Universiteit Utrecht. Faculteit Bètawetenschappen. Departement Scheikunde 2006/2007. Studiegids. Bachelor Scheikunde

Transcriptie

1 Universiteit Utrecht Faculteit Bètawetenschappen Departement Scheikunde 2006/2007 Studiegids Bachelor Scheikunde

2 Uitgave Universiteit Utrecht Faculteit Bètawetenschappen Departement Scheikunde Sorbonnelaan CA Utrecht juni 2006 Redactie dr. E. Mulder Studiegids Scheikunde op Internet 2 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007

3 Inhoud Inhoud... 3 Algemene informatie... 5 Inleiding... 7 Studieprogramma Bachelor Scheikunde INLEIDING FORMELE RANDVOORWAARDEN INHOUDELIJKE UITGANGSPUNTEN OPBOUW VAN HET PROGRAMMA Bachelorfase jaar PROGRAMMA JAAR VAKBESCHRIJVINGEN JAAR Bachelorfase jaar PROGRAMMA JAAR VAKBESCHRIJVINGEN JAAR Bachelorfase jaar PROGRAMMA JAAR VAKBESCHRIJVINGEN JAAR Minoren MINOREN VAN DE BÈTAFACULTEIT NANOMATERIALEN COMMUNICATIE EN EDUCATIE (CE) CURSUSSEN IN DE BÈTA-BACHELOROPLEIDINGEN MINOREN NATUUR-EN STERRENKUNDE MINOREN SCHEIKUNDE MINOREN WISKUNDE MINOREN INFORMATIEKUNDE & INFORMATICA MINOREN BIOLOGIE MINOREN FARMACIE Onderzoeksbeschrijvingen BIJVOET CENTRUM DEBYE INSTITUUT CENTRUM VOOR DIDACTIEK VAN WISKUNDE EN NATUURWETENSCHAPPEN COPERNICUS INSTITUUT DEPARTMENT FARMACEUTISCHE WETENSCHAPPEN A OSIRIS B Departementale adressen C Adressen docenten D Universitaire adressen E Bachelor opleidingsstatuut inhoud Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007 3

4 4 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007

5 Algemene informatie Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007 5

6 6 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007

7 Inleiding Indeling van de studiegids In deze studiegids vind je informatie over het studieprogramma van de in 2005 vernieuwde bacheloropleiding Scheikunde en de organisatie van onderwijs en onderzoek binnen het departement Scheikunde van de faculteit Bètawetenschappen van de Universiteit Utrecht. De studiegids bestaat uit drie delen: Algemene informatie: inleiding, informatie over het departement Scheikunde Studieprogramma: studieopbouw, vakbeschrijvingen en specialisaties Bijlagen: adreslijsten, trefwoordenlijst e.d. In deze studiegids is het bachelorprogramma beschreven, dat geldt voor studenten die vanaf september 2005 met de bacheloropleiding Scheikunde zijn gestart. 1 Studenten van cohorten van 2003 en 2004 vinden in deze gids de onderwijsprogramma s van het tweede en derde studiejaar zoals dat vanaf 2005 wordt verzorgd. Studenten van vóór 2003 worden voor de beschrijving van hun onderwijsprogramma verwezen naar de studiegidsen van het jaar van aankomst aan het departement Scheikunde. Deze studiegids bevat voor deze ouderejaars studenten wel de actuele informatie over de cursussen, docenten en over de studentenvoorzieningen van faculteit en universiteit voor het cursusjaar Op de onderwijswebsite voor scheikundestudenten is voor de meeste cursussen aanvullende informatie te vinden. Het opleidingsstatuut van de bacheloropleiding is niet in deze gids opgenomen. Het Opleidingsstatuut beschrijft de rechten en plichten van studenten en opleiding en is online beschikbaar op > Onderwijs > Onderwijsorganisatie > Opleidingsstatuten. In bijlage E vind je de inhoudsopgave van het statuut. Het Onderwijs- en Examenreglement van de opleiding wordt je in het eerste studiejaar apart uitgereikt en is tevens beschikbaar op > Bachelor. 1 Een beschrijving van de masterfase Chemical Sciences is in een afzonderlijke mastergids te vinden. Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007 7

8 De faculteit Bètawetenschappen In 2005 zijn de faculteiten Scheikunde, Natuur- en sterrenkunde, Biologie, Farmaceutische wetenschappen, Wiskunde en Informatica samengegaan in één nieuwe faculteit, de faculteit Bètawetenschappen. De faculteit Bètawetenschappen profileert zich als hét Science Centre van Nederland. De missie van de faculteit Bètawetenschappen luidt als volgt: 'De faculteit Bètawetenschappen van de Universiteit Utrecht wil tot de absolute top behoren in het wetenschappelijk onderwijs en onderzoek in zowel de Natuurwetenschappen als de Levenswetenschappen en, door nauwe samenwerking van de vijf disciplines Biologie, Farmaceutische Wetenschappen, Natuur- en Sterrenkunde, Scheikunde en Wiskunde en Informatica, ongeëvenaarde ontwikkelingen mogelijk maken op disciplinaire snijvlakken. De faculteit Bètawetenschappen wil een inspirerende omgeving zijn voor alle medewerkers die de vakgebieden leiden, ontwikkelen of ondersteunen, en een kenniscentrum zonder weerga zijn, waarin de 'sciences' zowel fundamenteel als toegepast worden beoefend met oog voor maatschappelijke en industriële opgaven en behoeften. De faculteit Bètawetenschappen wil de beste plek in Nederland zijn waar studenten met talent en enthousiasme zich kunnen ontwikkelen tot veelgevraagde beroepsbeoefenaren en wetenschappers, door een voortdurend vernieuwend en veelzijdig onderwijsaanbod op bachelor- en masterniveau.' Departement Scheikunde Het departement Scheikunde van de faculteit Bètawetenschappen telt ruim 250 studenten. Voor het studiejaar schreven zich 88 nieuwe studenten in. Bij het departement werken ruim 300 medewerkers, waarvan ongeveer 200 wetenschappelijk onderzoekers. Hiervan zijn er 100 in tijdelijke dienst als promovendus (aio/oio). De 21 full time hoogleraren zetten de lijnen voor het onderzoek uit. Het departement heeft een budget van 24 miljoen euro per jaar. De Universiteit Utrecht heeft een rijke historie. In 2006 viert zij haar 370-jarig bestaan. Scheikundeonderwijs wordt al ruim 300 jaar gegeven. Vele wetenschappers van naam hebben in Utrecht gewerkt, zoals Kruyt, Kögl, Bijvoet, Debye, Van Deenen en Overbeek. Organisatie en bestuur Aan het hoofd van de faculteit Bètawetenschappen staat de decaan die ondersteund wordt door een bestuursteam van drie vice-decanen, de faculteitsdirecteur en een student-lid. Decaan van de faculteit in is prof.dr. Gerard van Koten. Er zijn drie vice-decanen, één voor de Natural Sciences en één voor de Life Sciences en één voor het bacheloronderwijs, tevens voorzitter van de Board of BSc-Studies. De faculteitsdecaan wordt benoemd door het College van Bestuur van de universiteit en geeft leiding aan de vakdecanen, die aan het hoofd staan van de departementen. Vakdecaan van het departement Scheikunde in is prof.dr. Andries Meijerink. Het onderwijs van de bachelorfase is ondergebracht bij departementale onderwijsinstituten. Deze verzorgen, ondersteund vanuit het Bureau Onderwijs & Studentenzaken, de voorbereiding en de uitvoering van het onderwijs. Het masteronderwijs is ondergebracht in de Utrecht Graduate Division. Deze kent verschillende Schools. Het departement Scheikunde participeert met de masterprogramma s Chemistry and Physics en Biomolecular Sciences in resp. de School of Life Science en de School of Natural Science. De Faculteitsraad adviseert de decaan over zaken die de faculteit aangaan, met name de ontwikkeling van onderwijs en onderzoek. De raad bestaat momenteel uit 2 personeelsleden en 2 studenten per departement, die worden gekozen door respectievelijk de medewerkers en de studenten van de departementen. De perso- 8 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007

