Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Chemia nieorganicznych materiałów funkcjonalnych
Koordynator przedmiotu:
Dr inż. Anna Krztoń-Maziopa
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Technologia Chemiczna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
-
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. godziny kontaktowe 30h, w tym: a) obecność na wykładach – 30h, b) konsultacje -5h 2. Zapoznanie się z literaturą, przygotowanie do egzaminu i obecność na egzaminie- 30h Razem nakład pracy studenta: 30h + 5h + 30h = 65h, co odpowiada 2 punktom ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1. obecność na wykładach – 30h, 2. konsultacje – 5h Razem: 35h, co odpowiada 2 punktom ECTS.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Planowane zajęcia nie mają charakteru praktycznego (0 punktów ECTS).
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Podstawowe wiadomości z chemii ogólnej, fizycznej, fizyki, nauki o materiałach.
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
Projektowanie nowoczesnych nieorganicznych materiałów funkcjonalnych opiera się na znajomości miedzy innymi krystalografii, równowag fazowych, fizykochemii ciał stałych, etc.. Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z zagadnieniami dotyczącymi właściwości oraz relacji między strukturą krystaliczną a właściwościami wybranych grup materiałów nieorganicznych i hybrydowych, sposobów otrzymywania oraz obszarów zastosowań wybranych grup funkcjonalnych materiałów nieorganicznych.
Treści kształcenia:
Materiał funkcjonalny – definicje, znaczenie, rodzaje materiałów funkcjonalnych i przykłady. Stan skupienia materii a funkcje. Charakterystyka stanu stałego, ciała krystaliczne i amorficzne. Klasyfikacja struktur krystalicznych. Sieci przestrzenne i ich rodzaje (sieci płaskie, trójwymiarowe, sieci zawierające luki wielościenne, sieci wzajemnie przenikające się), wielościenne cząsteczki i jony, cząsteczki i jony cykliczne, układy łańcuchowe. Kryształy aperiodyczne i nieuporządkowane. Wiązania w cząsteczkach i kryształach, energia sieci krystalicznej. Właściwości ciał stałych wynikające z natury wiązań chemicznych. Wybrane metody otrzymywania funkcjonalnych materiałów nieorganicznych: reakcje w fazie stałej, współstrącanie, spiekanie, synteza mechanochemiczna, krystalizacja ze stopu, krystalizacja z roztworu, synteza solwotermalna i metody zol-żel. Modyfikacje struktury materiałów: wymiana jonowa, procesy interkalacji, metody prowadzenia procesów interkalacji, interkalacja grafitu, chalkogenków metali przejściowych i innych. Właściwości materiałów interkalowanych i obszary ich zastosowań. Polimery nieorganiczne: fosforany, borany, krzemiany, fosfazeny. Materiały specjalne: materiały dla konwersji i akumulacji energii, przewodniki superjonowe – charakterystyka, przykłady, relacje między strukturą a właściwościami. Nadprzewodniki – wprowadzenie, efekt Meissnera, pary Coopera, nadprzewodniki I i II rodzaju - charakterystyka. Przykłady materiałów nadprzewodzących, fazy Chevrela. Kierunki zastosowań. Materiały hybrydowe.
Metody oceny:
kontrola pracy w semestrze, egzamin
Egzamin:
tak
Literatura:
A.F. Wells, Strukturalna chemia nieorganiczna, WNT Warszawa 1993; A.R. West, Solid state chemistry and its applications, John-Wiley& Sons,1987; U. Schubert, N. Hüsing, Synthesis of inorganic materials, Viley-VCH, 2005; J. Dereń, J. Haber, R. Pampuch, Chemia ciała stałego, PWN, Warszawa 1977; U. Müller "Inorganic structural chemistry" John Wiley & Sons Ltd., 2006; Ed. H.G. Woo, H. Li "Advanced functional materials" Springer 2011,
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01
Zna operacje i elementy symetrii charakterystyczne dla wybranych grup punktowych. Podaje definicję kryształu, sieci przestrzennej i krystalicznej, komórki elementarnej, defektu sieci krystalicznej, etc
Weryfikacja: Zaliczenie pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W04, K_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka W02
Potrafi omówić możliwości modyfikacji struktury materiałów. Na wybranym przykładzie wyjaśnia wpływ modyfikacji na zmianę właściwości materiału. Umie wyjaśnić na czym polega proces interkalacji i wskazać kierunki zastosowań materiałów interkalowanych. Podaje przykłady i zna metody otrzymywania polimerów nieorganicznych oraz wybranych grup materiałów specjalnych wykorzystywanych np. do konwersji i akumulacji energii. Podaje przykłady i potrafi scharakteryzować wybrany przewodnik superjonowy oraz materiał nadprzewodnikowy.
Weryfikacja: Zaliczenie pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W06, K_W07, K_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01
Posiada umiejętność korzystania z dostępnych źródeł literaturowych w zakresie wykonywanego zadania
Weryfikacja: Zaliczenie pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U03
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U02
Potrafi omówić możliwości modyfikacji struktury materiałów. Na wybranym przykładzie wyjaśnia wpływ modyfikacji na zmianę właściwości materiału. Umie wyjaśnić na czym polega proces interkalacji i wskazać kierunki zastosowań materiałów interkalowanych. Podaje przykłady i zna metody otrzymywania polimerów nieorganicznych oraz wybranych grup materiałów specjalnych wykorzystywanych np. do konwersji i akumulacji energii. Podaje przykłady i potrafi scharakteryzować wybrany przewodnik superjonowy oraz materiał nadprzewodnikowy.
Weryfikacja: Zaliczenie pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U05, K_U07, K_U09, K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U03
Rozróżnia rodzaje układów krystalograficznych. Potrafi powiązać właściwości materiałów nieorganicznych z ich strukturą
Weryfikacja: Zaliczenie pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U07, K_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K01
Potrafi pracować samodzielnie nad wybranym zagadnieniem, posiada umiejętność formułowania argumentów i ocen oraz prezentowania ich w trakcie dyskusji
Weryfikacja: Zaliczenie pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K01, K_K02
Powiązane charakterystyki obszarowe: