Chemia ciała stałego 0310-CH-S2-B-065 1. Informacje

Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 1
Kierunek i poziom studiów: Chemia budowlana, II stopień
Sylabus modułu: Chemia ciała stałego 0310-CH-S2-B-065
1. Informacje ogólne
koordynator modułu
rok akademicki
semestr
forma studiów
sposób ustalania
oceny końcowej
modułu
informacje
dodatkowe
dr hab. Izabela Jendrzejewska
2014/2015
letni
stacjonarne
Średnia arytmetyczna ocen z egzaminu i konwersatorium
2. Opis zajęć dydaktycznych i pracy studenta
nazwa
wykład
prowadzący
treści zajęć
kod
0310-CH-S2-B065_fs_1
dr hab. Izabela Jendrzejewska
1. Stany skupienia materii. Definicje ciała stałego. Postaci substancji stałych: ciała
krystaliczne i amorficzne. Związki chemiczne o wiązaniach jonowych i metalicznych.
Kryształy cząsteczkowe.
2. Struktura ciała stałego. Sieć przestrzenna i sieć krystaliczna. Układy
krystalograficzne. Proste i płaszczyzny sieciowe. Wskaźniki prostych i płaszczyzn
sieciowych.
3. Rzut stereograficzny. Symetria makroskopowa kryształów. Projekcje elementów
symetrii. Grupy punktowe.
4. Symetria mikroskopowa kryształów. Grupy przestrzenne. Punkty symetrycznie
równoważne.
5. Reprezentacja macierzowa elementów symetrii. Korzystanie z Międzynarodowych
Tablic Krystalograficznych.
6. Teoria pola krystalicznego. Wpływ pola krystalicznego na położenie poziomów
energetycznych elektronów d. Energia stabilizacji w polu krystalicznym.
Efekt Jahna-Tellera.
7. Elektronowa teoria ciała stałego. Teoria pasmowa ciała stałego. Model pasmowy.
Przewodniki i izolatory. Poziom Fermiego.
8. Struktury krystaliczne pierwiastków, kryształów jonowych, krzemianów i spineli.
9. Stan szklisty. Warunki powstawania szkła. Struktura szkła. Transport materii w
stanie szklistym.
10. Kryształy rzeczywiste. Defekty punktowe, liniowe i powierzchniowe. Oddziaływanie
między defektami. Związki niestechiometryczne. Przemiany i równowagi fazowe w
ciałach stałych. Przemiany fazowe I i II rzędu. Prosty układ eutektyczny.
11. Systematyka reakcji i przemian w fazie stałej. Dyfuzja w ciele stałym. Rodzaje dyfuzji.
Mechanizmy dyfuzji. Fenomenologiczny opis dyfuzji.
12. Spiekanie i rozrost ziaren. Mechanizm spiekania. Spiekanie substancji krystalicznych
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 2
i szkła. Mechanizm i kinetyka utleniania ciał stałych.
13. Reakcje w fazie stałej. Reakcje w układach wielofazowych. Reakcje tworzenia się
spineli i krzemianów. Reakcje zachodzące w układach polikrystalicznych. Efekt
Kirkendalla.
14. Etapy elementarne reakcji między ciałami stałymi. Kinetyka reakcji w mieszaninie
proszków. Modele dyfuzyjne. Mechanizm reakcji miedzy ciałami stałymi.
15. Utlenianie metali. Utlenianie stopów. Korozja. Kinetyka tworzenia się i rozpuszczania
zwartych produktów reakcji. Reakcje topochemiczne. Termiczny rozkład ciał stałych.
Kinetyka rozkładu ciał stałych. Mikrostruktura w ferrytach i tytanianach. Tworzenie
się mikrostruktury w procesie spiekania. Stałe ogniwa galwaniczne. Redukcja wistytu
i magnetytu.
metody
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej
studenta
organizacja
zajęć
literatura
obowiązkowa
literatura
uzupełniająca
Jak w opisie modułu
30
30
Praca ze wskazaną literaturą przedmiotu obejmująca samodzielne
przyswojenie wiedzy odnośnie wskazanych zagadnień na wykładzie.
Zajęcia odbywają się przez cały semestr raz w tygodniu po dwie godziny.
1. J. Dereń, J. Haber, R. Pampuch „Chemia ciała stałego”, Warszawa, PWN, 1975.
2. H. Schmalzried „Reakcje w fazie stałej”, Warszawa, PWN, 1978.
3. S. Szarras „Chemia ciała stałego”, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa,
1974.
4. L.A. Girifalco „Wędrówka atomów w kryształach”, Warszawa, PWN, 1968.
5. N.B. Hannay „Chemia ciała stałego”, Warszawa, PWN, 1972.
1. L.V. Azaroff „Struktura i własności ciał stałych”, Warszawa, PWN, 1964.
2. G.H. Wannier „Podstawy teorii ciała stałego”, Warszawa, PWN, 1962.
3. L.H. Van Vlack „Fizykochemiczne podstawy nauki o materiałach”, Warszawa, PWN,
1964.
adres strony
www zajęć
informacje
dodatkowe
nazwa
Konwersatorium
prowadzący
grupa(-y)
treści zajęć
kod
0310-CH-S2-B065_fs_2
dr hab. Izabela Jendrzejewska
1. Układy krystalograficzne. Wskaźnikowanie prostych i płaszczyzn
sieciowych z wykorzystaniem programu KRYS1. Wyznaczanie odległości
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 3
międzypłaszczyznowej.
2. Elementy symetrii makroskopowej. Kombinacje elementów symetrii.
Projekcje grup punktowych. Elementy symetrii w ujęciu macierzowym
3. Elementy symetrii mikroskopowej. Grupy przestrzenne. Generowanie
elementów symetrii. Wyznaczanie punktów symetrycznie równoważnych.