9 neelsgeleding in de raad heeft een aantal bijzondere bevoegdheden, zoals adviesrecht over zaken als arbeidsvoorwaarden, personeelsbeleid en arbeidsomstandigheden. Naast de faculteitsraad heeft elk departement een departementsraad. Voor onderwijsaangelegenheden heeft elk departement een speciale commissie: de Opleidingscommissie. Deze commissie adviseert de vakdecaan van het departement over onderwijsaangelegenheden. In deze commissie hebben vijf docenten en vijf studenten zitting. Een tweetal leden van die commissie heeft tevens zitting in de Opleidingencommissie van de Graduate School Life Science. Twee andere leden participeren in de Opleidingencommissie van de Graduate School Natural Science. Deze commissies adviseren de vice-decanen van de beide scholen over al het onderwijs (waaronder het Chemical Sciences-onderwijs) in de masterfase. Onderwijsinstituut Scheikunde Het Onderwijsinstituut wordt gevormd door de onderwijsdirecteur en de docenten van het departement. Zij verzorgen het scheikunde-onderwijs en bewaken de kwaliteit. Het Onderwijsinstituut wordt in zijn taken ondersteund door het Bureau Onderwijs & Studentenzaken. Kwaliteitszorg gebeurt op cursusniveau en op het niveau van het curriculum. Ieder jaar worden het studieprogramma en de afzonderlijke vakken geëvalueerd. Ook de mening van studenten is daarbij belangrijk. Studenten zijn vertegenwoordigd in de evaluatiecommissie en in college-responsgroepen (CRG). Aan de hand van de resultaten van evaluaties wordt het onderwijs waar nodig aangepast. Secties en onderzoekinstituten Het departement Scheikunde bestaat uit 11 secties met aan het hoofd een hoogleraar. Iedere sectie heeft een eigen onderzoeksgebied. De secties werken samen in onderzoekinstituten. Het departement Scheikunde is betrokken bij vier onderzoekinstituten: het Bijvoet Centrum voor Biomoleculair onderzoek, het Debye Instituut, het Copernicus Instituut en het Centrum voor Bètadidactiek. - Bijvoet Centrum voor Biomoleculair Onderzoek In het Bijvoet Centrum voor Biomoleculair Onderzoek, wordt onderzoek verricht naar de structuur en de functie van biologisch actieve moleculen zoals koolhydraten, peptiden, lipiden, enzymen en DNA. Technieken die hierbij worden gebruikt zijn massaspectrometrie, infrarood spectroscopie, Röntgen-kristallografie en NMRspectroscopie. In het Bijvoet centrum wordt nauw samengewerkt met onderzoekers van Biologie, Geneeskunde en Diergeneeskunde. Het onderzoek binnen de meer biochemische secties richt zich voornamelijk op de structuur, functie en organisatie van lipiden en eiwitten in biologische membranen. Biomembranen omhullen cellen en celonderdelen en spelen een belangrijke rol bij de stofwisseling en de communicatie tussen cellen. Ook bij verschillende infectieziekten zijn membranen belangrijk. - Debye Instituut In het Debye Instituut werken onderzoekers van de departementen Scheikunde en Natuur- en Sterrenkunde nauw samen. Het onderzoek richt zich op de chemie en fysica van grensvlakken en nanomaterialen. Enkele voorbeelden uit het lopende onderzoek zijn: de ontwikkeling van katalysatoren; onderzoek naar het fysischchemische gedrag van dunne lagen, grensvlakken, vloeibare kristallen en colloïdale systemen en de studie van opto-elektronische materialen die onder meer in zonnecellen kunnen worden toegepast. Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007 9

10 - Copernicus Instituut In het Copernicus Instituut voor Duurzame Ontwikkeling en Innovatie staat de wisselwerking tussen natuurwetenschap en samenleving centraal. Daarbij gaat het met name om vraagstukken op het gebied van energie en milieu. In het Copernicus Instituut werken onderzoekers van de sectie Natuurwetenschap en Samenleving samen met onderzoekers van de faculteit Geowetenschappen. - Het Centrum voor Didactiek van Wiskunde en Natuurwetenschappen Dit Centrum richt zich op onderzoek naar de manier waarop mensen bètavakken leren en willen leren. Het onderzoek is nauw gerelateerd aan de landelijke modernisering van het bèta-onderwijs. De Masteropleiding Communicatie en Educatie van de natuurwetenschappen (Science Education and Communication, SEC) leidt specialisten op in wetenschapscommunicatie en educatie in de volgende werkvelden: bijvoorbeeld leraar in het voortgezet onderwijs, medewerker van uitgeverijen van lesmateriaal, communicatiemedewerker bij (bio)chemische instellingen, of medewerker van een science museum. In het Centrum werken medewerkers van de departementen Scheikunde, Natuuren Sterrenkunde, Wiskunde en Informatica en Biologie samen. Huisvesting Het departement Scheikunde is gehuisvest op universiteitsterrein De Uithof. De meeste secties en diensten bevinden zich in het F.A.F.C. Wentgebouw en het H.R. Kruytgebouw. De precieze locatie van de departementale onderdelen vindt je in bijlage B. 10 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007

