Kursplan för Fysikalisk kemi

Kursplanen innehåller ändringar
Se ändringar

Kursplan fastställd 2021-02-26 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnPhysical chemistry
  • KurskodKFK163
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKBIO
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeBioteknik, Kemiteknik
  • InstitutionKEMI OCH KEMITEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 48112
  • Max antal deltagare70
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0115 Laboration 1,5 hp
Betygsskala: UG		1,5 hp
0215 Tentamen 6 hp
Betygsskala: TH		6 hp
  • 23 Okt 2021 fm L
  • 03 Jan 2022 em J
  • 17 Aug 2022 fm J

I program

Examinator

  • Nikola Markovic
Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för grundnivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Samma behörighet som det kursägande programmet.
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande kemi, flervariabelanalys och linjär algebra.

Syfte

Syftet är att ge fördjupade kunskaper i kemins teoretiska grunder.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • redogöra för kvantmekanikens principer, särskilt energikvantisering och den fysikaliska tolkningen av vågfunktionen
  • redogöra för lösningarna till väteatomen (orbitaler, energinivåer, kvanttal), känna till begreppet spinn samt kunna utnyttja orbitalapproximationen och aufbauprincipen för att analysera flerelektronatomers elektroniska egenskaper
  • linjärkombinera atomorbitaler till molekylorbitaler för diatomära molekyler samt känna till hur variationsmetoden kan utnyttjas i detta sammanhang
  • redogöra för och beräkna olika bidrag till intermolekylär växelverkan samt kunna använda enkla tillståndsekvationer
  • redogöra för spektroskopiska principer och kunna analysera spektra för diatomära molekyler samt ha kvalitativ kunskap om polyatomära molekylers spektra
  • känna till begreppen singlett- och triplettillstånd och kunna redogöra för fluorescens- och fosforescensprocesserna
  • redogöra för bakgrunden till Boltzmannfördelningen och kunna beräkna sannolikheten för olika energitillstånd
  • beräkna termodynamiska storheter för en molekyl i gasfas via tillståndssumman
  • kunna beräkna termodynamiska storheter för tillståndsändringar och fasomvandlingar
  • redogöra för varför termodynamiska processer är spontana utgående från en statistisk förståelse av entropibegreppet samt kunna definiera entropi termodynamiskt
  • argumentera för införandet av storheterna entalpi och fri energi
  • beräkna aktivitetsfaktorer för ämnen i binära blandningar utgående från experimentella data samt beräkna ändringen av termodynamiska storheter vid blandning
  • redogöra för vad som påverkar en kemisk jämvikt samt kunna beräkna jämviktskonstanten för en kemisk reaktion utgående från termodynamiska tabelldata
  • skriva ned cellscheman och reaktionsformler för elektrokemiska celler och kunna beräkna cellpotential, aktivitetsfaktorer och termodynamiska storheter
  • redogöra för hur en reaktions ordning, hastighetskonstant och aktiveringsenergi kan bestämmas och tillämpa dessa kunskaper på givna experimentella data
  • ställa upp hastighetsekvationer för en given reaktionsmekanism samt, i förekommande fall, förenkla problemet med steady-state-approximationen
  • kunna beräkna andra ordningens hastighetskonstanter via kollisionsteori i gasfas och för diffusionskontrollerade reaktioner i lösning
  • utföra enklare laborativa mätningar samt kunna analysera, diskutera och skriftligt rapportera resultaten från dessa

    • Innehåll

    Kursens mål är att ge en fördjupad förståelse av kemins teoretiska grunder och att ge färdighet i att tillämpa denna förståelse på biologiska frågeställningar, men också inom analytisk och organisk kemi. Ett grundläggande syfte är att visa hur den fysikaliska kemin hjälper oss förstå naturens processer i termer av molekylära skeenden. Förståelse av kemisk bindning betonas, och då i ett brett perspektiv som omfattar inte bara kovalenta bindningar utan också de svagare intermolekylära växelverkningar som spelar en sådan avgörande roll för flexibiliteten hos biologiska strukturer. Kvantmekaniken ger de tillåtna energinivåerna för molekylernas translation, rotation och vibration, vilka med hjälp av statistisk termodynamik används för att förutsäga hur makroskopiska system (många molekyler) uppför sig i kemiska reaktioner. Ett andra syfte är att visa hur viktig roll molekylernas slumpmässiga rörelser spelar för gasers och vätskors egenskaper och därmed hur stor betydelse entropibegreppet har för att beskriva och förstå drivkrafterna i naturen. Reaktioners hastighet behandlas både makroskopiskt och i ett molekylärt perspektiv.

    Kursen behandlar följande ämnen: molekylers kinetiska och potentiella energi, atom- och molekylstruktur, spektroskopi, statistisk termodynamik, termodynamikens huvudsatser, fysikalisk och kemisk jämvikt samt kemisk kinetik.

    Organisation

    Föreläsningar, Övningar, Laborationer

    Litteratur

    Atkins, dePaula, Friedman:  Quanta, Matter and Change 2:a utgåvan, Oxford 2014

    Examination inklusive obligatoriska moment

    Skriftlig tentamen (6 hp), godkända laborationer och inlämningsuppgifter (1.5 hp).

    Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.

    Kursplanen innehåller ändringar

    • Ändring gjord på tentamen:
      • 2021-10-14: Plats Plats ändrat från Johanneberg till Lindholmen-salar av moty
        [2021-10-23 6,0 hp, 0215]