Đại cương về Hóa học trong Khoa học Vật liệu | Cơ sở hóa học vật liệu | Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

lOMoAR cPSD| 40342981
ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN
1. Thông tin chung về học phần.
Tên học phần: ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC TRONG KHOA HỌC VẬT LIỆU
Tên tiếng anh : GENERAL CHEMISTRY IN MATERIALS SCIENCE
Tên đơn vị quản lý học phần: Khoa Khoa học tự nhiên Các
giảng viên phụ trách học phần:
TT Họ tên, học hàm, học vị
Số điện thoại Email
Giảng viên phụ trách chính 1 ThS. Phan Hoàng Yến 0988 080 580 yenph@epu.edu.vn
Giảng viên cùng giảng dạy 1 TS. Phùng Thị Xuân Bình
0902 236 359 binhptx@epu.edu.vn 2
PGS.TS Nguyễn Thị Hoài Phương 0975482730 hoaiphuong1978@gmail.com 3 TS. Lê Minh Thành 0912269763 thanhleminh@tlu.edu.vn 4 TS. Trịnh Ngọc Tuấn 0969803082 tuantn@epu.edu.vn 5 TS. Lã Đức Dương 0966185368 duc.duong.la@gmail.com 6 ThS. Lê Thị Thanh Trà 0914883378 traltt@tlu.edu.vn 7 ThS. Trịnh Hoàng Giang 0877291555 giangth@tlu.edu.vn Mã học phần: 004553 Số tín chỉ : 02 Trình độ: Đại học Phân bố thời gian Lý thuyết 21 tiết (giờ học tập) Bài tập 8 tiết Tiểu luận 0 tiết Thí nghiệm, thực hành 0 tiết Bài kiểm tra trên lớp 1 tiết
Tự học, tự nghiên cứu 70 giờ Học phần tiên quyết Không có Học phần thay thế
Hóa học đại cương (mã học phần: 000976) lOMoAR cPSD| 40342981
2. Mô tả tóm tắt nội dung học phần
Học phần này được giảng dạy cho sinh viên lĩnh vực công nghệ kỹ thuật hệ Đại học chính quy
vào năm thứ nhất của chương trình đào tạo nhằm mục đích cung cấp cho sinh viên những kiến thức
Hóa đại cương ứng dụng trong lĩnh vực Khoa học vật liệu. Sinh viên được trang bị những kiến thức
về nguyên tử, phân tử, liên kết hóa học, từ đó hiểu được về cấu trúc vật liệu; nắm được những nội
dung kiến thức cơ bản nhất của nhiệt động học áp dụng cho các quá trình hóa học; có kiến thức về
các quá trình điện hóa; các loại vật liệu, hiểu về ăn mòn và ứng dụng của vật liệu. Các kiến thức và
kỹ năng sinh viên lĩnh hội từ học phần này là cơ sở cho việc tiếp thu các kiến thức chuyên ngành
đồng thời rèn luyện cho sinh viên phương pháp nhận thức, phát triển các kĩ năng tư duy. Từ đó sinh
viên sẽ nhận thức được trách nhiệm của người kỹ sư đối với xã hội từ đó đưa ra các ứng xử, thái độ
tích cực trong giao tiếp và trong học tập.
3. Mục tiêu học phần CĐR Mục Mô tả CTĐT tiêu
Học phần này trang bị cho sinh viên/cung cấp cho sinh viên (SO) Kiến thức: SO2, -
Những kiến thức hóa học cấu tạo chất ở mức độ cơ sở để có nền tảng vững SO10,
chắc về nguyên tử, phân tử, các dạng liên kết hóa học từ đó nắm được cấu trúc và SO13 tính chất vật liệu. 1 -
Các nguyên lý cơ bản của nhiệt động học áp dụng trong hóa học. Ứng dụng
để xác định chiều tự diễn biến của một quá trình. -
Các kiến thức cơ bản về các quá trình điện hóa và ứng dụng trong chế tạo vật liệu. -
Các kiến thức cơ bản về ăn mòn vật liệu và ứng dụng trong bảo vệ vật liệu. -
Kiến thức cơ bản về các loại vật liệu, các ứng dụng của vật liệu. Kỹ năng: SO2, -
Rèn luyện cho sinh viên các kỹ năng tính toán, hình thành các phương pháp SO11,
tư duy nhạy bén, kỹ năng vận dụng và thực hành khoa học. SO13 2 -
Phát triển các kĩ năng tư duy, rèn luyện phương pháp nhận thức, phương
pháp suy luận khoa học, tư duy logic, tác phong khoa học cần thiết đối với một kỹ sư.