11 Studieprogramma Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/

12 12 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007

13 1 Bachelor Scheikunde Inleiding Met de invoering van de bachelor-master-structuur aan de opleidingen van de Universiteit Utrecht (2002) kennen alle opleidingen twee fasen, de bachelor- en de masterfase. De bachelorfase beslaat de eerste 3 jaar van de opleiding en is conform het UU-beleid vooral vraaggestuurd vorm gegeven. Dit betekent dat je in grote mate zelf je studieprogramma kunt bepalen, na het voor alle studenten verplichte basisprogramma te hebben doorlopen. Daarbij wordt van meet af aan veel aandacht geschonken aan jouw scholing tot academicus/wetenschapper. Dit houdt in dat je in staat wordt gesteld een aantal academische, sociale en communicatieve bekwaamheden te verwerven, in nauwe samenhang met de chemische inhoud. Ook aandacht voor de maatschappelijke context van de chemie is ingebouwd in het programma. Daarmee wordt de basis gelegd voor je verdere ontwikkeling als chemicus/onderzoeker en als academicus/wetenschapper. De masterfase beslaat de volgende 2 jaar. De faculteit Bètawetenschappen kent twee soorten masterprogramma s: onderzoeksmasterprogramma s en maatschappelijk gerichte masterprogramma s. De onderzoeksmasters zijn georganiseerd in Graduate Schools, de maatschappelijk gerichte master in de Utrecht School of Applied Science, bijvoorbeeld de masteropleidingen Communicatie en Educatie van de natuurwetenschappen (Science Education and Communication, SEC). De masterfase Scheikunde (Chemical Sciences) kent een tweetal interdisciplinaire onderzoeksmasterprogramma s, die worden verzorgd samen met andere departementen van de faculteit Bètawetenschappen. Studenten Scheikunde die een MSc Chemical Sciences willen behalen, volgen na hun bachelor één van de twee programma s Chemistry and Physics (School of Natural Sciences) of Biomolecular Sciences (School of Life Sciences). Studenten Scheikunde kunnen echter ook doorstromen naar een groot aantal andere masterprogramma s o.a. Drug Innovation (met afstudeermogelijkheden onder Pharmaceutical Sciences of Biomedical Sciences), Sustainable Development (met afstudeermogelijkheden o.a. onder Physical Sciences) en nog vele andere programma s, die voor nieuw ingeschreven studenten echter geen MSc Chemical Sciences meer opleveren. Zie hiervoor: Ook kun je afstuderen bij de School of Applied Sciences. Hierna beschrijven we in kort bestek hoe het bachelorprogramma als geheel op hoofdlijnen in elkaar zit, gegeven de formele randvoorwaarden en meer inhoudelijke uitgangspunten. Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/

14 Formele randvoorwaarden De Universiteit Utrecht heeft in 2002 een aantal formele uitgangspunten voor de inrichting van alle bacheloropleidingen geformuleerd. Voor de opleiding Scheikunde hebben deze geresulteerd in een globaal programma als beschreven in tabel 1. Tabel 1: Randvoorwaarden bacheloropleiding Scheikunde Major 135 ects Disciplinegebonden: 60 ects verplicht, 45 ects verplichte keuze Academische context: 2 30 ects, waarvan 15 ects verplicht, 15 ects verplichte keuze Minor/ Profileringsruimte 45 ects Voor een minor min. 30 ects en één vak op niveau 3 Totaal 180 ects Min. 45 ects op niveau 3 3 De bachelorfase van de opleiding Scheikunde kent drie soorten cursussen. Cursussen zijn óf disciplinegebonden óf vallen binnen academische context óf binnen de minor of profileringsruimte. De disciplinegebonden vakken en de academische context, die samen een major vormen, kennen een onderverdeling in verplichte cursussen en keuzecursussen. De minor of profileringsruimte is geheel vrij in te vullen. Inhoudelijke uitgangspunten Een moleculair georiënteerd programma Chemie is gericht op het bestuderen, ontwerpen en maken van moleculen op het terrein van materialen en op het terrein van het leven. Chemie is bij uitstek een moleculaire wetenschap. Ze is gebaseerd op een netwerk van eenvoudige tot meer ingewikkelde concepten zoals de opbouw van atomen, moleculen tot complexe structuren (de cel) en de basisprincipes van de thermodynamica, de kwantumchemie, de spectroscopie, reactiemechanismen en de kinetiek. In ons bachelorprogramma willen we je in zeer kort bestek in staat stellen zowel een fysisch-chemische specialisatie op te doen, als een biochemische. Beide zijn even hard nodig om als chemicus mee te kunnen werken aan onderzoek en ontwikkeling. In het eerste en tweede jaar bieden we je daarom een onderwijsprogramma aan dat de basis legt om later in de masteropleiding in beide contexten (materialen, leven) door te kunnen groeien. Tevens wordt er een basis gelegd in de biologie, de wiskunde en de natuurkunde. Major-minor & academische vorming geïntegreerd Een major scheikunde omvat 135 ects, wat voldoet als voorbereiding voor elk van de vier beoogde masterprogramma s. De major Scheikunde legt een stevige basis voor je latere ontwikkeling tot chemicus-onderzoeker en staat voor alle studenten vast. De minor in de bacheloropleiding (30-45 ects) kun je buiten of binnen de chemie invullen en zorgt voor verbreding en/of verdieping. Voor de minor in het bachelorprogramma wordt vanaf het tweede studiejaar ruimte gemaakt. Binnen de major Scheikunde wordt een goede aansluiting met het VWO bereikt door voor de profielen N&T en N&G reparaties voor respectievelijk biologie en natuurkunde/wiskunde aan te bieden. Academische vorming is zoveel mogelijk gekoppeld aan de chemisch-inhoudelijke vakken. Voorbeeld daarvan vormen o.a. de 2 vakken die het zicht op de discipline verbreden 3 niveau s 1 (inleidend), 2 (verdiepend) en 3 (gevorderd) 14 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007

15 derdejaarsvakken Katalyse en Virusziekten, die een maatschappelijke, wetenschapsfilosofische en/of historische dimensie hebben. Leren in realistische onderwijsomgevingen De keuze van de Utrechtse scheikundeopleiding voor de bachelor-chemicus als iemand die moleculair heeft leren denken en handelen, houdt in dat er in het onderwijs veelvuldig situaties moeten zijn waarin dat moleculair leren denken en handelen geoefend kan worden. In de onderwijsomgeving proberen we daartoe waar mogelijk realistische vragen en problemen aan bod te laten komen, die je uitdagen tot leren. Het gaat daarbij om problemen vanuit het onderzoek, zoals dat plaats vindt in de onderzoeksgroepen van het departement, echter ook om problemen die vanuit de samenleving zijn binnengehaald. Daarbij streven we naar een zorgvuldige match tussen moeilijkheidgraad (mate van uitdaging), je kennis- en vaardigheden, je interesses en je leervermogen. Thematische blokken als bouwsteen Het programma is zoveel mogelijk thematisch opgezet, waarbij elk blok van de major, ofwel elke periode van 10 weken studie, met een studielast van 15 ects/420 uur, in het teken staat van een bepaald thema. Een thema is een gemeenschappelijke inhoudelijke noemer voor de betreffende onderdelen, die aanduidt welk gebied, verschijnsel, vraagstuk, etc. in die periode centraal staat. De onderdelen daarbinnen maken zoveel mogelijk gebruik van vragen, voorbeelden, opdrachten, etc. die op dat centrale periodethema betrekking hebben. Daarmee ontstaan dwarsverbindingen tussen de verschillende onderdelen, worden toepassingsmogelijkheden gecreëerd, krijgt het programma meer cohesie en kunnen practicumvaardigheden in het verlengde van de theorie worden geplaatst. Opbouw van het programma De studie start met een uniform deel dat grotendeels in het eerste studiejaar wordt afgerond. In dat jaar maak je kennis met, wat de kern van de chemie genoemd kan worden: een zorgvuldig samengesteld maar zeer compact geheel van inleidende cursussen, practica, projecten en andere leeractiviteiten. Het jaar is daardoor voor veel studenten zwaar, maar het geeft je in kort bestek wel precies datgene dat je nodig hebt om te begrijpen wat chemie inhoudt, waar de opleiding voor opleidt en waar je eigen mogelijkheden en talenten liggen. Aan het eind van het eerste jaar beschik je over een stevige kennisbasis in de organische chemie, biochemie, anorganische chemie, fysische chemie en vastestofchemie. In het tweede jaar maak je een begin met de keuzevakken van de major en de minor van je keuze. Deze keuze wordt bepaald door je interesse voor een bepaalde masteropleiding. De keuze uit scheikundevakken binnen de major is beperkt en garandeert een brede basis in de chemie, én op het gebied van chemie en leven, én op het gebied van chemie en materialen. In het profileringsdeel van het derde jaar begint dan echt je specialisatie. Je hebt dan doorgaans een keuze gemaakt voor verdieping in de life sciences, voor verdieping in de material sciences of juist meer maatschappelijk georiënteerd. Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/

