Скачать 248.54 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ФГБОУ ВПО «ОмГПУ») РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «ВВЕДЕНИЕ В ХИМИЮ. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА» Направление подготовки Педагогическое образование___ Профили подготовки Химия и Безопасность жизнедеятельности, Биология и Химия Омск, 2012 Составитель (и):К.х.н., доцент кафедры химии и методики препод. химии Анфингер Эдуард Михайлович/____ (уч. степ., уч. звание, должность) (Ф.И.О) (подпись) Рабочая программа составлена на основании Федерального государственного образовательного стандарта 2011 года и рассмотрена на заседании кафедры химии и методики преподавания химии «__» ___________________ 20__ г. Протокол № __ Заведующий кафедрой:Д.п.н., профессор Курдуманова О.И._/____________ (уч. степ., уч. звание) (Ф.И.О) (подпись) Рабочая программа утверждена на заседании учебно-методической комиссии факультета естественнонаучного образования «__» ___________________ 20__ г. Протокол № __ Председатель учебно-методической комиссии:_________________________________________________/____________ (уч. степ., уч. звание, должность) (Ф.И.О) (подпись) Курс: 1 Форма обучения: очная Трудоёмкость: 3 зачётных единицы Количество аудиторных занятий: 72 часа Из них: лекций – 36 часа лабораторных занятий – 36 часов Количество внеаудиторных занятий – 98 часов Форма промежуточной аттестации: экзамен – 1 зачётная единица Дисциплина «Введение в химию. Строение вещества» включена в вариативную часть цикла профессионального дисциплин в структуре основной образовательной программы подготовки бакалавров по направлению 050100.62 Педагогическое образование, профили подготовки «Химия и Безопасность жизнедеятельности», «Биология и Химия». Целью освоения дисциплины является теоретическая и практическая подготовка студентов на базе современных тенденций развития химической науки по фундаментальным разделам химии: основным понятиям, законам стехиометрии, строению атома, квантово-механической теории химической связи и агрегатному строению вещества. Эти вопросы курса химии являются базисом для освоения студентами старших курсов специальных химических дисциплин: неорганической, аналитической, физической, органической и биологической химии, входящих в учебный план подготовки бакалавров по направлению 050100.62 Педагогическое образование (профили подготовки «Химия и Безопасность жизнедеятельности», «Биология и Химия») в соответствии с ФГОС ВПО третьего поколения, утверждённого приказом Минобрнауки России 17.01.2011 г. № 46. Знание данных вопросов химии обеспечивает решение бакалаврами задач будущей профессиональной деятельности. Задачами курса являются: – изучение основных химических понятий, законов стехиометрии и их использование при решении практических задач, современных представлений о строении атомов, молекул и вещества в конденсированном состоянии, периодической системы и периодического закона Д. И. Менделеева, закономерностей изменения свойств химических соединений от положения составляющих их элементов в периодической системе; – формирование химического мышления на основе современных тенденций развития химии, навыков в проведении химического эксперимента, описанию его результатов, соблюдению правил техники безопасности, решению химических задач, профессиональных навыков педагогической деятельности. Ожидаемые результаты: Освоение дисциплины направлено на формирование у бакалавра в соответствии с целями основной образовательной программы и задачами профессиональной деятельности следующих общекультурных и специальных компетенций:
В результате изучения дисциплины студент должен: знать:
уметь:
владеть:
Бакалавры приобретут: знания:
умения:
овладеют следующими компетенциями:
Принципы отбора содержания и организации учебного материала Курс «Введение в химию. Строение вещества» является одной из фундаментальных естественнонаучных дисциплин, который обеспечивает непрерывность образования при переходе от школы к вузу и является базой для изучения всех последующих химических дисциплин, включённых в учебный план бакалавров: неорганической, аналитической, физической, органической, биологической химии и методики преподавания химии. Отбор содержания учебного материала и его организация обусловлены принципами развития высшего профессионального педагогического образования и задачами подготовки бакалавра химического образования:
Междисциплинарные связи Курс предполагает междисциплинарные связи со следующими дисциплинами и разделами курсов:
Биология – охрана окружающей среды. Образовательные технологии В соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению «Педагогическое образование», профили подготовки «Химия и Безопасность жизнедеятельности», «Биология и Химия» в программе курса «Введение в химию. Строение вещества» предусмотрено использование в учебном процессе активных форм проведения занятий и организации самостоятельной работы. В частности, наряду с классическо-лекционной, используются личностно-ориентированные, объяснительно-иллюстративные, проблемно-поисковые, эвристические технологии. Кроме этих технологий в процессе учебной работы применяется обучение с использованием различных технических средств, обучение по книге, при организации самостоятельной работы студентов широко используются система «консультант», индивидуальный подход и дополнительно привлекаемые информационные ресурсы. Информационно-коммуникационные технологии (интерактивное общение через портал вуза http://edu.omgpu.ru). Текущая аттестация качества усвоения знаний Текущая аттестация студентов осуществляется индивидуально по бально-рейтинговой системы согласно технологической карте. Использование бально-рейтинговой системы оценки достижений позволяет оценить индивидуальную динамику формирования компетенций бакалавра в соответствии с видом профессиональной деятельности см. Технологическую карту УМК дисциплины). В ходе текущей аттестации для оценки результатов освоения студентами курса «Введение в химию. Строение вещества» используются устные и письменные формы аттестации:
Результаты устных ответов и письменных отчётов и контрольных работ отражаются в электронном журнале и технологической карте студента на образовательном портале университета. Промежуточная аттестация качества усвоения знаний Промежуточная аттестация студентов по курсу «Введение в химию. Строение вещества» предполагает проведение экзамена. Этому экзамену предшествует репетиционный экзамен по всем разделам курса, который проводят магистранты второго года обучения для первокурсников бакалавриата. Этот экзамен носит обучающий характер и позволяет психологически подготовить первокурсников к сдаче экзамена преподавателю. Оценка, полученная студентами на этом экзамене, не учитывается при сдаче экзамена преподавателю. Официальный экзамен проводится в устной форме. Один вопрос об электронной структуре атома носит тестовый характер, а второй вопрос теоретического плана требует развёрнутого, обоснованного ответа с выводами формул и примерами из лабораторного практикума. Использование бально-рейтинговой системы оценки достижений студента в процессе формирования текущей аттестации позволяет при промежуточной аттестации оценить индивидуальную динамику формирования общекультурной и специальных компетентностей будущего бакалавра образования. Тематический план дисциплины
Основное содержание (по разделам, темам, модулям) Модуль 1. Введение в химию Предмет химии. Уровни организации вещества, изучаемые химией: атомы, молекулы, конденсированные системы. Методы химии. Связь химии с другими естественными науками. Роль химии в развитии производительной силы общества. Химическое производство и экологические проблемы. Значение химии как учебного предмета в образовании и воспитании молодежи. Педагогическая деятельность великих ученых-химиков.*** Модуль 2. Основные химические понятия 2.1. Химический элемент, атом и атомные системы (атомные частицы: атомный радикал, атомный ион, атомный ион-радикал), простое и сложное вещество, химическое соединение, молекула. Химическая формула. Валентность. Химический эквивалент. Абсолютная и относительная атомная и молекулярная массы. Эквивалентная масса.* 2.2. Химическая метрология. Единицы измерения в химии. Моль, молярная масса и молярный объем*. 2.3. Основные законы атомно-молекулярного учения (законы стехиометрии): закон сохранения массы и энергии; закон постоянства состава; закон кратных отношений; закон эквивалентов, закон простых объемных отношений, закон Авогадро. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Границы применимости законов стехиометрии. Соединения постоянного и переменного состава*. 2.4. Химические реакции. Уравнения химических реакций. Стехиометрические расчеты с использованием величин масс и объемов веществ.* 2.5. Экспериментальные методы определения атомных и молекулярных масс, эквивалентов простых и сложных веществ. Установление химических формул химических соединений. ** Модуль 3. Основы теории строения атома 3.1. Экспериментальные обоснования представлений об атоме как сложной системе*. Открытие электрона*. Радиоактивность. Основные характеристики α, β и γ лучей*. Модель атома Томсона*. Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц. Планетарная модель атома. Ее достоинства и недостатки. 