Het blok als geheel draagt bij aan het verwerven van algemene ‘academische’ kennis, attitudes en
vaardigheden, die nauw verweven zijn met enkele basisbekwaamheden als (aankomend) onderzoeker:
• zelfstandig analyseren en verwerken van (abstracte) informatie
• nauwkeurig beschrijven van problemen c.q. vastleggen van bevindingen
• planmatig / gestructureerd te werk gaan bij de aanpak van een probleem
• verantwoording afleggen over verkregen (onderzoeks)resultaten
• kennismaken met multidisciplinair onderzoek op de grens tussen fysisch-anorganisch,
fysisch-organisch, anorganisch-organische chemie
Op inhoudelijk vlak verwerf je nieuwe inzichten en vaardigheden, zodat je:
• in staat bent om de interacties tussen verschillende stoffen/materialen middels
thermodynamische grootheden te beschrijven
• syntheseroutes kunt ontwerpen voor materialen en hun eigenschappen bepalen middels
fysisch-chemische metingen
• een aantal basisvaardigheden om syntheses uit te voeren en te plannen hebt opgedaan
In het vak plaatsen we de te bestuderen stof daarnaast ook in een maatschappelijke context. We
bekijken het periodiek systeem van de element vanuit het oogpunt van de duurzaamheid van winning
en gebruik van de elementen. Daarnaast besteden we aandacht aan maatschappelijke/ethische
aspecten van wetenschapsbeoefening.
Leerdoelen
Na de colleges anorganische chemie kun/heb je:
Coördinatieverbindingen en complexen
- inzicht in coördinatieverbindingen, donor en acceptor
- kennis van structuur van complexen voor verschillende omringingsgetallen (4 en 6)
- kennis van complexvormingsconstanten en de mechanismen van liganduitwisseling.
- de begrippen labiele en inerte complexen uitleggen.
- (stereo)isomerie herkennen en de gevolgen hiervan overzien
Kristalveld- en Ligandveldtheorie
- het principe van de kristalveld- en ligandveldtheorie uitleggen.
- energieniveau-diagrammen tekenen en invullen met elektronen.
- de kristalveld-stabilisatie-energie berekenen.
- "High Spin" of "Low Spin" complexen voorspellen.
- In hoofdlijnen de spectrochemische reeks beschrijven
- magnetische eigenschappen met de "spin-only" formule bepalen.
- het "Jahn Teller" effect uitleggen en toepassen.
- een aantal optische en magnetische eigenschappen voorspellen en verklaren
Structuuranalyse
- het principe van de meest gebruikte structuuranalysetechnieken geven
- uitleggen welke structuureigenschappen met een specifieke techniek gemeten kunnen worden
- een kritische beschouwing geven wat de beperkingen van een bepaalde techniek zijn
- voorstellen welke techniek geschikt zou zijn om bepaalde structuureigenschappen van een
anorganische vaste stof of complex te analyseren
Metalen en metaalverbindingen
- in het periodiek systeem aangeven welke elementen metallische eigenschappen hebben.