16 Tabel 2: Bouwplan bacheloropleiding Scheikunde (jaar 1-2-3) 4 P1 P2 P3 P4 J3 Chemie in context Minor Minor Bachelorthesis J2 Structuuranalyse Moleculen en leven Moleculen en materialen Researchproject Minor Minor J1 Chemie en leven Energie en materie Structuur en binding Spectroscopie en analyse Wis- en natuurkunde Academische context Een minor is een door een onderwijsinstituut samengesteld samenhangend pakket van cursussen in de profileringsruimte van tenminste 30 ects. Minoren worden aangeboden met het oog op de voorbereiding op de masterprogramma s binnen de profileringsruimte. Binnen de faculteit Bètawetenschappen worden drie typen minoren onderscheiden: bètaminoren, die voorbereiden op één van de multidisciplinaire masterprogramma s, bijv. geneesmiddelonderzoek of energie en duurzame ontwikkeling; thematische minoren, bijv. Nanomaterialen ; andere minoren, bijv. Geochemie, of een educatieve minor. In Hoofdstuk 5 worden minoren in meer detail besproken. Onderwijs in het kader van de academische context (chemie & samenlevinggericht) komt in alle drie de jaren voor, deels geïntegreerd in andere cursussen, deels in aparte cursussen. Het verplichte deel hiervan wordt o.a. worden besteed aan academische vaardigheden. Voor het keuzedeel van de academische context kun je in het derde jaar twee van een drietal cursussen kiezen. Het ondersteunend onderwijs behoort tot het uniforme deel van de bacheloropleiding. Hierbij wordt aandacht besteed aan de (cel)biologie, de wiskunde en de natuurkunde die je een bredere blik geven op de bètawetenschappen en je ondersteuning bieden voor begrip van de chemievakken. Het programma van het eerste studiejaar De 75 ects verplichte discipline gebonden cursussen zullen grotendeels in het eerste jaar van de bacheloropleiding Scheikunde worden ingevuld. In het eerste jaar wordt de basis gelegd voor de verschillende chemische disciplines. Dit zijn de organische, anorganische, fysische en biochemie, kwantumchemie en spectroscopie. Verder is er het vaardighedenonderwijs in het kader van de practica en de academische vaardigheden. Onderstaand schema laat zien hoe het eerste jaar van het vernieuwde studieprogramma eruit ziet. 4 Scheikunde verplicht, Scheikunde keuze, Academische context keuze 16 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007

17 Tabel 3: Jaar 1 van de bacheloropleiding Scheikunde P 1 P 2 P 3 en 4 Chemie en leven Energie en materie Organische chemie En biochemie Project en celbiologie Fysische en anorganische chemie Wis-en natuurkunde 1 Practicum maken en meten Structuur en binding Kwantumchemie en anorganische chemie Spectroscopie en analyse Wis- en natuurkunde 2 Academische context Chemie en samenleving Geschiedenis van de scheikunde Sectieproject In het eerste semester in de blokken Chemie en leven en Energie en materie, kun je je breed op de scheikunde oriënteren. Beide blokken zijn thematisch van opzet. In Chemie en leven worden organische- en biochemie geïntegreerd met celbiologie en het practicumproject. Je raakt vertrouwd met de chemische basisconcepten (atoom- en molecuulbouw, chemische binding etc.) en je leert deze in verschillende contexten toepassen (organische- en biochemie, celbiologie en practicumproject). In het practicumproject wordt een begin gemaakt met de training van academische en laboratoriumvaardigheden. Het onderwijs sluit aan bij jouw kennisniveau. Kennisverschillen op het gebied van biologie, wis- of natuurkunde worden weggewerkt met aanvullende (computer)opdrachten. In het blok Energie en materie gaat het om het toepassen van de wetten van de thermodynamica op chemische processen. De wis-en natuurkunde heb je nodig voor het oplossen van de in dit blok aangeboden fysich-chemische problemen. In het practicum worden deze principes getoetst aan concrete chemische processen en leer je enkele basis laboratoriumvaardigheden. Na dit eerste semester hebben jij en je docenten zicht op jouw mogelijkheden om de studie succesvol voort te zetten. In januari adviseren we je om de studie scheikunde al dan niet voort te zetten. In het tweede semester wordt voortgebouwd op de chemische basisconcepten, maar nu in een kwantumchemisch perspectief. De kwantumchemische principes worden toegepast op anorganisch-chemische en spectroscopische problemen. De wis- en natuurkunde zijn hier ondersteunend. Parallel aan deze leerlijn wordt de chemie in een maatschappelijke en in een historische context geplaatst. In de hieraan gekoppelde opdrachten en in het practicum wordt verder gewerkt aan academische en laboratoriumvaardigheden. Het semester wordt afgesloten met een kort onderzoeksproject voor duo s bij de onderzoekssecties van het departement. Het programma van het tweede en derde studiejaar Na het eerste studiejaar kies je in het tweede en derde studiejaar geleidelijk voor een bepaalde richting in je opleiding. Het cursuspakket dat je kiest zal deels bepaald worden door de masteropleiding van je keuze, deels door je andere interessen. Het tweede jaar begint voor iedereen met de cursus Structuuranalyse. Tegelijkertijd begin je met de invulling van een minor. In de tweede en derde periode kiest iedereen twee cursussen uit een aanbod van drie. In periode 2 met het thema Moleculen en leven (Biochemie, Biochemische analysemethoden en Molecular modelling en wiskunde); in periode 3 met het thema Moleculen en materialen (Anorga- Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/