3.2. Атомное ядро. Основные элементарные частицы. Ядро как динамическая система протонов и нейтронов. Устойчивые и неустойчивые ядра. Радиоактивный распад ядер. Период полураспада. Правило сдвига. Радиоактивные ряды. Химический элемент. Изотопы, изобары, изотоны. Ядерные реакции и превращения химических элементов. Дефект массы. Искусственная радиоактивность. «Меченые» атомы и их применение*. 3.3. Исходные теоретические и экспериментальные предпосылки разрешения внутренних противоречий планетарной модели. Корпускулярно-волновой дуализм излучения. Кванты. Уравнение Планка. Объяснение фотоэффекта Эйнштейном. Фотоны. Спектры атомов. 3.4. Теория атома водорода по Бору. Объяснение спектра атома водорода. Внутренние противоречия теории атома водорода по Бору. Корпускулярно-волновой дуализм частиц. Волны де Бройля. Принцип неопределенности Гейзенберга. Понятие о волновом уравнении Шредингера. 3.5. Квантомеханическая модель атома водорода. Квантовые числа как параметры, определяющие состояние электрона в атоме. Главное, орбитальное, магнитное, квантовые числа. Физический смысл квантовых чисел. Атомные орбитали (АО). Основное и возбужденное состояние. Выражденные состояния. Вид атомных s-, p-, d- и f-орбиталей. Собственные угловой и магнитный моменты электрона (спин) и спиновое квантовое число. Емкость электронных слоев. 3.6. Многоэлектронные атомы. Три принципа заполнения орбиталей в атомах: принцип наименьшей энергии, принцип (запрет) Паули, правило Гунда. Порядок заполнения атомных орбиталей. Правило Клечковского. Электронные формулы. Символическая и графическая формы записи электронных формул. 3.7. Свойства изолированных атомов. Атомные радиусы (ковалентные, металлические, орбитальные и др.). Энергия ионизации. Сродство к электрону. Электроотрицательность. Относительная электроотрицательность. Условные ионные радиусы. Магнитные свойства атомов. Диамагнетизм и парамагнетизм. Модуль 4. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева 4.1. Жизнь и научно-педагогическая деятельность Д.И.Менделеева.* 4.2. Систематизация и классификация фактов как необходимый этап развития науки. Первые попытки классификации химических элементов.* 4.3. Открытие периодического закона Д.И. Менделеевым.* Принцип построения естественной системы элементов. Использование Д.И. Менделеевым метода интерполяции для исправления атомных масс и предсказания свойств еще не открытых элементов. Экспериментальное подтверждение теоретических предсказаний Д.И. Менделеева. Характеристические рентгеновские спектры атомов. Закон Мозли. Заряды ядер атомов и их порядковый номер. 4.4. Связь положения элемента в периодической системе с электронным строением его атома. Особенности электронных конфигураций атомов элементов главных и побочных подгрупп. Элементы s-, p-, d- и f-семейств. 4.5. Современная формулировка периодического закона. Периодическая система как естественная система элементов. Короткая и длинная формы периодической системы. Другие формы периодической системы. *** Периоды, группы, подгруппы. Семейства элементов. Полные и неполные электронные аналогии. 4.6. Связь свойств элементов с их положением в периодической системе. Периодически и непериодически изменяющиеся свойства элементов. Изменение величин радиусов, энергий ионизации, сродства к электрону и электроотрицательности атомов элементов с ростом зарядов их ядер. Периодичность изменения свойств элементов как проявление периодичности изменения электронных конфигураций атомов. Виды периодичности. 4.7. Значение открытия периодического закона в развитии науки.* Раскрытие в периодической системе всеобщей естественной взаимосвязи между химическими элементами. Периодическая система как отражение переходов количественных изменений в качественные.* Границы и эволюция периодической системы. Модуль 5. Химическая связь 5.1. Краткий очерк эволюции взглядов на сущность химической связи. Основные характеристики химической связи: длина, энергия, направленность, валентный угол, кратность (порядок), полярность и поляризуемость, дипольный момент, коротко- и длиннодействующие связи. Основные типы химической связи. Методы определения структуры веществ.*** 5.2. Ковалентная связь. Квантомеханические методы ее трактовки. Приближенный характер этих методов. 5.3. Метод валентных связей (МВС). Физическая идея метода: образование двухцентровых, двухэлектронных связей, принцип максимального перекрывания АО. Два механизма образования ковалентной связи: обобщение неспаренных электронов разных атомов и донорно-акцепторный механизм. Дативная связь. Свойства ковалентной связи: насыщаемость, направленность, поляризуемость. Насыщаемость ковалентной связи. Ковалентность атомов элементов I-го, II-го, и III-го периодов. Направленность ковалентной связи. Гибридизация АО. Типы гибридизации и геометрия молекул. Полярность связей и полярность молекул. Дипольный момент связи Поляризуемость ковалентной связи. Зависимость поляризуемости связи от ее длины. Кратность (порядок) связи. Факторы, влияющие на прочность связи. 