CHEM-A1200 Kemiallinen rakenne ja sitoutuminen, syksy 2016 Vastuuopettaja Muut opettajat Yliopistonlehtori Minna Nieminen, Huone B 201d (vastaanottoajat: sovittaessa) puh. 050 343 8187, sähköposti: Minna.Nieminen@aalto.fi Professori Ari Koskinen (vastaanottoajat: sovittaessa) puh. 050 555 3310, sähköposti: Ari.Koskinen@aalto.fi Luennot Periodi I: Ma klo 10 12 sali Ke1 Ke klo 10 12 sali Ke1 vain viikot 37, 38, 41 Pe klo 10 12 sali Ke1 Periodi II: Ke klo 10 12 sali Ke1 Pe klo 8.30 10 sali Ke1 Laboratoriotyöt Kurssilla on 6 laboratoriotyökertaa viikoilla 42 47. Laboratoriotöitä varten opiskelijat jaetaan viiteen noin 30 hengen ryhmään. Työajat ovat ryhmästä riippuen joko maanantai, tiistai, keskiviikko, torstai tai perjantai klo 13 17. Laboratoriossa saa työskennellä vain oman ryhmän työaikoina. Mahdolliset poissaolot on korvattava erikseen sovittavina aikoina järjestettävillä ns. rästikerroilla. Ennen laboratoriotöiden aloitusta on viikolla 37 työturvallisuusluennot. Ma 12.9. klo 13 16 sali Ke1 Ke 14.9. klo 13 16 sali Ke1 Pakollinen työturvallisuustentti on ns. ryhmätentti ja pidetään laboratoriossa seuraavina aikoina: Työturva1: Ke 21.9. klo 13.00-14.15 Työturva2: Ke 21.9. klo 14.30-15.45 Työturva3: To 22.9. klo 13.00-14.15 Työturva4: To 22.9. klo 14.30-15.45 Työturva5: Pe 23.9. klo 13.00-14.15 Laboratoriossa työt tehdään 4-5 hengen pienryhmissä. Jokainen pienryhmä laatii töistä loppuraportin. Lopuksi järjestetään kaikille ryhmille yhteinen tilaisuus, jossa verrataan eri ryhmien tuloksia ja yhdessä pohditaan mahdollisten erojen syitä, eri menetelmien käyttökelpoisuutta yms. Laboratoriotöiden palauteluento: Ma 12.12. klo 13 15 sali Ke1 Laskutuvat Laskutupia on viikoilla 39 42 ja 45 47 yhteensä 7 laskutupaa. Laskutupiin ei tarvitse ilmoittautua, vaan voit joka viikko valita alla olevasta kolmesta ryhmästä (rinnakkaiset ryhmät) itsellesi sopivimman: Viikot 39, 40 ja 42: Ma klo 8.30 10 sali Ke1 Ke klo 10 12 sali Ke1 Pe klo 13 15 sali V1
Viikko 41: harjoitukset ovat 3 h ja kemiantalon mikroluokissa: Ma klo 14 17 Ti klo 13 16 Ke klo 12 15 Lisäksi vko 42: Ma klo 9 12 (neljäs ryhmä) Viikot 45-47: Ma klo 8.30 10 sali Ke1 Ti klo 13 15 sali Ke1 Pe klo 13 15 sali V1 Laskutuvissa opiskelijat laskevat itse laskuja, ja saavat tarvittaessa neuvoja laskuharjoitusassistenteilta. Laskutupiin osallistumisesta saa pisteitä seuraavasti: Osallistuminen 6-7 laskutupaan 6 pistettä 5 laskutupaan 5 p. 4 laskutupaan 4 p. 3 laskutupaan 3 p. 2 laskutupaan 2 p. max. 6 p Laskuharjoituksista saadut pisteet lisätään syksyn 2016 välikoepisteisiin ja kevään 2017 tenttipisteisiin. Laskuharjoitustehtävät tulevat kurssin MyCourses-sivuille vähintään viikkoa ennen kyseistä laskutupaa ja ratkaisut viikon viimeisen laskutuvan jälkeen. Oppimateriaali Luentokalvot, luentotehtävät ja niiden ratkaisut sekä lisämateriaalia on saatavissa kurssin MyCourses -sivuilta. Kurssin oppikirjat: - yleinen kemia: Tro, Chemistry, A Molecular Approach, Pearson, 3. painos, 2014 (tämä on sähköisenä oppikirjana). - orgaaninen kemia (CGW): Clayden, Greeves, Warren, Organic Chemistry, Oxford University Press, 2. painos, Oxford 2012. (Myös ensimmäinen painos käy hyvin) MasteringChemistry Kotitehtävät Kurssille ilmoittautuminen