18 nische en vastestofchemie, Organische chemie en Fysische chemie). Deze beperkte keuze garandeert een brede basis voor iedere bachelorstudent én op het gebied van de biochemie én op het gebied van materiaalchemie. Het jaar wordt afgesloten met het Researchproject, een groepsproject bij één van de onderzoekssecties van het departement. In het derdejaar is er nog één periode met verplichte keuze van twee vakken uit drie van Chemie in context (Chemie en duurzame ontwikkeling, Katalyse en Virusziekten). In deze cursussen wordt de chemie nadrukkelijk in een maatschappelijke, industriële en ethische context geplaatst. In de tweede en derde periode kun je vrij kiezen uit het aanbod van het departement en dat van andere opleidingen voor het voltooien van de minor. De bachelorthesis, een individueel onderzoek met rapportage, vormt de afsluiting van je bacheloropleiding. Tabel 4: Jaar 2 en 3 van de bacheloropleiding Scheikunde p1 p2 p3 p4 j3 Chemie in context: Chemie en duurzame ontwikkeling Katalyse Virusziekten Minor Minor Bachelorthesis j2 Structuuranalyse Moleculen en leven: Moleculen en materialen: Researchproject Biochemie Organische chemie Minor Biochemische analysemethoden Anorganische en vastestofchemie Minor Molecular modelling en wiskunde Fysisch chemie Keuzemogelijkheden Na het eerste studiejaar, dat voor iedere student uniform is, zullen de meeste van jullie een voorkeur hebben ontwikkeld voor meer biochemische of meer fysisch- of materiaalchemische onderwerpen. Toch streeft het departement naar een brede (basis) bacheloropleiding voor alle studenten en blijft daarom de keuze in jaar 2 beperkt. In het blok Moleculen en leven (periode 2) ligt het accent op biochemische onderwerpen en zul je met een meer materiaalchemische voorkeur wellicht één biochemische cursus en de cursus Molecular modelling & wiskunde kiezen. In periode 3, Moleculen en materialen, ligt het accent op materiaal- en fysisch-chemische onderwerpen en zul je, wanneer je meer biochemisch geïnteresseerde bent, mogelijk een voorkeur hebben voor de cursus Organische of Fysische chemie. De ruimte om je te profileren in de major Scheikunde zit verder in het Researchproject in jaar 2, het blok Chemie in context en de Bachelorthesis in jaar 3. In de onderzoeksprojecten kies je een onderzoekssectie die past bij je interesse. Tegenover de beperkte keuzemogelijkheden in de major Scheikunde staan de onbeperkte keuzemogelijkheden in de minor of profileringsruimte. In de profileringsruimte kun je willekeurige cursussen kiezen of kiezen voor een samenhangend cursuspakket (met bepaalde niveau-eisen), een minor. In de minor kun je extra kleur aan de major meegeven. Minoren worden in bètaverband aangeboden (scheikunde, farmacie, biologie, wiskunde & informatica, natuur- en sterrenkunde), maar ook daarbuiten (alfa- en gammaopleidingen). Je kunt vanaf periode 1 in jaar 2 met de invulling van een minor beginnen. Hieronder in een tabel zijn enkele voorbeelden van een mogelijke planning van een minor in jaar 2 en 3 verzameld. Meer informatie over minoren vind je in Hoofdstuk 5 van deze gids. 18 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007

19 N.B. De hieronder afgebeelde informatie kan na druk van deze gids zijn gewijzigd. Vakken kunnen naar andere periodes, timeslots etc. zijn verhuisd. Informeer je dus goed bij de opleiding die de minor aanbiedt. Het is ook een willekeurige selectie van vakken die in de aangegeven periodes worden aangeboden. Er zijn andere vakkencombinaties mogelijk. Table 5: Minoren, voorbeelden Minor J2 P1 J2 P4 J3 P2 J3 P3 Nanomaterialen (p.) Inleiding Nanomaterialen Verdieping in Nanomaterialen ASSSM Fysische chemie 3 Biomoleculaire wetenschappen Signaaltransductie Structuurbiologie Moleculaire biologie Energie en duurzame ontwikkeling Natuurkunde Sterrenkunde Geochemie Natuurkunde 2 (GEO) Inleiding Relativiteitstheorie Inleiding Relativiteitstheorie Systeem Aarde Evaluatie en ontwerp milieubeleid Golven en optica Ontstaan en evolutie v.h. heelal Geneesmiddelonderzoek Circulatie Geneesmiddel en patient Informatica Imperatief Datastructuren programmeren Educatieve minor (p.69) Kwaliteit lesmateriaal Energieanalyse Mechanica Thermische Fysica Mechanica Inleiding stralingstransport Geochemische kringlopen en processen of Geochemische processen aan het aardoppervlak Modelleren en systeemontwikkeling Orientatie op de Educ. en Comm. praktijk Wetenschapscom-municatie Kwartaire geologie en klimaatverandering Quantummechanica (+p4) Thermische fysica (+p4) Inleiding bouw en ontwikkeling van sterren Principes en toepassingen van geochemie Medicinal chemistry Optimalisering Docentenopleiding-1 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/

20 Academische vorming en portfolio Tijdens je opleiding zul je bij verschillende cursussen de opdracht krijgen over het onderwerp van het college, het practicum of het project iets op te schrijven of mondeling te presenteren. Je wordt daarbij aangesproken op je zgn. academische vaardigheden. Over je vorderingen bij deze vaardigheden houd je een portfolio bij. In deze (elektronische) map kun o.a. je de producten (presentaties, verslagen, artikelen etc.), met de bijbehorende beoordelingsformulieren opslaan. In onderstaande tabel is overzichtelijk gemaakt bij welke bachelorcursus je een product maakt, dat kan worden opgenomen in je portfolio. Tevens zie je bij welk product je een beoordelingsformulier van de docent kunt vragen of krijgt. In het eerste jaar in september ontvang je instructies over het werken met het electronisch portfolio en maak je afspraken met je tutor over hoe je ermee gaat werken. Tabel 6: Portfolio-eisen Bachelor Scheikunde 2005 jaar Cursus Producten student Beoordelingsformulier docent 1 Chemie en leven Presentaties project Beoordelingsreflectieformulier 2 3 Energie en materie: practicum maken en meten Spectroscopie en analyse Geschiedenis van de Scheikunde Verslag(en) Verslag(en) Schrijfopdracht beoordelingsformulier practicum beoordelingsformulier practicum beoordelingsformulier Sectieproject Poster beoordelingsformulier Structuuranalyse Integratieopdracht beoordelingsformulier Moleculen en leven Verslag(en) Biochemische analysemethoden (keuze) Artikel beoordelings- en reflectieformulier artikel Moleculen en materialen Verslag(en) synthesepractica Artikel (Engels) beoordelingsformulier practicum beoordelings- en reflectieformulier Researchproject Presentatie (Engels) beoordelingsformulier Onderzoeksportfolio Chemie en duurzame ontwikkeling Verslag en presentatie (keuze) beoordelingsformulier Onderzoeksportfolio Virusziekten Onderzoeksvoorstel en presentatie (keuze) beoordelingsformulier presentaties Katalyse Onderzoeksprobleem en Poster (keuze) beoordelingsformulier poster Bachelorthesis Verslag en presentatie beoordelingsformulier Onderzoeksportfolio Tutoraat en studieloopbaanbegeleiding Aan het begin van je opleiding krijg je een tutor toegewezen. De tutor is docent bij de opleiding. De tutor is, na de docent van de vakken die je volgt, je eerste aanspreekpunt voor je vragen of problemen. In het eerste studiejaar heb je met je tutorgroep in september, januari en juni bijeenkomsten waarbij je met je tutor zult spreken over zaken van de opleiding, o.a. over het portfolio. Gedurende je opleiding kun je altijd bij je tutor terecht. Kun je je probleem niet samen met je tutor oplossen, dan zul je verwezen worden naar de studieadviseur van de opleiding. Gedurende de opleiding zijn er aan het begin van elke nieuwe onderwijsperiode informatiebijeenkomsten voor de drie studiejaren waarbij de voor jou actuele zaken worden belicht. 20 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007