Mức tự chủ và trách nhiệm: SO11, -
Đánh giá được vai trò của học phần trong việc cung cấp các kiến thức nền SO13
tảng để nghiên cứu các học phần cơ sở ngành và chuyên ngành. -
Có khả năng làm việc độc lập, chủ động, tích cực tự học, tự nghiên cứu và tự 3
chịu trách nhiệm cá nhân. -
Có tinh thần trách nhiệm cao, thực hiện tốt các nội dung đề ra trong học
phần cũng như các yêu cầu của nhóm học tập. - Có ý thức áp dụng các tiêu chuẩn. -
Nhận thức rõ vai trò của hóa học đối với sự biến đổi của vật chất trong tự
nhiên nói chung và trong lĩnh vực khoa học vật liệu nói riêng. lOMoAR cPSD| 40342981
4. Chuẩn đầu ra học phần CĐR học Mô tả CĐR phần
Sau khi kết thúc học phần này, người học có thể: CTĐT
Hiểu được các khái niệm, kiến thức cơ bản như nguyên tử, phân tử, số SO2,
lượng tử, liên kết hóa học, cấu trúc vật liệu,v.v … từ đó có kỹ năng vận SO10, CĐR1
dụng kiến thức hóa học cấu tạo chất để giải được các bài toán trong hóa SO13
lượng tử, giải thích cấu tạo nguyên tử, phân tử, tính chất của các loại vật liệu. SO2,
Vận dụng được các nguyên lý nhiệt động lực học áp dụng cho các quá CĐR2 SO10,
trình hóa học để giải quyết được các bài tập về xác định chiều hướng SO13
của phản ứng hóa học và giải thích được các hiện tượng trong thực tế
liên quan đến vật liệu. SO2,
Nắm vững các kiến thức cơ bản về các quá trình điện hóa như: điện cực, SO10, CĐR 3
thế điện cực, sức điện động, pin điện... vận dụng để giải các bài tập về SO13
pin điện và giải thích các hiện tượng liên quan trong thực tế.
Hiểu về một số loại vật liệu, ăn mòn vật liệu, các ứng dụng của vật SO2, SO10 CĐR4
liệu và bảo vệ vật liệu. Có kỹ năng giải quyết một số vấn đề cụ thể về
vật liệu thông qua các bài toán hóa học đơn giản.
Nhận thức rõ vai trò của Hóa học đại cương đối với tính chất, sự biến SO2,SO10 CĐR 5
đổi trong tự nhiên nói chung và trong vật liệu nói riêng. 5. Học liệu
5.1. Tài liệu học tập (Sách, giáo trình chính)
[1] Phùng Thị Xuân Bình, Đào Thị Thảo, Hóa học đại cương, NXB Đại học Bách Khoa, 2015.
[2] Nguyễn Năng Định, Đại cương Khoa học vật liệu, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2013.
5.2. Tài liệu tham khảo
[3] Alain Galerie, Nguyễn Văn Tư, Ăn mòn và bảo vệ vật liệu, NXB KH và KT, 2002.
[4] La Văn Bình và các tác giả. Khoa học và công nghệ vật liệu. NXB KH và KT, 2008
[5] P. Atkins, J. Paula, Physical Chemistry, W. H. Freeman and Company, New York, 2010.
[6] William D. Callister và David G. Rethwisch, Materials Science and Engineering: An
Introduction" , Wiley 10th Edition, 2018.
5.3. Các tài liệu khác:
Máy vi tính ( có kết nối mạng), máy tính cầm tay, Bảng Hệ thống tuần hoàn...
6. Nội dung chi tiết học phần
6.1. Phần lý thuyết lOMoAR cPSD| 40342981 Nội dung
Hình thức tổ chức dạy học Yêu cầu sinh viên chuẩn
bị trước giờ lên lớp CĐR HP
Giờ lên lớp TH TH, TN TNC
LT BT TL
Chương 1: Cấu tạo chất trong vật liệu
6 3 0 0 20 1 1.1. Cấu trúc vật liệu - Đọc chương 1, 2 CĐR tài liệu [1] ,
1.1.1. Cấu tạo nguyên tử 1 chương 1, 2, 3 tài
1.1.2. Các hình thái cấu trúc trong vật liệu liệu [2] - Nắm
1.1.3. Tổ chức cấu trúc tinh thể trong vật liệu được các kiến thức
1.2. Các dạng liên kết trong vật liệu cơ bản về cấu tạo nguyên tử,
1.2.1. Liên kết cộng hóa trị các số lượng tử, 1.2.2. Liên kết ion liên kết hóa học, 1.2.3. Liên kết kim loại cấu trúc và tính
