Tag: chemie

Goede voornemens voor studenten

Een nieuw jaar vol goede voornemens. Ons belangrijkste voornemen is om na vijf jaar studeren een Mastergraad te verdienen. Maar voordat het zover is, moet er nog een heleboel gebeuren. En daarna schijnen we aan de bak te moeten. Gelukkig duurt dat nog eventjes en kunnen we nu nog even lekker genieten van ons beschermde studentenbestaan.

Speaking of which: studenten studeren. De studie scheikunde, ben ik door de jaren heen achter gekomen, is niet een lullige studie. Het is er een die serieuze eisen stelt aan je zelfdiscipline en doorzettingsvermogen. Elk vak weer is een enorme berg werk en elk vak weer moeten er weer een of meerdere tentamens, verslagen of presentaties afgeleverd worden. Een blogger op een van mijn favoriete weblogs, Azmanam van de ChemistryBlog, geeft organische chemie op een universiteit in Amerika. Een aantal maanden geleden al, gaf hij een aantal tips van docenten, over hoe studenten zich beter op een vak kunnen voorbereiden. Maar wie luistert er nou naar de prof?

In december nam hij het afsluitende tentamen af van een organisch vak dat hij onderwees. Als bonusvraag op het tentamen, stelde hij het volgende: “Als je terug mocht gaan naar 25 augustus (de eerste dag van het vak) en je zou jezelf drie adviezen geven hoe je dit vak met veel succes af zou kunnen sluiten, wat zouden die drie adviezen dan zijn?” In de inleiding van de handleiding van het vak stond een hoofdstuk vol adviezen aan studenten. Maar blijkbaar had niemand die goed gelezen want veel van de adviezen van studenten kwamen overeen met de adviezen uit de studiehandleiding. Asmanam concludeert cynisch dat zo wel weer blijkt dat er toch niemand naar de prof luistert.

Hoe dan ook, Asmanam heeft de moeite genomen om alle adviezen uit te schrijven, te ordenen en op zijn blog te zetten. En omdat ik vind dat de adviezen fantastisch zijn en omdat studenten goed luisteren naar medestudenten, heb ik de moeite genomen om de meest relevante te vertalen. Van organische-chemiestudenten, voor (organische-chemie)studenten:

Over het boek:

  • Lees het boek voor de les, zodat als er een probleem is, het duidelijk is of de stof moeilijk is, of dat het aan jou ligt dat je het niet snapt;
  • Neem je eigen notities.

Over de les:

  • Sla nooit de eerste les over;
  • Val niet in slaap tijdens de les;
  • Een kop koffie voor de les kan soms nodig zijn, vooral tijdens ‘uitdagende dagen na uitdagende nachten’. Blijf wakker voor (organische) chemie — je kan het je niet veroorloven om dit te missen;
  • Stel vragen;
  • Gebruik meerdere informatiebronnen: ga ook naar lessen van andere docenten, zoek online, etc.

Over de collegeaantekeningen:

  • Herschrijf en organiseer je notities na de les (twee mensen gaven deze tip);
  • Maak een reactie-notitieboekje;
  • Kijk elke dag na de les je aantekeningen door;
  • Gebruik voor notities geen pen. Er worden teveel correcties gemaakt. Tipp-Ex verspilt je tijd;

Over het studeren:

  • Zoek de beste manier om vroeg in het semester te leren;
  • Start vroeg met leren;
  • Leer (op zijn minst een uur) elke dag (vier mensen schreven dit);
  • Neem direct na de les je collegeaantekeningen door;
  • Leer regelmatig tijdens het semester, niet alleen een week voor het tentamen;
  • Raak niet achter, herhaal dagelijks;
  • Raak nooit achter, studeer elke nacht;
  • Vorm een studiegroepje;
  • Ga naar werkcolleges en zoek een begeleider als nodig;
  • Als je weet hoe het heet, ben je nog steeds geen expert. Studeer, studeer, studeer;
  • Bestudeer behandeld materiaal tenminste eenmaal per week;
  • Studeer. Dit is niet een makkie-college. Dit vergt arbeid;
  • Je kan nooit, maar dan ook nooit, genoeg studeren. Nooit.

Over oefenopgaves:

  • Maak ook echt je huiswerk;
  • Maak alle opgaves die aangeraden worden door je docent/assistent. Doe alle opgaves meer dan eens;
  • Verspreid het maken van opgaves over de week, in plaats van ze in een keer te maken;
  • Herhaal notities en doe oefenopgaves vijf of zes keer per week. School is je werk, niet je hobby;
  • Maak zoveel oefenopgaves als je kan;
  • Maak opgaves/oefen reacties elke nacht (ongeacht hoeveel huiswerk je hebt voor andere vakken);
  • Als je de stof beheerst: vraag naar meer oefenmateriaal;
  • Practice problems make perfect;
  • Oefen, oefen, oefen (vier mensen schreven dit);
  • Oefen nog veel meer.

Over mechanismen en reacties:

  • Nucleofielen vallen electrofielen aan;
  • Onthoud dat de stroom van electronen belangrijk is;
  • Oefen zoveel mechanismen als mogelijk is;
  • Begrijpen hoe en waarom een mechanisme werkt is beter dan ze gewoon uit je hoofd te leren;
  • Het betekent niet dat je iets kan toepassen (een mechanisme bijv.), als je weet hoe het werkt;
  • Als je een mechanisme kan, betekent dat niet dat je hem snel genoeg kan voor tijdens het tentamen. Oefen net zolang totdat je ze snel kan. Een tentamen duurt niet lang;
  • Leer reactie reagentia en hoe ze vormen (bijv. syn/anti). Beheers ze goed voor het examen;
  • Let op single bond rotations en hoe ze de stereochemie veranderen (bijv. identieke of meso-samenstellingen);
  • Als je stereochemie doet: neem je tijd en doe het goed;
  • Onthoud “De Zes Waarheden van de Organische Chemie” totdat ze terugkomen in je dromen;
  • Gebruik “De Waarheden” voor de examens.