21 2 Bachelorfase jaar Programma jaar 1 periode 1 studiepunten timeslot Chemie en leven Organische en biochemie 7,5 ects A,C Project en cebiologie 7,5 ects - periode 2 Energie en materie Fysische en anorganische chemie 7,5 ects B Wis- en natuurkunde 1 3,75 ects C Practicum maken en meten 3,75 ects B,D periode 3 en 4 Structuur en binding Kwantumchemie en anorganische chemie 7,5 ects A,C Wis- en natuurkunde 2 7,5 ects C Spectroscopie en analyse 7,5 ects - Academische context 7,5 ects B,D totaal: 60,0 ects Cursusbeschrijvingen De cursussen zoals beschreven in deze studiegids staan alle vermeld in de elektronische universitaire onderwijscatalogus OSIRIS ( Aan het begin van het eerste studiejaar ontvang je een username en wachtwoord dat toegang geeft tot het systeem (zie bijlage A). Elke cursusbeschrijving in deze gids opent met de cursuscode voor OSIRIS. Deze code geeft toegang tot de cursusinformatie en de cursusinschrijving in OSIRIS. Voor de cursussen van het uniforme deel worden de studenten door het Onderwijsinstituut ingeschreven. Verder wordt bij elke cursus onder portfolio vermeld welke producten van deze cursus je in je portfolio op moet nemen en of je een beoordelingsformulier aan je docent moet vragen. Onderwijswebsite Veel van de hieronder volgende cursusinformatie is ook terug te vinden op de speciale Onderwijswebsite ( ). Tevens worden op deze website per vak nieuws en downloads aangeboden. Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/

22 2.2 Vakbeschrijvingen jaar 1 P1. Chemie en leven Het blok Chemie en leven omvat vier onderdelen gegroepeerd in twee cursussen. Deze vormen één geheel. In dit blok wordt direct aangesloten bij de kennis over de chemie van koolwaterstoffen, de biochemie van eiwitten en DNA en de biologie van cellen die je hebt opgedaan in het VWO. Verschillen in jullie voorkennis worden opgelost door je in een elektronische leeromgeving zelfstudiemateriaal aan te bieden. In dit blok wordt van klein naar groot gewerkt, van de atoom- en molecuulbouw van koolwaterstofmoleculen naar de bouw van complexe molecuulsystemen in levende cellen. In onderstaand schema is te zien hoe de theoretische leerlijnen elkaar ondersteunen en verduidelijkt worden in het practicumproject. Discipline Organische chemie Biochemie Moleculaire celbiologie Practicum Project Week 1 Week 2 Week 3 Organische chemie Biochemie Week 4 Week 5 Week 6 Celbiologie Week 7 Practicumproject van mono- tot polyester met spectroscopie Week 8 Accentuering van gemeenschappelijke onderwerpen Accentuering van gemeenschappelijke onderwerpen Week 9 Week 10 Eindtoetsing disciplines, practicum Doelstelling Na het blok Chemie en Leven kun je organische moleculen herkennen en indelen in categorieën. Met de kennis van de bouw van atomen en moleculen ben je in staat de molecuulbouw, reacties en interacties van organische en biomoleculen te beschrijven. Je kunt er routes mee ontwerpen voor de synthese van eenvoudige organische moleculen en de biochemische en cellulaire processen mee verklaren die ten grondslag liggen aan ons leven. Met de kennis van biochemische moleculen en molecuulcomplexen en de methoden om deze te analyseren kun je adequaat eenvoudige biochemische literatuur interpreteren. Je kunt na dit blok veilig werken in een practicum, in samenwerking met medestudenten eenvoudige syntheses en analyses voorbereiden, uitvoeren en daarover verslag doen in een labjournaal en mondeling rapporteren aan medestudenten en hierop reflecteren. 22 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007

23 Organische en biochemie Cursuscode SK-BORBI Coördinator Prof.dr. L.W. Jenneskens Docenten Prof.dr. L.W. Jenneskens, Prof.dr. J.A. Killian Studielast 7,5 ects Niveau 1 (inleidend) Periode 1 Timeslot A en C Onderwijsvorm hoorcollege, werkcollege Toetsing 3 toetsen organische chemie: 4,5 ects 2 toetsen biochemie: 3,0 ects Portfolio geen producten Studiemateriaal studiehandleiding (webadres) John McMurry, Organic Chemistry, 6th edition, 2004 Berg, Tymoczko and Stryer: Biochemistry, 6th edition, 2002, W.H. Freeman & Co. Project en moleculaire celbiologie Cursuscode SK-BPRCE Coördinator Dr. P.S. Peijzel Docenten Dr. P.S. Peijzel, Dr. S.A. Jonker, Prof.dr. L.W. Jenneskens, Dr. H. Sprong, Prof.dr. L.J. Braakman, Dr. B. Erné, Prof.dr. A. Meijerink Studielast 7,5 ects Niveau 1 (inleidend) Periode 1 Timeslot n.v.t. Onderwijsvorm practicum, groepsproject, hoorcollege, werkcollege, presentatietraining Toetsing groepsproject en presentaties: 3,0 ects; Toets spectroscopie: 1,5 ects; Eindtoets celbiologie: 3,0 ects Portfolio presentaties, feedback- en reflectieformulier Studiemateriaal studiehandleiding (webadres) John McMurry, Organic Chemistry, 6th edition, 2004 Berg, Tymoczko and Stryer: Biochemistry, 6th edition, 2002, W.H. Freeman & Co. D.C. Harris: Quantitative Chemical Analysis. Freeman, New York, 6th Ed J.R. Dean et al: Practical skills in Chemistry. Prentice Hall, Pearson Ed. Ltd. UK, Inhoud In het blok Chemie en Leven maak je voor het eerst kennis met de organische chemie, de biochemie en de celbiologie. In het onderdeel Organische chemie zul je allereerst vertrouwd raken met chemische basisconcepten: atomen en moleculen, chemische binding, stereochemie, structuur en reactiviteit, reactiemechanismen, synthese, etc. Deze concepten kun je vervolgens toepassen in de Biochemie op complexere, natuurlijke en synthetische moleculen, zoals biomoleculen en molecuulcomplexen. In de Moleculaire celbiologie leer je met de kennis van biomoleculen de functies en interacties van deze moleculen in cellen verklaren. Parallel met de vakken organische chemie, biochemie en moleculaire celbiologie loopt het practicumproject Van mono-ester tot polyester. In het project worden veel van de aangeboden concepten in de praktijk getoetst aan het ontwerp, de synthese en de karakterisering van een relatief eenvoudig molecuul (mono-ester) en vervolgens een complex molecuul (polyester). Je leert hierin een verscheidenheid aan experimentele vaardigheden, (spectroscopische) technieken en methoden die karakteristiek zijn voor organisch chemisch, biochemisch en celbiologisch onderzoek en je leert hierover aan elkaar rapporteren. Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/