Kurssin kotisivu Kurssilla käytetään lisäksi Pearsonin MasteringChemistry-oppimisalustaa. Alustalle pääsystä ja sen käytöstä on ohjeet kurssin MyCourses-sivuilla. Kurssille ilmoittautuneet saavat tunnukset, joiden avulla he voivat kirjautua alustan käyttäjiksi. Alustalla on yleisen kemian osuuden (Tro: Chemistry) sähköinen oppikirja ja osa kurssin kotitehtävistä. Kurssilla on 4-8 kotitehtävää, jotka palautetaan viimeistään kyseisen aihepiirin laskutupien jälkeen erikseen ilmoitettavana päivänä. Kotitehtävät pisteytetään ja pisteet lisätään syksyn 2016 välikoepisteisiin ja kevään 2017 tenttipisteisiin. Osa kotitehtävistä tulee olemaan MasteringChemistryoppimisalustan tehtäviä, jolloin opiskelija ratkaisee ne netissä (ratkaisut alustalla). Osa kotitehtävistä on perinteisiä paperilla tehtäviä ja palautettavia tehtäviä (ratkaisut MyCourses-sivuille). WebOodissa https://mycourses.aalto.fi/
Kurssin suoritus Kurssin arvosana muodostuu välikokeista/tentistä ja kotitehtävistä sekä laskutuvista (teoriaosuus 70 %) ja laboratoriotöistä (30 %). Kurssin läpipääsyraja on 50 % maksimipisteistä (teoriaosuuden ja laboratoriotöiden pisteet). Kurssin voi suorittaa joko kahdella välikokeella, joihin kumpaankin pitää osallistua samana lukuvuonna 2016-2017, tai tentillä. Molemmista välikokeista on saatava min. 5 pistettä. Laboratoriotöissä ei ole läpipääsypisterajaa. Minimivaatimuksena on, että kaikki työt on hyväksytty. Tarvittaessa toisen syksyn välikokeista voi uusia tai, sen suorituksen puuttuessa, tehdä tammikuun tenttipäivänä. Tammikuun jälkeen kurssin voi vain tenttiä. Välikokeet ja tentti 1. Välikoe: Ti 25.10.2016 klo 9 12 sali Aalto 2. Välikoe: To 15.12.2016 klo 13 16 sali Aalto Tentti tai välikoeuusinta: Ti 10.1.2017 klo 13 16 sali Ke2 Tentti: Ke 10.5.2017 klo 9 12 sali Aalto CHEM-A1200 Kemiallinen rakenne ja sitoutuminen, syksy 2016 KURSSIN ALUSTAVA AIKATAULU: Periodi I Luentoviikko Luento/harjoitus Aihe 37 1. KURSSIESITTELY (Minna Nieminen) (12.9. 10-12 Ke1) ATOMIT JA ALKUAINEET (Ari Koskinen) TRO luku 2 - atomiteorian synty - elektroni, protoni ja neutroni Työturvallisuusluennot, klo 13-16 (Minna Nieminen, ABC-kurssi) 2. MOLEKYYLIT, YHDISTEET JA KEMIALLINEN KAAVA (14.9. 10-12 Ke1) (Ari Koskinen) TRO luku 3 - kemialliset sidokset (ionisidos, metallisidos, molekyylien - väliset sidokset) - yhdistetyypit Työturvallisuusluennot, klo 13-16 (Minna Nieminen, ABC-kurssi) 3. JAKSOLLINEN JÄRJESTELMÄ (Ari Koskinen) (16.9. 10-12 Ke1) - elektronikonfiguraatio TRO luku 8 - jaksolliset ominaisuudet - vinosukulaisuus ANALYYTTISEN KEMIAN KÄSITTEITÄ (Minna Nieminen) _
Luentoviikko Luento/harjoitus Aihe 38 4. STOIKIOMETRIA, REAKTIOYHTÄLÖ (Minna Nieminen) (19.9. 10-12Ke1) - peruskäsitteet, kemiallinen kaava TRO luku 4 - painoanalyysi eli gravimetria, saanto - perusreaktiot, peräkkäiset reaktiot, rinnakkaiset reaktiot, rajoittava tekijä 5. STOIKIOMETRIA, REAKTIOYHTÄLÖ (Minna Nieminen) (21.9. 10-12 Ke1) - liuoksen pitoisuus, laimentaminen TRO luku 4 - mitta-analyysi eli titrimetria 6. STOIKIOMETRIA, REAKTIOYHTÄLÖ (Minna Nieminen) (23.9. 10-12 Ke1) - hapettumis-pelkistymisreaktiot TRO luku 4 ja 19.2 39 7. KAASUT (Minna Nieminen) (26.9. 10-12 Ke1) -ideaalikaasut, kaasuseokset, reaalikaasut TRO luku 5 8. KAASUT (Minna Nieminen) (30.9. 