætninger:
KE501A og KE501S følges senest samtidig.

Kursusintroduktion
Kursets formål er at give de studerende et grundlæggende kendskab til kemi således at denne viden kan danne basis for videre studier inden for kemi og støtte indlæringen inden for relaterede studier som f.eks. biologi, biokemi, bioteknologi, biomedicin, fysik og ingeniørvidenskab.

Kompetencer
De studerende vil få en bred indsigt i faget kemi og skal selvstændigt kunne anvende denne viden i relevante sammenhænge. Centrale kemiske fagudtryk og metoder skal således kunne anvendes, og problemstillinger med kemisk indhold skal kunne forstås og behandles.

Forventet læringsudbytte
Til den først deleksamen efter 1. kvartal forventes den studerende at kunne

- identificere begreberne enthalpi, kalorimetri og Hess’ lov, udføre simple termodynamiske beregninger samt forklare intermolekylære vekselvirkninger
- beskrive sammenhængen mellem kvantetal og orbitaler
- forklare betydningen af forskellige typer af kemiske bindinger og identificere hybridiseringsbegrebet
- opskrive Lewis-strukturer for simple molekyler og ioner og argumentere for deres geometri under anvendelse af VSEPR-modellen
- identificere resonansbegrebet i forbindelse med simple uorganiske molekyler og ioner
- anvende Le Chateliers princip på en kemisk ligevægt og foretage beregninger af ligevægtsblandinger ud fra massevirkningsloven
- klassificere et syre-base-system og beregne pH og styrkekonstanter ud fra massevirkningsloven
- aflæse og optegne organisk kemiske strukturformler
- genkende grundstrukturer og funktionelle grupper i simple organiske molekyler
- sammenfatte og anvende nomenklaturreglerne for simple organiske molekyler samt genkende almindelige trivialnavne
- anvende grundbegreberne indenfor stereokemi og isomeri samt begreberne konfiguration og konformation

Til den anden deleksamen efter 2. kvartal forventes den studerende at kunne

- relatere viden om kemisk binding, orbitaler og hybridisering til alment kemiske problemstillinger.
- beregne koncentrationer ud fra titreringer og massevirkningsloven samt relatere pH-beregninger til titreringskurver for syre/base-titreringer.
- identificere reaktionstyper af nulte, første og anden ordens kinetik, herunder integrerede hastighedsudtryk og begreber som aktiveringsenergi, Arrhenius’ ligning, katalyse og molekylaritet.
- beregne reaktionsorden, halveringstid og aktiveringsenergier ud fra eksperimentelle data
- identificere og anvende begreberne enthalpi, entropi, varmekapacitet, fri energi og opløselighedsprodukt i simple beregninger.
- identificere og anvende grundbegreberne for galvaniske og elektrolytiske celler, Faradays lov, Nernsts ligning og elektrodetyper.
- foretage beregninger af koncentrationer, potentialer og ligevægtskonstanter.
- genkende grundstrukturer og funktionelle grupper og vurdere disses betydning for stoffers egenskaber herunder polaritet, reaktivitet i vandige opløsninger og mulighed for intermolekylære bindinger.
- redegøre for de mest almindelige reaktioner for forskellige organiske stofklasser ud fra grundstrukturer og funktionelle grupper herunder mættede og umættede karbonhydrider, aromatiske forbindelser, halogenforbindelser, alkoholer, ethere, aminer og carbonylforbindelser.
- anvende nomenklaturreglerne for simple organiske molekyler samt genkende almindelige trivialnavne.
- anvende grundbegreberne indenfor stereokemi og isomeri samt begreberne konfiguration og konformation.
- anvende simple mekanismer i forklaringen de mest almindelige reaktioner.
- forklare de vigtigste aspekter af nukleofil substitution, elektrofil addition og elimination.
- forklare de vigtigste aspekter af elektrofil aromatisk substitution og anvende resonansbegrebet i forbindelse med organiske molekyler.
- forklare anvendelsen af kondensation, hydrolyse, oxidation og reduktion.
- beskrive og foreslå simple organiske synteser.
- fortolke simple 13C NMR-spektre.
- relatere kemisk reaktivitet til praktisk udførelse.

Emneoversigt

• Atomstruktur i relation til det periodiske systems opbygning
• Koncepter angående kemisk binding, herunder kovalente og non-kovalente bindinger
• Molekylstruktur, herunder alifatiske og aromatiske karbonhydrider og alkylhalider, funktionelle grupper, stereokemi og nomenklatur
• Kemisk ligevægt, herunder syrer og baser, buffere og amfolytter, opløselighedsprodukt og heterogene ligevægte
• Termodynamik, herunder den første lov om termodynamik, energi og enthalpi, den anden lov om termodynamik, entropi og fri energi, elektrokemi
• Reaktionskinetik
• Organisk kemiske reaktioner, herunder resonansbegrebet og reaktionsmekanismer alkoholer, phenoler og ethere, aldehyder og ketoner, carboxylsyrer, carboxylsyrederivater og aminer, keto-enol tautomeri, nukleofil substitution og elektrofil aromatisk substitution

Litteratur

• C. E. Housecroft and A. C. Constable: Chemistry, 3rd Ed., Pearson, 2006..
• Noter.

Pensum
Se pensumbeskrivelse.

Kursets hjemmeside
Dette kursus benytter e-learn (blackboard).

Forudsætningsprøver
Ingen

Eksamen- og censurform:
En 2 timers skriftlig prøve med alle hjælpemidler efter 1. kvartal, samt en 4 timers skriftlig prøve med alle hjælpemidler efter 2. kvartal, hvori også emner og kompetencer fra KE501A og KE501S indgår. Der gives en samlet karakter efter 7-skalaen med ekstern censur, hvori de to delprøver indgår i forholdet 25%:75%.

De to eksamener skal samlet bestås med min. karakteren 02 uden oprunding. Er karakteren 02 ikke opnået, skal den/de dele af eksaminerne, som ikke er bestået tages om. Karakteren "udeblevet" må ikke forekomme i nogen af deleksaminerne.

Reeksamen efter 4. kvartal.

Vejledende timetal
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.

Forelæsninger (34 t), eksaminatorier og opgaveregning (38 t).
Aktiviteter i studiefasen

Sprog
Dette kursus undervises på dansk.

Bemærkninger
Kursets 10 ECTS omfatter tillige følgende to 1 ECTS elementer: KE501A og KE501S

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Denne kursusbeskrivelse var gyldig fra 1. september 2007 til 31. august 2008.