24 P2. Energie en materie Het blok Energie en materie bestaat uit samenhangende onderdelen waarin het thema Energie & materie vanuit diverse perspectieven wordt belicht: Fysische en anorganische chemie, Practicum maken en meten, met als ondersteuning Wis- en natuurkunde. Het onderdeel Wis-en natuurkunde start al in periode 1 met een inleiding op wiskundige begrippen en vaardigheden, die je vooral bij de fysische chemie en de natuurkunde gaat gebruiken en die iedereen min of meer op hetzelfde niveau brengt. In onderstaand schema zie je hoe de theoretische leerlijnen van dit blok op elkaar aansluiten. Parallel aan Energie & Materie loopt het college Wiskunde. In de colleges Wiskunde wordt de benodigde Wiskunde voor Energie & Materie behandeld. De colleges Wiskunde zijn niet weergegeven in onderstaand bouwplan. Week Fysische Chemie Hoor- en werkcolleges Tussentoets 3 4 LCA Onderdeel Tentamen Fysische chemie & activiteit 1 2 Anorganische chemie Hoor- en werkcolleges Tussentoets 5 Practicum Eerste deel (week 1 t/m 5): synthese experimenten Tweede deel (week 6 t/m 8): elektrochemie Onderlinge inhoudelijke afstemming: Ad 1. Fysisch-chemische theorie van faseovergangen. Colleges in practicumtijd (week 1 t/m 5). Ad 2. Electrochemie ondersteund door colleges Fysische Chemie in practicumtijd (week 6 t/m 8). Ad 3. Toepassing van thermodynamische basisconcepten in Anorganische Chemie. Ad 4. Casus Si uit kwarts t.b.v. zonnecellen, toepassing thermodynamische basisconcepten en Ellingham-diagrammen in een energetische levenscyclusanalyse (LCA) van zonnecellen. Ad 5. Thermodynamische berekeningen uitvoeren m.b.v. HSC Chemistry for Windows in practicum (week 1 t/m 5). Doelstelling Na het blok Energie en materie kun je met de thermodynamische basisconcepten begrijpen en voorspellen hoe processen, zoals chemische en fysische evenwichten, in de natuur verlopen. Je beheerst de bewegingswetten van Newton en de behoudswetten van energie, impuls en impulsmoment, inclusief de bijbehorende wiskunde, en kunt die toepassen op problemen waarbij translaties, rotaties en/of periodieke bewegingen voorkomen, specifiek met toepassingen binnen de chemie. Je kent ook allerlei niet-evenwichtsverschijnselen, zoals thermische beweging van moleculen in gassen en vloeistoffen en kinetiek van chemische reacties. Met deze kennis en de wiskundige vaardigheden opgedaan uit de analyse en lineaire algebra kun je de ligging van die evenwichten berekenen, ook als de problemen zich in een andere (anorganische of biochemische) context voordoen. 24 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007

25 Fysische en anorganische chemie Cursuscode SK-BFYAN Coördinator Prof.dr. A.P. Philipse Docenten Prof.dr. A.P. Philipse, Prof.dr.ir. K.P. de Jong, Dr. E. Nieuwlaar Studielast 7,5 ects Niveau 1 (inleidend) Periode 2 Timeslot A en B Onderwijsvorm hoorcollege, werkcollege Toetsing tussentijdse toetsen: fysische chemie: 1,5 ects tussentoets anorganische chemie: 1,5 ects tentamen fysische chemie: 4,5 ects Portfolio geen producten Studiemateriaal Studiehandleiding Energie & Materie D.W. Ball, Physical Chemistry, Thomson Brooks/Cole, edition 2003 D.F. Shriver and P.W. Atkins, Inorganic Chemistry, 4th ed., Oxford University Computerprogramma HSC Chemistry for Windows, PV-calculator, Excelspreadsheets voor het berekenen van energetische terugverdientijd van zonnecellen. Practicum maken en meten Cursuscode SK-BPRMM Coördinator Dr. S.A. Jonker Docenten Dr. S.A. Jonker, Dr. B.H. Erné, Dr. P.S. Peijzel Studielast 3,75 ects Niveau 1 (inleidend) Periode 2 Timeslot B en D Onderwijsvorm practicum, ondersteunende colleges. Toetsing mate en niveau van voorbereiding, uitvoering en rapportage Portfolio verslagen Studiemateriaal D.C. Harris, Qualitative Chemical Analysis, Freeman, New York, 7th Ed J.R. Dean et al.: Practical Skills in Chemistry, Prentice Hall, Pearson Education Ltd., UK, 2002 Dictaten en handleidingen: (zie ook Meten en maken, faculteit Scheikunde UU Rapporteren tijdens studie Scheikunde, faculteit Scheikunde UU handleiding Foutenleer, faculteit Scheikunde UU Computerprogramma Excel; Powerfit & Titerdat Wis- en natuurkunde 1 Cursuscode SK-BWINA1 Coördinator Dr. A. Imhof Docenten Dr. A. Imhof, Dr. R. Stevenson Studielast 3,75 ects Niveau 1 (inleidend) Periode 2 Timeslot C Onderwijsvorm hoor- en werkcolleges Toetsing tentamen Portfolio geen producten Studiemateriaal Studiehandleiding; E. Steiner: The Chemistry Maths Book, Oxford University Press, USA, 1996, ISBN Young and Freedman: University Physics with Modern Physics, 11th Edition, ISBN X Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/