10-12 Ke1) - savukaasulaskut, savukaasujen analysointi ja rikinpoisto Laskutupa 1. Stoikiometria Rinnakkaiset ryhmät: Ma 8.30-10, Ke 10-12, Pe 13-15 _ 40 9. KALIBROINTIMENETELMÄT (Minna Nieminen) (3.10. 10-12 Ke1) KOKEELLINEN VIRHE, MITTAUSEPÄVARMUUS 10. KOKEELLINEN VIRHE, MITTAUSEPÄVARMUUS (7.10. 10-12 Ke1) (Minna Nieminen) Laskutupa 2. Kaasut Rinnakkaiset ryhmät: Ma 8.30-10, Ke 10-12, Pe 13-15 41 11. KVANTTIMEKAANINEN ATOMIMALLI (Ari Koskinen) (10.10. 10-12 Ke1) - sähkömagneettinen säteily, spektroskopia, orbitaalit TRO luku 7 12. KEMIALLINEN SIDOS (Ari Koskinen) (12.10. 10-12 Ke1) - valenssielektronit TRO luku 9 - Lewis-rakenteet - elektronegatiivisuus ja sidoksen polaarisuus 13. KEMIALLINEN SIDOS 2 (Ari Koskinen) (14.10. 10-12 Ke1) - VSEPR-teoria (epäorgaaniset molekyylit) TRO luku 10 - VB- ja MO-teoria
Luentoviikko Luento/harjoitus Aihe 41 Laskutupa 3. Kalibrointi, kokeellinen virhe, mittausepävarmuus Rinnakkaiset ryhmät: Ma 14-17, Ti 13-16, Ke 12-15 ja vko 42 Ma 9-12 HUOM! Ke-mikroluokat 42 Laskutupa 4. Kemiallinen sitoutuminen Rinnakkaiset ryhmät: Ma 8.30-10, Ke 10-12, Pe 13-15 Laboratoriotyöt 1. Rinnakkaiset ryhmät: ma pe klo 13-17 43 1.periodin arviointijakso: 1.välikoe Ti 25.10.2016 klo 9 12 sali Aalto Laboratoriotyöt 2. Rinnakkaiset ryhmät: ma pe klo 13-17 Periodi II Luentoviikko Luento/harjoitus Aihe 44 14. KEMIALLINEN TASAPAINO (Ari Koskinen) (2.11. 10-12 Ke1) - homogeeninen ja heterogeeninen tasapaino TRO luku 15 - tasapainovakio - Le Chatelierin periaate 15. HAPOT JA EMÄKSET (Ari Koskinen) (4.11. 8-10 Ke1) - vahvat ja heikot hapot ja emäkset TRO luku 16 Laboratoriotyöt 3. Rinnakkaiset ryhmät: ma pe klo 13-17 45 16. VESILIUOSTEN TASAPAINOT (Ari Koskinen) (9.11. 10-12 Ke1) - suolaliuokset TRO luku 17 - liukoisuustasapaino 17. ORGAANISET HAPOT JA EMÄKSET (Ari Koskinen) (11.11. 8-10 Ke1) - pka CGW luku 8 Laskutupa 5. Kemiallinen tasapaino Rinnakkaiset ryhmät: Ma 8.30-10, Ti 13-15, Pe13-15 Laboratoriotyöt 4. Rinnakkaiset ryhmät: ma to klo 13-17
Luentoviikko Luento/harjoitus Aihe 46 18. ORGAANINEN REAKTIO (Ari Koskinen) (16.11. 10-12 Ke1) - nukleofiilit ja elektrofiilit CGW luku 5 - nuoli kuvaa elektronin liikettä 19. DELOKALISAATIO JA KONJUGAATIO (Ari Koskinen) (18.11. 8-10 Ke1) - delokalisaatio, konjugaatio CGW luku 7 - UV- ja VIS-absorptio - aromaattisuus Laskutupa 6. Happo-emästasapaino Rinnakkaiset ryhmät: Ma 8.30-10, Ti 13-15, Pe13-15 Laboratoriotyöt 5. Rinnakkaiset ryhmät: ma to klo 13-17 47 20. ORGAANISET IONIYHDISTEET (Ari Koskinen) (23.11. 10-12 Ke1) - orgaanisten anionien ja kationien stabiilisuus CGW luku 9 21. ATOMIABSORPTIOSPEKTROMETRIA (25.11. 8-10 Ke1) (Minna Nieminen) Laskutupa 7. Liukoisuustasapaino Rinnakkaiset ryhmät: Ma 8.30-10, Ti 13-15, Pe13-15 Laboratoriotyöt 6. Rinnakkaiset ryhmät: ma pe klo 13-17 48 22. ATOMIEMISSIOSPEKTROMETRIA (Minna Nieminen) (2.12. 8-10 Ke1) SPEKTROFOTOMETRIA 49 Laboratoriotöiden loppuraportin palautus 50 2.periodin arviointijakso: 2.välikoe To 15.12.2016 klo 13 16 sali Aalto Ma 12.12. klo 13 15 sali Ke1 Laboratoriotöiden päätösluento (Minna Nieminen) laboratoriotöiden kaikkien ryhmien tulosten yhteenveto ja keskustelu tuloksista kurssipalauteen yhteenveto ja keskustelu