5.4. Метод молекулярных орбиталей (ММО). Физическая идея метода: делокализация электронной плотности между всеми ядрами. Основы метода МО в варианте ЛКАО. Молекулярные орбитали как линейная комбинация s- и p-атомных орбиталей. Связывающие и разрыхляющие МО. Принципы заполнения молекулярных орбиталей. Энергетические диаграммы и электронные формулы молекул. Формальное число (порядок) связей в молекуле. Гомонуклеарные молекулы, образованные элементами I и II периодов. Зависимость кратности, прочности и длины связи, а также магнитных свойств от характера заполнения МО. Объяснение парамагнетизма кислорода. Гетеронуклеарные двухатомные молекулы, образуемые элементами II периода. Сравнение методов ВС и МО. 5.5. Типы кристаллических решеток образуемых веществами с ковалентной связью в молекулах.* Свойства веществ с ковалентным типом связи. 5.6. Ионная связь. Механизм образования ионной связи. Свойства ионной связи. Область применимости ионной модели. Ионные кристаллические решетки.* Поляризация и поляризующее действие ионов, их влияние на свойства веществ***. Свойства вещества с ионным типом связи. 5.7. Основные понятия химии комплексных соединений. Природа химической связи в комплексных соединениях. Рассмотрение ее с позиций метода валентных связей. Теория кристаллического поля***. Спектрохимический ряд***. Низкоспиновые и высокоспиновые комплексы***. Теория поля лигандов***. 5.8. Межмолекулярные взаимодействия. Силы Ван-дер-Ваальса. Дисперсионный, диполь-дипольный (ориентационный) и индукционный эффекты межмолекулярных взаимодействий. 5.9. Водородная связь. Механизм образования водородной связи. Межмолекулярная и внутримолекулярная водородные связи. Свойства водородной связи. Влияние водородной связи на свойства веществ. Роль водородной связи в биологических процессах.* 5.10. Металлическая связь Особенности электронного строения атома элементов, способных к образованию металлической связи. Механизм образования металлической связи: модель «свободного электрона»; основы зонной теории твёрдого тела. Металлы, полупроводники, изоляторы. Свойства металлической связи и веществ с металлической связью. 5.11. Современные представления о валентности, координационном числе, эффективном заряде и степени окисления атомов в химических соединениях.* Модуль 6. Агрегатное состояние вещества 6.1. Твёрдое состояние: аморфные и кристаллические вещества. Кристаллы и кристаллические решётки. _________________________________________________________________________ * Данные разделы программы выносятся для самостоятельного изучения ** Ответ на вопрос, выделенный курсивом (здесь и далее) предполагает знание соответствующих лабораторный работ. *** Данные разделы программ предназначены для углубленного изучения материала и не являются обязательными для студентов 1 курса 6.2. Жидкое состояние: жидкости и жидкие кристаллы. 6.3. Газообразное состояние. 6.4. Плазменное состояние. Основные понятия (тезаурус) Модуль 1. Введение в химию: химия, предмет химии. Модуль 2.Основные химические понятия. Законы стехиометрии: символ химического элемента, атом, атомная единица массы, относительная атомная масса, молекула, относительная молекулярная масса, моль, молярная масса, число Авогадро, химическая формула, простое вещество, сложное вещество. Модуль 3. Основы теории строения атома. Атомное ядро: атомные системы, структура атома, элементарные частицы, атомное ядро, радиоактивность, ядерные реакции, электронная оболочка атома, атомные спектры, модели строения атома, квантовая теория строения электронной оболочки атома, природа электрона, уравнение Планка, уравнение Эйнштейна, волны де Бройля, принцип неопределённости Гейзенберга, уравнение Шрёдингера, атомная орбиталь, квантовые числа, многоэлектронные атомы, принципы заполнения электронами атомных орбиталей, правила Клечковского, электронные формулы и энергетические диаграммы атомов. Модуль 4. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева: периодический закон, периодическая система Д.