KE501: Grundlæggende kemi

Studerende, der følger kurset, forventes at:

• Have kendskab til matematik på A-niveau fra gymnasiet
• Have kendskab til kemi svarende til minimum B-niveau fra gymnasiet

Det overordnede formål med KE501 er at introducere kemi på universitetsniveau og at bygge bro mellem gymnasie- og universitetsundervisning. Kurset vil fokusere på den almene, fysiske og organiske kemi gennem en bred introduktion til de væsentligste emner og principper indenfor disse dele af kemien. I kurset lægges der vægt på anvendelse af den kemiske teori til opgaveløsning og forklaring af kemiske processer og fænomener. 

Kurset bygger ovenpå de kompetencer, som de studerende har med fra gymnasiet og giver det nødvendige kemiske fundament for alle life science studerende. Det vil hermed danne grundlaget for videregående kemiske, biologiske og molekylær- og cellebiologiske studier samt for integration af kemi i andre fagområder.

I forhold til uddannelsernes kompetenceprofil har kurset fokus på følgende specifikke kompetencer indenfor kemi:

• viden om kemiens grundlæggende vidensdannelse og eksperimentelle metoder, herunder organisk kemi, fysisk kemi og teoretisk kemi
• at forstå hvorledes den naturvidenskabelige viden opnås ved et samspil mellem teori og eksperiment
• at forstå og reflektere over teorier, metoder og praksis inden for det kemiske fagområde
• at tilegne sig viden på en effektiv og selvstændig måde og kunne anvende denne viden reflekterende
• anvende metoder til at undersøge konkrete kemiske fænomener teoretisk og/eller eksperimentelt
• beskrive, formulere og formidle problemstillinger og resultater til enten fagfæller og ikke-specialister eller samarbejdspartnere og brugere
• indgå i fagligt og tværfagligt samarbejde med en professionel tilgang og i gruppebaseret projektarbejde
• identificere egne læringsbehov og strukturere egen læring i forskellige læringsmiljøer

Ved kursets afslutning forventes den studerende at kunne:

• forklare betydningen af forskellige typer af kemiske bindinger
• identificere simple molekyler og ioner samt opskrive Lewis-strukturer og geometrier herfor
• anvende Le Chateliers princip på en kemisk ligevægt og foretage beregninger af ligevægtsblandinger herunder pH-beregninger i forbindelse med syre/base-systemer
• identificere reaktionstyper af nulte, første og anden ordens kinetik samt anvende begrebet aktiveringsenergi
• identificere og anvende begreberne enthalpi, entropi, varmekapacitet, fri energi og opløselighedsprodukt i simple beregninger.
• foretage beregninger af koncentrationer, potentialer og ligevægtskonstanter ud fra Nernsts ligning
• aflæse og optegne organisk kemiske strukturformler samt genkende grundstrukturer og funktionelle grupper
• anvende nomenklaturreglerne for simple organiske molekyler samt genkende almindelige trivialnavne.
• forklare begreberne ”hydrofil” og ”hydrofob”, genkende molekyler med disse egenskaber og relatere disse begreber til molekylers struktur og organisering
• anvende grundbegreberne indenfor stereokemi og isomeri samt begreberne konfiguration og konformation.
• angive de almindelige funktionelle grupper i organiske molekyler og redegøre for deres reaktioner
• anvende simple mekanismer i forklaringen de mest almindelige reaktioner
• forklare de vigtigste aspekter af nukleofil substitution, elektrofil addition, elimination, kondensation, hydrolyse, oxidation og reduktion.
• foreslå simple organiske synteser ud fra grundstruktur og funktionelle grupper
• genkende og navngive de funktionelle grupper i biologiske makromolekyler, og herfra redegøre for deres kemiske grundstruktur.
• anvende stereokemisk nomenklatur på organiske molekyler og biomolekyler
• at have stiftet bekendtskab med forsøgsdesign og kontrolforsøg i et videnskabsteoretisk perspektiv
• relatere teoretisk viden til praktiske eksperimenter og iagttagelser
• arbejde selvstændigt og sikkert i et laboratorium, herunder sikker håndtering af kemikalier

Kurset indeholder følgende faglige hovedområder: 

• Atomstruktur i relation til det periodiske systems opbygning
• Koncepter angående kemisk binding og molekylstruktur
• Kulbrinter, funktionelle grupper, stereokemi og nomenklatur
• Hydrofobe og hydrofile egenskaber
• Kemisk ligevægt, herunder syrer og baser og heterogene ligevægte
• Termodynamik, herunder dennes 1. lov, energi og enthalpi, og 2. lov, entropi og fri energi
• Elektrokemi
• Reaktionskinetik
• Organisk kemiske grupper og deres reaktioner
• Biologiske makromolekylers struktur og funktion

På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.

• Introfase: 39 timer
• Træningsfase: 56 timer, heraf: Eksaminatorie: 40 timer og laboratorieøvelser: 16 timer

Introfasen består af forelæsninger, hvor der gives en introduktion til kursets emner samt skabes overblik og emnerne perspektiveres. Dialog til forelæsninger skabes primært ved brug af at "classroom response system" som fx Poll Everywhere.

Træningsfasen består af dels eksaminatorietimer og dels laboratorieøvelser på mindre hold. Der prioriteres i eksaminatorietimer "active learning", hvor de studerende involveres og anspores til at deltage aktivt i undervisningen i højest mulig grad fx ved opgaveløsning i grupper eller andet arbejde i grupper eller selvstændigt arbejde. Til laboratorieøvelser arbejder studerende i par eller mindre grupper med praktiske øvelser indenfor kursets fagområder.

I studiefasen tilstræbes det, at de studerende arbejder med stoffet på anden vis end gængs eksaminatorieundervisning. Studiefasen kan evt. bruges som forberedelse til eksaminatorietimer eller der kan evt. direkte afrapporteres arbejde fra studiefasen i eksaminatorietimer. Kooperativ læring tænkes ind som en del af studiefasen. 

Aktiviteter i studiefasen:

• Arbejde i studiegrupper (skemalagt studiefase), herunder anvendelse af kooperativ læring
• Projektarbejde i studiegrupper
• Udarbejdelse af projektrapport