- de stabiliteiten van overgangsmetaal-ionen, van p-blokmetalen, lanthaniden en actiniden noemen
mede aan de hand van Frostdiagrammen
- de algemene eigenschappen van (aard)alkali metalen beschrijven
- de trend in eigenschappen van (aard)alkali metalen met toenemende atoom straal verklaren
Na de colleges vaste stof chemie kun je:
Indeling en structuren
- vaste stoffen globaal in 4 klassen indelen
- typische kristalstructuren van de verschillende klassen herkennen en eenvoudige berekeningen
aan kristalroosters uitvoeren
- de contrasterende eigenschappen van de 4 klassen noemen
Metalen
- inzicht in structuren en legeringen
- het klassieke vrij elektronenmodel toepassen om geleiding te beschrijven
- de invloed van temperatuur en defecten op geleidingsvermogen verklaren
Ionogene vaste stoffen
- roosterenergieën berekenen
- een Born-Haber cyclus gebruiken om roosterenergieën te meten;
- aan de hand van begrippen als ionstraal, de octaëderholte en tetraëderholte kristalstructuren
Rationaliseren
Defectchemie
- aangeven waarom defecten ontstaan
- uitleggen wat Schottky en Frenkeldefecten zijn
- Kröger-Vink notatie gebruiken om defectevenwichten te beschrijven
- het verband tussen defectchemie en ionengeleiding afleiden
Bandentheorie en Halfgeleiders
- uitleggen hoe energiebanden ontstaan
- energiebanden-niveaus ("bandenplaatjes") van metalen, covalente en ionogene vaste stoffen (o.a. metaaloxiden) tekenen
- elektrische en optische eigenschappen (kleuren van enkele binaire verbindingen) voorspellen
- begrippen als intrinsiek, extrinsiek, dotering, p-n overgang toelichten
- het werkingsprincipe van vaste stof devices en zonnecellen begrijpen
Na het Practicum Anorganische Chemie kun je:
- syntheses van complexen uitvoeren
- synthese van vaste anorganische stoffen uitvoeren
|
 |
|
Anorganische stoffen zijn niet meer weg te denken uit onze samenleving. Ze worden onder meer gebruikt in computers, displays (LCD en plasma schermen), lampen, lasers, katalysatoren, geneesmiddelen. De moleculaire structuur en opbouw van dergelijke stoffen bepalen in grote mate hun eigenschappen. Dit zal het uitgangspunt zijn van dit college: de vraag hoe hangen de eigenschappen van anorganische verbindingen samen met hun opbouw en structuur zal vanuit verschillende oogpunten belicht worden. Hierbij zal het onderdeel anorganische chemie zich met name richten op de optische, magnetische en chemische eigenschappen terwijl het onderdeel vaste stof chemie zich meer zal richten op elektronische eigenschappen en structuren.
Het onderdeel Anorganische Chemie is het vervolg op de anorganische Chemie behandeld in het eerste jaar. De collegestof van het eerste jaar wordt in het tweede jaar uitgebreid met een behandeling van de (aard)alkali- en overgangsmetalen (trends in eigenschappen) en overgangsmetaal-complexen. Teneinde geometrie, stabiliteit en optische en magnetische eigenschappen te kunnen begrijpen wordt relatief veel aandacht besteed aan de kristalveld- en ligandveldtheorie. Verder wordt een overzicht gegeven van de belangrijkste technieken voor structuuranalyse. Aan de hand van het practicum zullen een aantal van de geleerde principes gedemonstreerd worden.
Tevens zul je op het practicum kennis maken met een aantal synthese technieken en vaardigheden welke nodig zijn om anorganische verbindingen te maken.
Het uitgangspunt bij het onderdeel Vaste Stof chemie is de indeling van vaste stoffen in vier klassen: moleculaire, covalente, ionogene en metallische. Op basis van deze indeling wordt het verband tussen bindingstype en kristalstructuur besproken. Deze twee factoren bepalen de belangrijkste fysische en chemische eigenschappen van vaste stoffen. Het bandenmodel voor de verklaring van de elektronische eigenschappen van metalen en halfgeleiders wordt behandeld. Hiermee wordt beoogd de student inzicht te verschaffen in de spectroscopische en elektrische eigenschappen van eenvoudige anorganische vaste stoffen. Tenslotte wordt enige aandacht besteed aan defecten in vaste stoffen en aan ionengeleiding en toepassing van de geleerde principes in devices.
Het vak is onderdeel van de leerlijn anorganische chemie en bevat onderdelen van de curriculumbrede leerlijn ethiek, maatschappij en academische vorming. We bouwen hierbij voort op (o.a.) de kennis opgedaan in de eerstejaarsvakken fysische en anorganische chemie en anorganische en kwantumchemie.
In beide vakken is ruimte ingeruimd voor actuele topics. Hier zal door de docent een aantal theorieën/voorbeelden gegeven worden aan de hand van op dat moment actuele issues. In het bijzonder gaan we in op de duurzaamheid van ons huidig grondstoffengebruik, aan de hand van een analyse van verschillende aspecten van de winning en het gebruik van een geselecteerd aantal elementen.
|
|
|