1.2.4. Liên kết Vander Waals chất vật liệu.
1.2.5. Liên kết hydro - Vận dụng lý
1.3. Năng lượng liên kết trong vật liệu thuyết đã học giải
1.3.1. Năng lượng liên kết cộng hóa trị bài tập để củng cố
1.3.2. Năng lượng liên kết ion kiến thức lý thuyết
1.3.3. Năng lượng mạng kim loại sau chương 1 (bài
1.3.4. Năng lượng liên kết phân tử giảng GV)
1.3.5. Năng lượng liên kết hydro - Làm các bài
1.4. Vùng năng lượng trong vật liệu tập trang 17-19 của
1.4.1. Vùng năng lượng trong vật rắn chương 1 tài liệu [1]
1.4.2. Vùng năng lượng trong bán dẫn
1.4.3. Vùng năng lượng trong điện môi
1.5. Một số tính chất chung của vật liệu 1.5.1. Tính chất điện 1.5.2. Tính chất nhiệt 1.5.3. Tính chất từ 1.5.4. Tính chất quang 1.5.5. Tính chất cơ
Chương 2: Nhiệt động hóa học 3
3 0 0 15 2 lOMoAR cPSD| 40342981 - CĐR Đọc chương
2.1. Một số khái niệm và định nghĩa 3 tài liệu [1] 2
2.2. Các nguyên lý của Nhiệt động học và áp dụng - Vận dụng lý trong hoá học thuyết đã học giải
2.2.1. Các nguyên lý của Nhiệt động học bài tập để củng cố 2.2.2. Nhiệt hóa học kiến thức lý thuyết
2.3. Ý nghĩa của nhiệt động hóa học trong khoa sau chương 2 (bài
học vật liệu. Chiều diễn biến của quá trình. giảng GV)
Chương 3: Các quá trình điện hóa 3
2 0 0 15 3 3.1. Pin và điện cực - Đọc chương CĐR 6 tài
3.1.1. Điện cực và thế điện cực 3 liệu [1], tài liệu [3].
3.1.2. Cấu tạo pin và suất điện động của pin - Nắm được
3.1.3 Chiều và giới hạn phản ứng trong pin kiến thức cơ bản về
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của pin
các loại điện cực, pin điên, phương trình
3.3. Các loại pin và ứng dụng
Nersnt, điện phân - 3.2.1. Pin sơ cấp Vận dụng lý thuyết đã học giải được các bài tập để 3.2.2. Pin thứ cấp củng cố kiến thức lý thuyết chương 3 3.2.3. Pin nhiên liệu (bài giảng GV) 3.3. Điện phân
Chương 4: Ăn mòn vật liệu 4
0 0 0 10 4 CĐR
4.1. Ăn mòn hóa học đối với vật liệu kim loại - Đọc tài liệu
[2], [3] để nắm được 4
4.2. Ăn mòn điện hóa đối với vật liệu kim loại kiến thức cơ bản về
4.3 Sự ăn mòn của vật liệu ăn mòn và chống ăn
4.3.1. Sự ăn mòn của vật liệu kim loại mòn vật liệu. - Vận dụng lý
4.3.2. Sự ăn mòn của vật liệu vô cơ
thuyết đã trả lời các
4.3.3. Sự ăn mòn của vật liệu hữu cơ câu hỏi để củng cố kiến thức chương
4.4. Chống ăn mòn vật liệu 4(bài giảng GV) Chương 5: 5
0 0 0 10 5
Giới thiệu một số loại vật liệu và ứng dụng lOMoAR cPSD| 40342981
5.1. Giới thiệu chung về vật liệu - Đọc tài liệu CĐR [2], [3] để nắm được
5.1.1. Vật liệu và vật chất 4 kiến thức cơ bản về
5.1.2. Phân loại vật liệu trong khoa học các loại vật liệu và ứng dụng của vật
5.1.3. Vai trò của vật liệu trong xã hội và công nghệ liệu trong các ngành công nghệ kỹ thuật.
5.1.4. Sự lựa chọn và sử dụng vật liệu - Vận dụng lý
5.2. Phân loại vật liệu
thuyết đã học trả lời được các câu hỏi
5.2.1. Vật liệu kim loại củng cố kiến thức lý
5.2.2. Vật liệu vô cơ ceramic thuyết trong 5.2.3. Vật liệu Polyme chương 5 (bài giảng GV)
5.2.4. Vật liệu composite
5.3. Một số ứng dụng của vật liệu
5.2.1. Vật liệu điện, điện tử
5.2.2. Vật liệu xây dựng 5.2.3. Vật liệu cơ khí
5.4. Giới thiệu một số công nghệ chế tạo vật liệu
Kiểm tra đánh giá thường xuyên 1 Tổng cộng 21 9 70
6.2. Phần thực hành: Không có
7. Phương pháp dạy học
- Giảng viên giới thiệu học phần, tài liệu học tập, tài liệu tham khảo, các địa chỉ website để tìm tư
liệu liên quan đến môn học. Nêu nội dung cốt lõi của chương và tổng kết chương.