Over werkcolleges/huiswerkbegeleiding:

  • Ga naar de werkcolleges (vaak) (vijf mensen schreven dit);
  • Gebruik werkcolleges beter;
  • Plan vooruit zodat je tijd hebt om naar de werkcolleges te gaan;
  • Ga elke week naar de assistent/docent, of elke keer als je iets niet volledig begrijpt;
  • Praat met de prof. Ze zijn er om jou te helpen;
  • Als je bang bent om vragen te stellen, of individuele hulp te krijgen van je prof, zul je nooit wat leren.

Algemeen:

  • Ga een andere opleiding doen… grapje;
  • Verwacht dat je een heleboel tijd moet steken in dit vak. Het is niet moeilijk, alleen tijdrovend;
  • Werk vooruit en blijf niet “bij’.
  • Voorspel wat toekomstige toepassingen zijn van wat je leert;
  • Vermijdt stress voor een examen;
  • Gebruik je molecuulbouwdoos;
  • Blijf niet vast zitten in het verzinnen van hoe je bepaalde dingen kan doen — bekijk het bredere geheel;
  • Alles werkt cumulatief — als je dingen mist tijdens een test, ga dan terug en repareer het, of je bent later de sjaak.

Als jullie (vooral middelbare scholieren, studenten, maar ook docenten) hier nog opmerkingen of aanvullingen in hebben, lees ik die graag in de commentaren hieronder. De originele post van Azmanam kun je hier lezen.

Wat is chemie?

Als iemand me zou vragen ‘Wat is chemie?’ dan zou ik iets moeten antwoorden als ‘de leer van het herschikken van atomen’.

Ik heb al eens eerder wat verteld over theoretische chemie. Die hoek — en dan vooral de kwantumchemie — van de chemie gaat dieper dan diep in, op de oorsprong van reacties. En wat is een reactie ook alweer? Het herschikken van atomen. Het breken en maken van bindingen.

Maar wat is een binding eigenlijk? Een molecuul bestaat uit atomen. Een atoom bestaat uit een kern en daar omheen elektronen. Voor het gemak kunnen we een atoom tekenen als de 2D Bohr representatie, maar die is wat lomp. Ook kunnen we een molecuul tekenen als 2D of 3D staafjes en bolletjes, maar ook die heeft wat rare implicaties. Wat er wel aan klopt is de gemiddelde locatie van de atoomkernen. En het streepje voor de binding? Sja… Er is een ‘binding’, maar een theoretisch chemicus wordt altijd wat ongemakkelijk van gewoon een streepje.

Koolstof-6 (deels) volgens het Bohr model. De protonen en neutronen in een nucleus met daaromheen banen van elektronen.

Een van de grootste gewaarwordingen uit de kwantumtheorie is dat deeltjes ook beschreven kunnen worden als golven. Je kan met de wetten van Newton de baan van een vallende knikker berekenen, dat wil zeggen, je voorspelt met behulp van wiskunde de locatie en snelheid van de knikker. Maar wat nu als die knikker geen voorwerp is, maar een golf? Als je genoeg natuurkunde en wiskunde hebt gevolgd, weet je dat golffuncties formules zijn met sinussen, cosinussen en exponenten. Het rekenen met die dingen vind ook ik altijd wat lastig, maar de dingen die je ermee kan zijn wel enorm gaaf.

Goed. De kwantumtheorie vertelt ons dat een elektron niet alleen een deeltje is, maar ook ook als golf beschreven kan worden. Als je dit lastig vindt om je voor te stellen, ga nu dan even rustig zitten. De kwantumtheorie vertelt ons ook dat we nooit zeker kunnen weten waar een elektron precies is. Of, ik moet eigenlijk zeggen, we kunnen nooit de snelheid van een elektron bepalen op een bepaalde plaats. Dus als je zegt dat een elektron ergens is, betekent dat eigenlijk helemaal niet zoveel. Maar, waar komen dan die bindingslijntjes vandaan? We kunnen toch zeggen: “Kijk, dáár is mijn elektron”?

Helaas, dat kunnen we niet. We kunnen hoogstens zeggen: “Ik weet dat het grootste gedeelte van de tijd dat het elektron dáár is”. Dat ‘daar’ is een groter gebied dan dat dunne lijntje dat je tekent.

Een theoretisch chemicus (ofwel, een kwantumchemicus) berekent waar elektronen zijn en waar ze mee bezig zijn. Hij/Zij weet dat je een elektron beter kan beschrijven als een golf. De wetten van Newton werken slecht voor voorwerpen met een kleine massa en een hoge snelheid. Als de kwantumchemicus dan ook in gedachten houdt dat een reactie (spontaan) kan verlopen als de (vrije) energie van een (gesloten) systeem verlaagd wordt, is hij eigenlijk al bijna klaar.

Is het antwoord op de vraag ‘Wat is chemie?’ nu volledig beantwoord? Ik denk het wel. Sterker nog, veel te nauwkeurig. Door de eeuwen heen hebben chemici een enorme set aan (empirische) vuistregels en minder exacte theorieën opgezet. En dat is prima, want waarom zou je willen berekenen waar de elektronen blijven, als je de baan van een vallende knikker wil berekenen?

Film van Molecular Modeling Basics