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 at kunne genkende, forklare og reproducere reaktionstyper, energiforhold, opbygning og geometri i forhold til stoffers egenskaber. Kurset vil hermed danne grundlaget for videregående kemiske, biologiske og molekylær- og cellebiologiske studier samt for integration af kemi i andre fagområder.

Ved kursets afslutning forventes den studerende at kunne:

Viden

• koble relevante videnområder i almen, uorganisk og organisk kemi så disse områders teori får indbyrdes forklaringsværdi 
• anvende kursets indhold til at identificere og forklare fundamentale kemiske sammenhænge, bindingsforhold og reaktionstyper indenfor den uorganiske og organiske kemi.
• forklare og arbejde med ligevægte og pH-beregninger i syre/basesystemer.
• anvende elektronegativitet til at forklare processer i både uorganisk og organisk kemi
• anvende de grundlæggende og mere avancerede termer vedrørende energiforhold i molekylær sammenhæng til at forklare reaktionstyper og processer indenfor almen, uorganisk og organisk kemi
• forklare betydningen af forskellige typer af kemiske bindinger
• aflæse og optegne organisk kemiske strukturformler samt genkende grundstrukturer og funktionelle grupper
• anvende nomenklaturreglerne for simple organiske molekyler samt genkende almindelige trivialnavne.
• genkende funktionelle grupper i organisk kemi og kunne redegøre for deres syre/base- og fysiske egenskaber samt simple reaktioner for disse
• anvende grundbegreberne indenfor stereokemi og isomeri samt begreberne konfiguration og konformation
• anvende stereokemisk nomenklatur på organiske molekyler
• forklare de vigtigste aspekter af nukleofil substitution, elektrofil addition, elimination, kondensation, hydrolyse, oxidation og reduktion
• forklare og anvende mekanismer indenfor nukleofil substitution, elektrofil addition og elimination
• foreslå simple organiske synteser ud fra grundstruktur og funktionelle grupper

Færdigheder

• skitsere sammenhænge og forskelle mellem almen, uorganisk og organisk kemi og gøre rede for grænsefladerne mellem disse
• udvælge og anvende kemifaglig teori til at forklare fænomener i såvel laboratoriet som i omverdenen
• udføre enkle øvelser i kemilaboratoriet

Kompetencer

• arbejde med en universitær studieproces, dvs. opbygge selvstændig kompetence til at studere engelsksproget faglitteratur og indgå i en aktiv læreproces, personligt og sammen med medstuderende
• forberede, gennemføre og evaluere systematisk fagligt arbejde i laboratoriet
• registrere egen status og fremskridt og være i stand til at opsøge hjælp for at løse problemstillinger
• arbejde sikkerhedsmæssigt forsvarligt i et kemilaboratorie og tage hensyn både til egne og til øvrige brugeres sikkerhed
• systematisere viden og vælge relevante forklaringsmodeller på problemstillinger på et fundamentalt kemisk niveau
• omsætte teoretisk viden til relevante praktiske eksperimenter
• foretage iagttagelser og opstille relevante forklaringsmodeller med inddragelse af teori på molekylært og atomart niveau
• have et indtryk af hvordan kemi kan bidrage til at forklare grundlæggende fænomener i de øvrige naturvidenskabelige discipliner.

Kurset indeholder følgende faglige hovedområder:

• Atomstruktur i relation til det periodiske systems opbygning
• Koncepter angående kemisk binding og molekylstruktur samt Lewis strukturer og geometri
• Kemisk ligevægt, herunder syrer og baser og heterogene ligevægte
• Termodynamik, herunder dennes 1. lov, energi og enthalpi, og 2. lov, entropi og fri energi
• Reaktionskinetik og aktiveringsenergi, herunder reaktionstyper af nulte, første og anden orden
• Navngivning af organiske molekyler samt funktionelle grupper (alkaner, alkener, alkyner, aromater, haloalkaner, alkoholer, ethere, aminer, thioler, aldehyder, ketoner, carboxylsyrer, syre anhydrider, estere og amider)
• Konformationer og stereokemi (konfiguration)
• Hydrofobe og hydrofile egenskaber
• Aromaticitet og resonans
• Nukleofil substitution, elektrofil addition, elimination, kondensation, hydrolyse, oxidation og reduktion

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

• Introfase: 39 timer
• Træningsfase: 48 timer, heraf: Eksaminatorie: 40 timer og laboratorieøvelser: 8 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