4. Omówienie wybranych struktur krystalicznych – praca z modelami.
5. Defekty struktury krystalicznej.
6. Spiekanie. Mechanizm spiekania.
7. Typy reakcji w fazie stałej.
8. Mikrostruktura, rozkład termiczny ciał stałych.
metody
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej
studenta
organizacja
zajęć
literatura
obowiązkowa
literatura
uzupełniająca
Multimedialne prezentacje przygotowane przez studentów.
Dyskusja dotycząca zagadnień przedstawianych w trakcie zajęć.
Ćwiczenia rachunkowe z zakresu zagadnień przedstawionych w treściach zajęć.
15
35
Przygotowanie prezentacji multimedialnej dotyczącej wybranego zagadnienia.
Samodzielne przyswojenie wiedzy przekazanej na konwersatorium.
Rozwiązywanie wskazanych przez prowadzącego problemów obliczeniowych.Praca
ze wskazaną literaturą przedmiotu obejmująca samodzielne przyswojenie wiedzy
podanej na wykładzie oraz rozwiązywanie wskazanych przez prowadzącego
problemów obliczeniowych.
1 godzina (45 minut) w tygodniu w ciągu całego semestru
1. J. Dereń, J. Haber, R. Pampuch „Chemia ciała stałego”, Warszawa, PWN, 1975.
2. H. Schmalzried „Reakcje w fazie stałej”, Warszawa, PWN, 1978.
3. S. Szarras „Chemia ciała stałego”, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa,
1974.
4. L.A. Girifalco „Wędrówka atomów w kryształach”, Warszawa, PWN, 1968.
5. N.B. Hannay „Chemia ciała stałego”, Warszawa, PWN, 1972.
1. L.V. Azaroff „Struktura i własności ciał stałych”, Warszawa, PWN, 1964.
2. G.H. Wannier „Podstawy teorii ciała stałego”, Warszawa, PWN, 1962.
3. L.H. Van Vlack „Fizykochemiczne podstawy nauki o materiałach”, Warszawa, PWN,
1964.
adres strony
www zajęć
informacje
dodatkowe
nazwa
Konsultacje
prowadzący
grupa(-y)
kod
0310-CH-S2-B065_fs_3
dr hab. Izabela Jendrzejewska
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
treści zajęć
metody
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej
studenta
organizacja
zajęć
literatura
obowiązkowa
literatura
uzupełniająca
adres strony
www zajęć
informacje
dodatkowe
str. 4
Konsultacje bezpośrednie mające na celu pomoc w rozwiązywaniu bieżących
trudności wynikających z realizacji treści programowych modułu.
15
Indywidualne konsultacje
3. Opis sposobów weryfikacji efektów kształcenia modułu
nazwa
Egzamin
kod(-y) zajęć
osoba(-y)
przeprowadzając
a(-e) weryfikację
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
kod
0310-CH-S2-B065_w_1
dr hab. Izabela Jendrzejewska
Egzamin obejmuje wszystkie treści programowe realizowane na wykładzie
oraz weryfikuje umiejętności studenta nabyte na zajęciach
konwersatoryjnych i podane w opisie modułu.
Ocena z egzaminu (w skali 2-5) odpowiada określonemu procentowi
punktów możliwych do uzyskania:
poniżej 55% - ndst
55 -69% - dost
70-75% - +dost
76-88% - dobry
89-94% - +dobry
≥95% – bardzo dobry
Termin egzaminu ustala prowadzący w porozumieniu ze studentami na co
najmniej trzy tygodnie przed egzaminem.
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 5
informacje
dodatkowe
nazwa
Kolokwium pisemne
kod(-y) zajęć
osoba(-y)
przeprowadzając
a(-e) weryfikację
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
kod
0310-CH-S2-B065_w_2
dr hab. Izabela Jendrzejewska
Kolokwia obejmują treści programowe zajęć laboratoryjnych oraz weryfikują
umiejętności studenta nabyte na ćwiczeniach laboratoryjnych.
Ocena z kolokwium (w skali 2-5) odpowiada określonemu procentowi
punktów możliwych do uzyskania:
poniżej 55% - ndst
55 -69% - dost
70-75% - +dost
76-88% - dobry
89-94% - +dobry
≥ 95% – bardzo dobry
W trakcie semestru przewiduje się dwa kolokwia cząstkowe oraz jedno
kolokwium poprawkowe. Termin kolokwium ustala prowadzący w
porozumieniu ze studentami na co najmniej jeden tydzień przed kolokwium.
Warunkiem uzyskania zaliczenia z konwersatorium jest uzyskanie
pozytywnej oceny z dwóch kolokwiów cząstkowych lub kolokwium
poprawkowego obejmującego wszystkie treści programowe zajęć
konwersatoryjnych.
informacje
dodatkowe
nazwa
Aktywność na zajęciach
kod(-y) zajęć
osoba(-y)
przeprowadzając
a(-e) weryfikację
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
informacje
dodatkowe
kod
0310-CH-S2-B065_w_3
dr hab. Izabela Jendrzejewska
Ocenie podlega umiejętność samodzielnego rozwiązania zadania lub
problemu w trakcie ćwiczeń w oparciu o wiedzę zdobytą na wykładzie lub w
czasie samodzielnej pracy z podręcznikiem.
Skala ocen od 2 do 5.
Student podlega ocenie w trakcie konwersatorium i na koniec semestru
uzyskuje całościową ocenę za aktywność, będąca średnią arytmetyczną
ocen aktywności na poszczególnych zajęciach.
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 6