И. Менделеева, формы периодической системы, структура периодической системы, периоды, группы и подгруппы химических элементов, семейства элементов, электронные аналоги, виды периодичности, свойства изолированных атомов. Модуль 5. Химическая связь: основные понятия, ковалентная связь, метод валентных связей, механизмы образования и виды связей, свойства ковалентной связи, гибридизация, метод молекулярных орбиталей, виды молекулярных орбиталей, порядок заполнения молекулярных орбиталей, энергетические диаграммы и электронные формулы молекул; ионная связь, степень ионности связи, свойства ионной связи; металлическая связь, механизмы образования и свойства металлической связи; межмолекулярное взаимодействие, Ван-дер-Ваальсовы силы сцепления; водородная связь, механизм образования и свойства водородной связи; основные понятия о комплексных соединениях, теории химической связи в комплексных соединениях (метод валентных связей, теория кристаллического поля, теория поля лигандов). Модуль 6. Агрегатное состояние вещества: твёрдое, жидкое, газообразное и плазменное состояние веществ. Организация самостоятельной работы студентов На организацию самостоятельной работы студентов по курсу «Общая химия. Строение вещества» отводится около 90% учебного времени от общей трудоёмкости. Сопровождение самостоятельной работы студентов по данному курсу организовано с использованием образовательного портала ОмГПУ в следующих формах: – задание: позволяет загружать выполненные задания и представлять их на проверку преподавателю в виде эссе, реферата, презентации и т.д.; – тезаурус: позволяет студентам проводить поиск различных определений и формировать их в определённой последовательности; – тест: состоит из различного типа вопросов, ответы на которые предполагают короткий ответ, множественный выбор, выполнение вычислений и т.д.; – форум: интерактивное средство коммуникации между участниками курса, предназначенное для обмена информацией как между самими студентами, так и между студентами и преподавателем. Учебно-методическое и информационное обеспечение курса а) основная литература:
б) дополнительная литература 1. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. – М.: Интеграл-Пресс, 2005. – 240 с. в) Internet ресурсы
|
Рабочая программа пропедевтического курса химии 7 класс «Введение в химию. Вещества» Рабочая программа пропедевтического учебного курса «Введение в химию. Вещества» разработана на основе | Рабочая программа дисциплины Целью изучения дисциплины является освоение теоретическими основами дисциплины «Биохимия» по разделам: строение и состав структурных... | ||
Рабочая программа дисциплины Целью изучения дисциплины является освоение теоретическими основами дисциплины «Биохимия животных» по разделам: строение и состав... | «Строение вещества. Механическое движение. Плотность вещества» Повторительно-обобщающий... Цель урока: закрепить полученные знания о строении вещества, механическом движении тела и плотности вещества; показать практическое... | ||
Учебно-методический комплекс Строение вещества и кристаллохимия Рабочая программа дисциплины по специальности 08. 00. 10 – "Финансы, денежное обращение и кредит" | Реферат Тема: Содержание понятия «строение вещества», «структура... Тема: Содержание понятия «строение вещества», «структура вещества», «строение молекул». Упорядоченные и неупорядоченные структуры... | ||
Конспект урока физики в 7 классе Тема: Строение вещества. Молекулы.... Образовательные: вызвать объективную необходимость изучения нового материала; способствовать овладению знаниями по теме «Строение... | Программа по дисциплине «Биохимия» Целью изучения дисциплины является освоение теоретическими основами дисциплины «Биохимия» по разделам: строение и состав структурных... | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Примерной программы курса «Введение в химию. Вещества» для 7 класса общеобразова-тельных учреждений (авторы О. С. Габриелян, И. Г.... | Рабочая программа учебной дисциплины физика Образовательные: вызвать объективную необходимость изучения нового материала; способствовать овладению знаниями по теме «Строение... | ||
1. Строение вещества. Молекула. Атом. Три состояния вещества Количество теплоты при нагревании и охлаждении. Удельная теплоемкость твердых тел, жидкостей и газов | Темы рефератов по дисциплине Строение вещества для группы ах-07-1 Татевский В. М. Строение молекул и физико-химические свойства молекул и веществ. М.: Изд. Московского университета, 1993 | ||
Методические рекомендации по использованию разработки Охватывает знания, полученные учениками ранее – периодическая система Д. И. Менделеева, строение атома, строение вещества, типы химических... | Тема: Строение атомов, химическая связь и строение молекул Рабочая программа дисциплины по специальности 08. 00. 10 – "Финансы, денежное обращение и кредит" | ||
Темы рефератов по курсу «Анатомия цнс» Большой (конечный) мозг. Строение и функции плаща, базальных ядер, обонятельного мозга, желудочков. Состав подкоркового белого вещества.... | Введение в биологическую химию. Количественное определение белка в растворе 5 Практические и лабораторные занятия по биологической химии для студентов медико-биологического факультета |