Kursplan för Syntes, egenskaper och struktur hos fasta material

Kursplan fastställd 2022-02-14 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnThe synthesis, properties and structures of solid state materials
  • KurskodKOO093
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPMCN
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeKemiteknik
  • InstitutionKEMI OCH KEMITEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 30119
  • Max antal deltagare55 (minst 10% av platserna reserveras för utbytesstudenter)
  • Min. antal deltagare12
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0117 Tentamen 6 hp
Betygsskala: TH		6 hp
  • 27 Okt 2023 fm J
  • 03 Jan 2024 fm J
  • 26 Aug 2024 em J
0217 Laboration 1,5 hp
Betygsskala: UG		1,5 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

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

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande kunskap i oorganisk kemi. Introduktionskurs i fysik rekommenderas.

Syfte

Kursens mål är att ge en god förståelse för framställning, struktur och egenskaper hos oorganiska material i fast form, och att belysa olika användningsområden. Dessutom erhålls en förståelse för hur materialegenskaper och struktur hos material kan länkas.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  1. Förklara tätpackningskonceptet inom oorganisk kemi och dess relevans för struktur och egenskaper hos fasta kristallina material.
  2. Beskriva de vanligaste oorganiska strukturtyperna, samt förstå varför olika material kristalliserar inom olika strukturtyper.
  3. Tillämpa kunskapen om kristallstruktur och kemisk bindning till att kunna förutsäga ett materials elektriska, magnetiska, optiska och mekaniska egenskaper, samt även kunna beskriva hur olika typer av defekter påverkar ett materials egenskaper.
  4. Förstå grundläggande diffraktionsteori och symmetri för att tolka pulverdiffraktionsdata vilket betyder att du förstår Braggs lag och iden bakom utsläckta reflexer. Från ett pulverdiffraktogram av ett kubiskt material skall enhetscell samt typ av Bravaisgitter kunna bestämmas.
  5. Beskriva hur röntgen- och neutronstrålning ger kompletterande information om struktur.
  6. Utnyttja lämplig syntesmetod för att framställa oorganiska material genom att söka information i vetenskapliga tidskrifter och att kunna identifiera reaktionsprodukter och eventuella föroreningar. På grundval av detta skall du kunna utveckla en förbättrad syntesväg för att erhålla en ren produkt.
  7. Beskriva och förklara vanliga experimentella metoder för att karakterisera oorganiska material, och praktiskt kunna tillämpa pulverdiffraktion och termisk analys (DTA, TG och DSC).
  8. Ha en ide om när andra metoder bör tillämpas för att erhålla kompletterande information, t ex olika spektroskopiska metoder (IR, UV, EXAFS, NMR) eller SEM och TEM.
  9. Ha en förståelse för jon- och elektronledningsförmåga, ledningsmekanismer, och rollen av defekter och struktur hos material på dess egenskaper. Att förstå funktion hos fasta elektrolyter, batteri-, bränslecells-, och sensormaterial.
  10. Läsa och inhämta information från vetenskaplig litteratur inom oorganisk kemi, strukturkemi, materialegenskaper och materialframställning.
  11. Använda grafisk programvara (Diamond) för att åskådliggöra kristallstrukturer mha CIF-filer samt att praktiskt kunna utnyttja olika databaser (som ICSD, CSD).
  12. Beskriva betydelsen av, samt potentialen hos fasta material för utvecklingen av ett hållbart samhälle.

Innehåll

Följande huvudmoment ingår i kursen.
  • Kristallstrukturer
  • Framställning av polykristallina material
  • Kerambearbetning
  • Grundläggande symmetrioperationer och rymdgrupper
  • Diffraktionsteori och Röntgen- och neutrondiffraktion som komplementära metoder
  • Forskning vid storskaliga anläggningar, en introduktion
  • Karakteriseringsmetoder för fasta material
  • Kemisk bindning i fasta material
  • Defekter och icke-stökiometriska föreningar
  • Fysikaliska egenskaper
  • Zeoliter och nanokristallina material
  • Grundläggande magnetism
  • Ledningsförmåga och laddningstransport
  • Magnetism och magnetiska material
  • Jonledning: batterier och bränsleceller
I kursen ingår även fyra obligatoriska laborationsmoment och en datorövning som tillsammans belyser olika bitar inom fasta tillståndets kemi.

Organisation

Kursen är baserad dels på lektioner där problemlösning ingår som en integrerad del och laborativt arbete.

Litteratur

Lesley Smart and Elaine Moore - Solid State Chemistry, 4th Edition, CRC Press 2012, ISBN 978-1-4398-4790-9
Extra material som vetenskapliga artiklar, föreläsningsanteckningar med mera ingår.

Examination inklusive obligatoriska moment

Skriftlig tentamen.
Deltagande i laborationer inklusive skriftlig rapport samt muntlig presentation.

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.