- Giảng viên sử dụng bài giảng điện tử và các mô hình giáo cụ trực quan trong giảng dạy.
- Giảng viên hướng dẫn sinh viên học, tư vấn học, phản hồi kết quả thảo luận, bài tập nhóm, bài tập
cá nhân, kết quả kiểm tra và các nội dung lý thuyết chính của mỗi chương.
- Các phương pháp giảng dạy có thể áp dụng: thuyết trình, thảo luận nhóm, mô phỏng, minh họa,
miêu tả, làm mẫu.
Phương pháp, hình thức tổ Mục đích CĐR của HP chức dạy học đạt được
Thuyết trình, diễn giảng
Cung cấp cho sinh viên kiến thức cơ bản về Hóa CĐR1-5
học đại cương ứng dụng trong khoa học vật liệu
Đàm thoại, vấn đáp
Rèn luyện kỹ năng tư duy logic, giao tiếp hiệu quả CĐR 1-5 cho sinh viên.
Làm bài tập tại lớp
Giúp sinh viên nhớ, hiểu kiến thức mới. CĐR 1-5 lOMoAR cPSD| 40342981
Làm bài tập về nhà
Giúp sinh viên củng cố và mở rộng kiến thức. CĐR 1-5 Tự học
Giúp sinh viên củng cố kiến thức và rèn luyện khả CĐR 1-5
năng làm việc độc lập, tự khám phá kiến thức
mới, khả năng chịu trách nhiệm cá nhân.
8. Phương pháp, hình thức kiểm tra – đánh giá kết quả học tập học phần
8.1. Nhiệm vụ của sinh viên
- Nhiệm vụ của sinh viên:
+ Sinh viên cần tham dự các bài giảng thời lượng tối thiểu 70% số tiết học của học phần. + Chuẩn bị
trước nội dung bài học khi đến lớp, chủ động làm các bài tập củng cố kiến thức mỗi chương.
+ Tham gia thảo luận tích cực trong các giờ tự học hoặc trên lớp.
+ Tham gia đầy đủ các bài tập nhóm, rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm.
+ Hoàn thành các nhiệm vụ học tập được giảng viên giao trong các buổi học.
+Trong quá trình học tập, sinh viên được khuyến khích đặt câu hỏi phản biện, trình bày quan
điểm, các ý tưởng sáng tạo mới dưới nhiều hình thức khác nhau. + Các điểm
- Dụng cụ và tài liệu học tập: Sinh viên phải có đầy đủ tài liệu học tập theo yêu cầu của giảng viên,
vở ghi, vở bài tập, máy tính cầm tay,…
- Dụng cụ học tập khác: sách tham khảo, máy vi tính (nếu có)… 8.2. Kế hoạch kiểm tra Thời Nội dung Hình
Thời Thang Chuẩn đầu ra Tỷ điểm thức gian điểm trọng
Kiểm tra – đánh giá thường xuyên, kiểm tra định kỳ: tính bằng trung bình cộng 30% các bài kiểm tra
Bài 1 Sau chương 1, 2, 3, 4,5: Các Trắc 50 10 CĐR 1-5
bài tập minh họa kiến thức nghiệm. phút
chương 1, 2, 3, 4, 5 ( theo đề cương) Tự luận, Vấn đáp Thi cuối kỳ 70%
Kiểm tra toàn bộ nội dung 5 Trắc 40- 50 10 CĐR 1-5 phút chương nghiệm. Tự luận, Vấn đáp
9.Tiến trình cập nhật đề cương chi tiết học phần lOMoAR cPSD| 40342981
Lần1: Nội dung cập nhật ĐCCT lần 1: ngày / /2023 Người cập nhật: Phan Hoàng Yến Tổ trưởng Bộ môn: TS. Bùi Xuân Kiên
Hà Nội, ngày 18 tháng 02 năm 2023 Trưởng khoa Người biên soạn
PGS.TS Nguyễn Minh Khoa Phan Hoàng Yến