Moleculen: structuur, reactiviteit en functie

Uitgebreide vaknaam	Moleculen: structuur, reactiviteit en functie
ProgRESS naam	Mol: struct en react
Doelstelling	Upon completion of this course, the student should: (1) be able to describe the orbital structure and the electronic 'aufbau' of small atoms and typical organic molecules made of these atoms at an elementary and qualitative level (2) be able to classify any object with respect to a point group using its symmetry elements and to understand the basic elements of stereochemistry in terms of this knowledge concerning symmetry (3) be able to explain which circumstances and structural properties of molecules are important in chemical reactions, based on the two standard substitution reaction mechanisms in organic chemistry; be able to steer the course of a nucleophilic substitution reaction by adjusting the reagents and reaction circumstances (4) be able to qualitatively describe the structure and properties of (extended) pi-conjugated molecular orbitals and to describe the corresponding energy levels; be able to describe absorption and emission of light by molecules in terms of electron energy levels and transitions between them; be able to compare pi-conjugated systems and predict qualitative differences between such systems in terms of color, energy, reactivity; know the basic aspects concerning electrical conduction and transfer of energy in and between molecules (5) be able to describe the materials that are subject of ongoing research in the field of organic electronics within our faculty – e.g. conjugated polymers, fullerenes, (carbon) nanotubes, graphene- and to describe the basic structure of devices like OLEDs and organic solar cells, in which these materials can be applied. (6) be able to work in an academic chemical laboratory according to the rules and habits, with a focus on the following essential elements: planning, performing and reporting about an experiment, keeping a notebook, and handling waste properly .
Omschrijving	De cursus is opgebouwd uit drie delen: Deel 1 moleculaire structuur. Wordt behandeld vanuit perspectief van organische verbindingen. Belangrijke onderdelen: valence bond theory, molecular orbital theory, VSEPR, resonantiestructuren, atomic orbitals, hybridisatie, molecular orbitals, Lewisstructuren en symmetrie/stereochemie. (V&S Hst. 1, 2, 5; Atkins Hst 11) Deel 2 moleculaire reactiviteit. Aan de hand van de SN1 en SN2 reacties worden essentiële begrippen als (o.a.) reactiemechanisme, overgangstoestand, intermediairen, solvatering, reactiviteit en sterische hinder behandeld. Hoe het verloop van een reacie gestuurd kan worden met deze kennis. (V&S Hst 6,7) Deel 3 moleculaire functionaliteit. Als voorbeeld wordt (opto-) electronische functionaliteit behandeld. Eerst worden moleculen met gedelocaliseerde pi-systemen geïntroduceerd (V&S Hst 11,14,15). Daarna wordt een verscheidenheid van electronische eigenschappen en functionaliteiten van complexere stucturen (o.a. acenen, porphyrines, moleculair koolstof, geconjugeerde polymeren) behandeld. Dit deel eindigt met kennismaking met lopend onderzoek op het gebied van moleculaire elektronica (ME) binnen de faculteit en (mogelijke) toepassingen van ME in de praktijk. (Reader)
Uren per week
Onderwijsvorm	hoorcolleges, practica, werkcolleges (Meerdere keren wordt de mogelijkheid geboden om huiswerk in te leveren en na te laten kijken. Halverwege de cursus is er een vrijwillige midtoets. Er zijn twee verplichte practica. Aan het eind is er een verplicht afsluitend tentamen.)
Toetsvorm	huiswerk, tentamen en practicumverslaglegging, tussentoets (Als ET >= 4.5, dan Eindcijfer theorie=ECT=max(ET,0.2*HW+0.8*ET,0.2*MT+).8*ET,0.2*HW+0.2*MT+0.6*ET), ET=cijfer tentamen, HW= gemiddelde huiswerkcijfer, MT= cijfer midtoets. Eindcijfer cursus = (2x ECT + gemiddelde P1,P2)/3. Beide practica (P1,P2) moeten >= 6 om voor de cursus als geheel te slagen.)
Vaksoort	bachelor
Coördinator	prof. dr. J.C. Hummelen
Docent(en)	prof. dr. J.C. Hummelen ,dr. E. Otten
Verplichte literatuur	Titel Auteur ISBN Prijs -Reader -Physical Chemistry, 9ste editie Nb: Het onderdeeltje uit Physical Chemistry (Hfdst 11 par 1,2,3) kun je ook downloaden via de Nestor site van deze cursus. Atkins -Organic Chemistry, 6e editie Volhardt & Schore 978-1-4292-0494-1
Entreevoorwaarden
Opmerkingen	Alle stof uit de volgende onderdelen van de twee boeken + de reader is onderdeel van de cursus (nb. Dit is niet de volgorde van behandeling!): Atkins: Hoofdstuk 11 (Molecular symmetry), paragraaf 1 t/m 3 Vollhardt en Schore: Hoofdstuk 1 (helemaal) Hoofdstuk 2, paragraaf 1 t/m 5 Hoofdstuk 5, paragrafen 1,2, 5 en 8 Hoofdstuk 6 geheel Hoofdstuk 7 geheel Hoofdstuk 14, paragrafen 1, 3, 5, 6, 7 en 11 Hoofdstuk 15, 1 t/m 8 (van paragraaf 4 alleen UV/Vis) Reader "Moleculen: functionaliteit" behorend bij deze cursus: geheel. De reader is te downloaden via Nestor.
Opgenomen in	Opleiding Jaar Periode Type BSc Natuurkunde, richting Energie en Milieu 1 semester I a keuzegroep BSc Natuurkunde, richting Experimentele en Theoretische Natuurkunde 1 semester I a keuzegroep BSc Natuurkunde, richting Leven en Gezondheid 1 semester I a keuzegroep BSc Scheikunde 1 semester I a verplicht BSc Scheikundige Technologie 1 semester I a verplicht BSc Sterrenkunde 1 semester I a keuzegroep BSc Technische Natuurkunde 1 semester I a keuzegroep BSc Technische Wiskunde 1 semester I a keuzegroep BSc Wiskunde  ( Wiskunde Algemeen) 1 semester I a keuzegroep BSc Wiskunde  (Statistiek en Econometrie) 1 semester I a keuzegroep