26 Inhoud Na een inleiding over de historische ontwikkeling van kennis rond het thema Energie & Materie en de manier waarop deze grootheden met elkaar verband houden, maak je eerst kennis met diverse vormen van Energie en Materie. Aansluitend leer je de basisbegrippen van de thermodynamica en oefen je die in nauw op elkaar aansluitende hoor- en werkcolleges Fysische Chemie. De begrippen energie, arbeid en conservatieve krachten uit de thermodynamica komen ook aan bod bij de colleges Wis- en Natuurkunde waar klassieke mechanica (inclusief trillingen) worden behandeld naast onderdelen uit de analyse en lineaire algebra (o.a. complexe getallen, vector in- en uitprodukten, matrices, eigenwaarden/vectoren). Deze basiskennis ga je vervolgens toepassen in de anorganische chemie, op de reducties van oxides om elementen vrij te maken en op reductie-oxidatie-chemie in waterig milieu. Daarvoor leer je omgaan met een aantal gereedschappen voor het maken van kwantitatieve berekeningen, zoals Ellingham-diagrammen, E-pH diagrammen en het computerprogramma HSC Chemistry for Windows. In de casus Si uit kwarts t.b.v. zonnecellen ga je deze basiskennis en vaardigheden verder toepassen. Het practicum en theorie zijn nauw aan elkaar gekoppeld en ondersteunen elkaar wederzijds. In het eerste deel van het practicum worden diverse synthese experimenten uitgevoerd. Ter ondersteuning wordt een college fasenleer gegeven, waarin de theorie van faseovergangen van materie wordt uitgelegd. Daarnaast gebruik je HSC Chemistry for Windows voor thermodynamische berekeningen. In het tweede deel van het practicum staan een aantal experimenten op het programma, die aansluiten op of ondersteund worden door colleges Fysische Chemie, waarin o.a. aandacht wordt besteed aan de Nernst vergelijking. (De natuurkunde van de elektrostatica komt in periode 3 en 4 aan bod). Tevens zal in het kader van foutenleer een begin gemaakt worden met het verantwoord leren omgaan met meetgegevens, waarbij het gebruik van software zoals Excel en Powerfit aan bod komt. 26 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007

27 P3 en 4. Structuur en binding In het blok Structuur en Binding staat de chemische binding, zoals die theoretisch beschreven en experimenteel bestudeerd kan worden, centraal. Het startpunt hierbij is de kwantumchemie. Hieruit leiden we de mathematische wetmatigheden af, waarmee we de bouw van atomen en de opbouw van het Periodiek Systeem en van verbindingen van de anorganische chemie leren begrijpen. De spectroscopie bouwt voort op het project van periode 1 en sluit aan bij kwantumchemie van dit blok. In dit onderdeel worden abstracte kwantumchemische principes concreet. Op het practicum staat spectroscopie en structuuranalyse van zelf gemaakte verbindingen centraal. Spectroscopische principes komen vervolgens weer aan bod bij het practicum analyse, waarin je verschillende technieken leert waarmee je de concentratie van stoffen bepaalt. In het tweede deel van de cursus wis- en natuurkunde leer je over golven en elektrostatica en de wiskundige vaardigheden die je in dit blok in de natuurkunde en in de meer fysisch-chemische vakken in jaar 2 nodig hebt. Chemie en context biedt je een bredere kijk op de chemie, enerzijds vanuit historisch, anderzijds vanuit maatschappelijk perspectief. Het wetenschappelijk perspectief komt aan bod in het afsluitende onderzoeksproject bij een onderzoeksgroep van onze faculteit. Overzicht Blok 3 en 4, Structuur en binding Periode 3 Cursus Structuur en binding Spectroscopie en analyse Wis- en natuurkunde Chemie en context 1 Periode 4 Cursus Week 1 Week 2 Week 3 Kwantumchemie Week 4 Week 5 Week 6 Week 7 Spectroscopie Practicum Synthese & spectroscopie Practicum analyse skills Wis- en natuurkunde Chemie en samenleving Week 1 Week 2 Week 3 Week 4 Kwantumchemie Anorganische chemie Practicum project analyse Wis- en natuurkunde Geschiedenis van de scheikunde Week 5 Toets Week 6 Week 7 tentame n Structuur en binding Spectroscopie en analyse Wis- en natuurkunde Chemie en context 1 tentame n Week 8 Week 8 Week 9 Week 9 Sectieproject Week 10 Toets Toets Toets Week 10 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/

28 Structuur en binding: kwantumchemie en anorganische chemie Cursuscode SK-BKWAN Coördinator Dr. J.H. van Lenthe Docenten Prof.dr.ir. K.P. de Jong, Dr. J.H. van Lenthe Studielast 7,5 ects Niveau 1 Periode 3 en 4 Timeslot A en C Onderwijsvorm hoorcolleges en werkcolleges Toetsing tussentoets en tentamen Portfolio schrijfopdracht Studiemateriaal D.W. Ball, Physical Chemistry, Thomson Brooks/Cole, edition 2006 P.W. Atkins et al., Shriver & Atkins - Inorganic Chemistry, 4th Ed., Oxford University Press Inhoud In de kwantumchemie wordt een op de kwantummechanica gebaseerde beschrijving van de moleculaire binding ontwikkeld. Hiertoe worden eerst fundamentele begrippen als het golfkarakter van het elektron, de golffunctie, de Schrödinger vergelijking en o.a. de onzekerheids relatie van Heisenberg geïntroduceerd. Daarna bestudeer je eenvoudige exact oplosbare modelsystemen, zoals vrije deeltjes en deeltjes in doosjes, waarbij ook het begrip tunnelen aan de orde komt. Daarna worden deeltjes op cirkels en bollen behandeld, culminerend in de oplossingen van de Schrödinger vergelijking voor het waterstof atoom, de atomaire orbitals. Met deze orbitals kan een verklaring voor het spectrum van het waterstof atoom gegeven worden. De nadere bepaling van de elektronen structuur van meer-elektronen atomen en moleculen, vereist nog het concept spin en de eisen gesteld aan de meer-elektron golffunctie. Na het invoeren van de Born-Oppenheimer benadering waardoor over moleculen en potentiële energie gesproken kan worden, kan met met de atomaire orbitals een beschrijving van de moleculaire binding gegeven worden. Met behulp van variatierekening wordt hiervoor de Moleculaire Orbital methode ontwikkeld, die op twee-atomige moleculen wordt toegepast en tevens, binnen een simpele benadering op grotere moleculen. Tenslotte komt nog de alternatieve Valence Bond methode aan de orde, waarmee een duidelijker beeld van individuele bindingen verkregen kan worden. De Anorganische Chemie biedt je inzicht in de eigenschappen van elementen en hun verbindingen, gerelateerd aan de opbouw van het Periodiek Systeem der Elementen. Behandeld worden de opbouw van atomen, de structuur van vaste stoffen, opbouw van moleculen, zuren en basen en het element waterstof. Begrippen uit de kwantumchemie worden veelvuldig toegepast. Doelstelling Na afronding van de cursus ben je in staat om principes uit de kwantummechanica toe te passen, eenvoudige problemen uit de kwantummechanica zelfstandig op te lossen en symmetrie-elementen te herkennen, diverse typen van spectra te interpreteren en te gebruiken voor het oplossen van structuren en energieniveauschema s en de eigenschappen van elementen en verbindingen te verklaren op basis van het periodiek systeem. 28 Studiegids Bachelor Scheikunde 2006/2007