Organische Chemie

Doel vak

Leerdoelen:

• De student kan de structuur, bindingen en fysische eigenschappen van organische moleculen beschrijven en analyseren.

Studenten identificeren functionele groepen, herkennen covalente en niet-covalente interacties, bepalen de moleculaire geometrie en verklaren de relatie tussen structuur en eigenschappen met behulp van concepten zoals resonantie, hybridisatie en moleculaire orbitaaltheorie. Dit omvat het onderscheiden van polaire/niet-polaire bindingen, waterstofbruggen en van der Waals-krachten in een reeks organische verbindingen.

• De student kan gedetailleerde mechanismen voor organische reacties interpreteren en construeren.

Studenten gebruiken pijlnotatie om heterolytische en homolytische processen weer te geven, identificeren belangrijke reactieve soorten (nucleofielen, elektrofielen, intermediairen en overgangstoestanden) en verklaren reactiepaden op basis van sterische en elektronische effecten. Veelvoorkomende reactietypes, zoals nucleofiele substituties, addities en carbonyltransformaties, zullen in mechanistisch detail worden uitgelegd.

• De student kan de kinetische en thermodynamische principes die organische reacties beheersen uitleggen.

Studenten zullen reactiesnelheden en evenwichten relateren aan moleculaire structuur en reactieomstandigheden, met behulp van concepten zoals activeringsenergie, entropie, enthalpie en Gibbs-vrije energie. Deze principes zullen worden toegepast om de haalbaarheid, reversibiliteit en selectiviteit van reacties in synthetische contexten te evalueren.

• De student kan organische reacties en oplosmiddelen vanuit het perspectief van groene en duurzame chemie beoordelen.

Studenten zullen synthetische methoden evalueren op hun milieu-impact door de Twaalf Principes van Groene Chemie toe te passen. Dit omvat het analyseren van atoomeconomie, afvalproductie, oplosmiddelkeuze en energie-efficiëntie, en het voorstellen van verbeteringen met behulp van groenere reagentia, katalytische routes of hernieuwbare grondstoffen.

• De student kan structurele, mechanistische, energetische en duurzaamheidsprincipes integreren om organische syntheses voor te stellen en te optimaliseren.

Studenten zullen holistisch chemisch redeneren door reactiesequenties te ontwerpen of te beoordelen die reactiviteit in evenwicht brengen met milieuvriendelijkheid. Dit omvat het identificeren van stappen met een slechte atoomeconomie, het voorstellen van duurzame alternatieven en het evalueren van de bredere impact van chemische keuzes op gezondheid, veiligheid en milieu.

Inhoud vak

Deze cursus heeft als doel studenten een fundamenteel begrip van de organische chemie bij te brengen en tegelijkertijd een denkwijze te bevorderen die geworteld is in de principes van duurzame en groene chemie. Studenten leren niet alleen de belangrijkste mechanistische en structurele principes die organische moleculen en hun reactiviteit bepalen, maar ook hoe ze deze kennis kunnen toepassen om de milieubelasting te minimaliseren, de chemische efficiëntie te verbeteren en bij te dragen aan een duurzamere chemische industrie. De cursus bestaat uit twee min of meer onafhankelijke onderdelen: een deel organische chemie (gezamenlijk gegeven met Medische Natuurwetenschappen) en een deel duurzame chemie (exclusief voor SBI).

Organische chemie is de centrale taal van de moleculaire wetenschap en vormt de basis voor innovaties in farmaceutica, materialen en biotechnologie. Traditionele synthesemethoden maken echter vaak gebruik van gevaarlijke reagentia, genereren aanzienlijke hoeveelheden afval en verbruiken niet-hernieuwbare grondstoffen. In deze cursus verkennen studenten de essentiële concepten van organische structuur en reactiviteit, waaronder functionele groepen, zuur-basegedrag, reactiekinetiek, mechanismen en thermodynamica, naast een kritische beoordeling van de aspecten van duurzame chemie van een reeks chemische producten en processen. Deze onderwerpen zullen worden ingekaderd door de Twaalf Principes van Groene Chemie, waarbij studenten worden aangemoedigd om verder te denken dan reactiviteit en zich te richten op verantwoord chemisch ontwerp en toepassing.

Aanvullende informatie onderwijsvormen

Het onderdeel organische chemie heeft een klassieke opzet met hoorcolleges en werkcolleges. Aanwezigheid bij hoorcolleges en werkcolleges is niet verplicht, maar wordt sterk aanbevolen, aangezien eerdere edities een sterke correlatie hebben aangetoond tussen actieve deelname en studieresultaten. Van studenten wordt verwacht dat ze zich respectvol en verantwoordelijk gedragen.

Het onderdeel duurzame chemie heeft een projectvorm met een inleidend hoorcollege over de projecten, voortgangsbesprekingen van de verschillende groepen en eindpresentaties. Alle bijeenkomsten van het onderdeel duurzame chemie zijn verplicht. Studenten worden in de eerste week in groepen ingedeeld en het schema voor de voortgangsbesprekingen van de verschillende groepen wordt via Canvas bekendgemaakt.

Toetsvorm

De beoordeling voor deze cursus vindt plaats door middel van een schriftelijk examen (50%) en een groepspresentatie (50%).

Examen: Het examenmateriaal omvat alle college slides en de volgende hoofdstukken van het leerboek: Organische Chemie (Clayden): Hoofdstukken 2, 4-8, 10 en 11.

Presentatie: Studenten werken in groepen om een ​​bestaand industrieel chemisch proces te analyseren en verbeteringen voor te stellen op basis van de Twaalf Principes van Groene Chemie. Met behulp van hun kennis van organische structuur en reactiviteit identificeren ze milieunadelen en stellen ze haalbare, groenere alternatieven voor. Het project wordt afgesloten met een klassikale presentatie waarin elke groep hun voorgestelde herontwerp en de bijbehorende voordelen presenteert.

Let op: Om voor de cursus te slagen, moet het gemiddelde van het examen en de presentatie 5,5 of hoger zijn, en moet het examen 5,5 of hoger zijn.

Het is niet toegestaan ​​om in deze cursus generatieve AI-modellen te gebruiken voor het genereren van discussies, dia's, figuren, enz. U mag AI-modellen alleen gebruiken als zoekmachines.

Toelichting Canvas