Uorganisk kjemi

Emnet gir en oversikt over grunnleggende og viktige temaer innen uorganisk kjemi:

Atomets oppbygging inkludert enkel kvantemekanikk. Oppbygging av periodesystemet ved å bruke Aufbau-prinsippet, Hunds regel, Paulis utelukkelsesprinsipp og skjerming. Periodiske egenskaper som atomstørrelse, ioniseringsenergi, electronaffinitet, elektronegativitet og polariserbarhet. Molekylers struktur og binding forklart ved å benytte Lewis strukturmodell, VSEPR-teorien, valensbindingsteorien og molekylorbitalteorien. Enkle begreper om bindingslengde og -styrke samt -entalpi. Struktur til faste stoffer med hovedvekt på ioneforbindelser. Definisjon av gitterentalpi og Born-Haber syklus. Beregning av gitterentalpi og hvilke konsekvenser denne har på egenskaper til faste uorganiske stoffer. Defekter og ikke-støkiometri. Bruk av molekylorbitalteori for faste stoffer. Båndteori for å forklare elektoniske egenskaper til faste stoffer. Syrer og baser med hovedvekt på Brønstedteori for oksider og definisjon av Lewis syrer/baser og deres gruppekarakteristikk. Harde og myke Lewis syrer og baser. Reaksjoner mellom syrer og baser og ikke-vandige løsemidler. Anvendelser av syrer og baser. Introduksjon til koordinasjonsforbindelser, definisjoner, nomenklatur, isomeri og kiralitet. d-metall komplekser med fokus på elektronstruktur og egenskaper. Krystallfelt- og ligandfeltteori. Stoffkjemi: Gjennomgang av grunnstoffenes kjemiske egenskaper og forbindelser av viktige elementer med vekt på periodiske egenskaper. Framstilling av viktige kjemiske stoffer med hovedvekt på norsk industri. Bærekraftsperspektiv er inkludert i emnet med fokus på grønn kjemi og kritiske elementer.

Etter avsluttet kurs skal studenten kunne:

• Forklare atomets oppbygging basert på kvantemekanikk og forklare periodiske egenskaper for atomene.
• Forklare struktur og binding i molekyler/ioner og prediktere strukturen til molekyler/ioner.
• Forklare utvalgte krystallstrukturer til ioneforbindelser, forklare hva slags parametere som påvirker krystallstrukturen til en forbindelse og gjennomføre beregninger av gitterentalpien til ioniske forbindelser.
• Bruke VESTA-programmet for å visualisere enkle krystallstrukturer av uorganiske forbindelser.
• Forklare hva slags defekter som er mest vanlig i uorganiske forbindelser og hvordan disse påvirker egenskaper.
• Forklare båndstrukturen til faste stoffer og bestemme elektriske egenskaper.
• Forklare de forskjellige definisjonene av syrer/baser og forutsi reaksjoner mellom syrer og baser.
• Forklare definisjonen på koordinasjonsforbindelser, navngi disse og bestemme isomeri.
• Forklare teorier for bestemmelse av elektronstrukturen til d-metall komplekser og forklare egenskaper til disse kompleksene.
• Kunne bruke spektroskopi til å bestemme konsentrasjonen av d-metallkomplekser i vann. Kunne prinsippene for å syntetisere koordinasjonsforbindelser.
• Forklare hvilke periodiske egenskaper de forskjellige grupper av forbindelser har med hovedvekt på framstillingsmetoder og anvendelsesområder for utvalgte elementer og forbindelser.
• Kunne syntetisere av uorganiske forbindelser fra vannløsning av salter og karakterisere disse ved røntgendiffraksjon, termogravimetri og infrarød spektroskopi.
• Kunne prinsippene for framstilling av uorganiske kjemiske stoffer ved å bruke prinsippene om grønn kjemi.
• Kunne behandle giftige stoffer på en forsvarlig måte på laboratoriet.

Forelesninger, demonstrasjoner, skriftlige øvinger, to tellende semesterprøver og laboratorieøvinger.. Forventet tidsbruk: Forelesninger: 80 timer, Laboratoriearbeid: 30 timer. Øvinger: 30 timer. Selvstudium: 70 timer.