Учебно-методический комплекс дисциплины ен. Ф. 04. Общая химия основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) 050102 «Биология-География»
Скачать 1.23 Mb.
|
РАЗДЕЛ 3. Содержательный компонент теоретического материала.Лекция 1. Основные химические понятия и законы.Введение. Задачи, стоящие перед химической наукой; отличительные особенности изучения химии в вузе. Место химии в ряду наук о природе, ее связь с другими естественнонаучными достижениями. Развитие "пограничных" наук.1.1. Международная система единиц физических величин и ее применение в неорганической химии. Основные единицы системы СИ. Масса, объем и плотность вещества, давление, концентрация, энергетические величины. 1.2. Атомно-молекулярное учение. Современная система атомных масс. Изотопы и изобары. Атомная масса и массовое число изотопа. Изотопный состав элемента. Простые и сложные вещества. Молекулярная масса. Индивидуальные вещества и их смеси. Химическая классификация чистоты веществ. 1.3. Стехиометрия химических реакций. Стехиометрические законы. Стехиометрические уравнения. Моль - единица количества вещества. Эквивалент. Закон эквивалентов. Способы выражения концентрации растворов. 1.4. Современная номенклатура неорганических веществ. Химические элементы. Простые вещества. Ионы; различные классы соединений. Кислоты и их соли, оксиды. Комплексные соединения. Лекция 2. Основы строения вещества.2.1. Строение атома. Понятие о квантовой механике. 2.2. Характеристика состояния электронов системой квантовых чисел, их физический смысл. Атомные орбитали для s-, p-, d- состояний электронов. 2.3. Принцип Паули. Максимальное число электронов в электронных слоях и оболочках. Правило Хунда. 2.4. Последовательность энергетических уровней и подуровней электронов в многоэлектронных атомах. Энергия ионизации, сродство к электрону. 2.5. Периодический закон Д.И.Менделеева и строение атомов элементов. Современная формулировка периодического закона. Структура периодической системы. 2.6. Заполнение электронных слоев и оболочек атомов. Периодическое изменение свойств элементов (вертикальная, горизонтальная и диагональная периодичности). Атомные и ионные радиусы, их зависимость от электронного строения и степени окисления. 2.7. Периодический закон как основа неорганической химии, его философское значение. Лекция 3.Химическая связь. 3.1. Ковалентная связь. Метод валентных связей. 3.2. Электроотрицательность. Свойства ковалентной связи; направленность и насыщаемость. Полярная ковалентная связь. Механизм образования ковалентной связи (обменный, донорно-акцепторный). Характеристика ковалентной связи: длина, прочность, валентные углы. 3.3. Понятие о нахождении средней энергии связи в сложных молекулах. Эффективные заряды атомов в молекулах. Дипольные моменты и строение молекул. 3.4. Основные положения метода валентных связей. Валентность элемента. 3.5. Ионная связь. Ионная связь как предельный случай ковалентной связи. Ненаправленность и ненасыщаемость ионной связи. Электростатическое взаимодействие ионов. Кривая потенциальной энергии для ионной молекулы. Понятие о расчете энергии ионной связи. Поляризация ионов. Зависимость поляризации ионов от типа электронной структуры, заряда и радиуса иона. Влияние поляризации ионов на свойства вещества, температуру плавления, термическую устойчивость. 3.6. Межмолекулярное взаимодействие. Природа межмолекулярных сил. Энергия межмолекулярного взаимодействия. Взаимодействие между полярными и неполярными молекулами: ориентационное индуктивное, дисперсионное (силы ван-дер-Ваальса). 3.7. Водородная связь. Межмолекулярная и внутримолекулярная, симметричная и асимметричная водородная связь. Энергия и длина связи. Влияние водородной связи на свойства вещества (температуру плавления, кипения, степень диссоциации в водном растворе и др.). 3.8. Строение вещества в конденсированном состоянии. Твердое, жидкое, газообразное, плазменное состояния; их особенности. Типы кристаллических решеток (атомная, молекулярная, ионная, металлическая). Природа связи между частицами в различных типах кристаллических решеток. Нестехиометрические соединения. Дальтониды и бертоллиды. Лекция 4-5. Химическая термодинамика. 1. Элементы химической термодинамики. Функции состояния. Понятие о химической термодинамике. 2.Внутренняя энергия и энтальпия, их физический смысл. 3.Термохимия зкзо- и эндотермические реакции. Термохимические уравнения. 4. Понятие о стандартном состоянии. Стандартные энтальпии образования веществ. 5. Закон Гесса и его следствия. Применение закона Гесса для вычисления энтальпий химических реакций, энергий связей в молекулах, энтальпий атомизации, энтальпий сгорания, энтальпий растворения и др. 6 Понятие об энтропии. Абсолютная энтропия и строение вещества. Изменение энтропии в различных процессах. Использование справочных данных для расчета характеристик различных процессов. 7. Химическое равновесие. Истинное и кажущееся равновесия, их признаки. Константа химического равновесия (Кр, Кс, Ка). 8. Энергия Гиббса, ее связь с энтропией и энтальпией. Изменение энергии Гиббса как характеристика равновесного состояния. Связь стандартного изменения энергии Гиббса с константой равновесия. 9. Равновесие в гомогенных и гетерогенных системах. Использование справочных данных для расчета стандартного изменения энергии Гиббса и константы химического равновесия. Связь изменения энергии Гиббса со стандартным изменением этой величины. 10. Критерий самопроизвольности процессов. Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье-Брауна. Влияние температуры, давления и концентрации реагентов на химическое равновесие. Лекция 6. Химическая кинетика. 6.1. Скорость химической реакции. Закон действующих масс. Константа скорости химической реакции. Порядок и молекулярность химических реакций. 6.2. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Зависимость химической реакции от температуры. 6.3.Энергия активации. Уравнение Аррениуса. 6.4. Гомогенный и гетерогенный катализ. 6.5. Гомогенные и гетерогенные равновесия. Константа равновесия на примерах образования азота ( II ) в двигателях внутреннего сгорания и очистки природного газа от серы до сжигания (безотходные технологии переработки сырья). 6.6. Правило Ле – Шателье. Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса. Диаграммы состояния воды. Лекция 7-8. Истинные растворы.1 Общие сведения о растворах. Твёрдые и жидкие растворы. 2. Водные и неводные растворители. 3. Энергетика процессов растворения. 4.Зависимость растворения от температуры на примерах растворения CO2, О2 в воде. Зависимость растворения от природы и свойств растворителя на примерах растворения ртути; 5. Растворы неэлектролитов. Процессы, сопровождающие образование жидких истинных растворов. Краткая характеристика межмолекулярных взаимодействий в растворах. 6. Закон Рауля. Идеальные и реальные растворы. Активность. Коэффициент активности как мера отклонения свойств компонента от поведения в идеальном растворе. 7. Кипение и отвердевание растворов. Эбулиоскопия и криоскопия. 8. Осмос и осмотическое давление. Закон Вант – Гоффа; Лекция 9. Гидролиз солей. 9.1 Ионное произведение воды. Водородный показатель. 9.2 Буферные растворы. Карбонатная буферная система Мирового океана. Буферные системы в почвах. 9.3 Гидролиз водных растворов солей. 9.4 Константа и степень гидролиза на примерах использования солей железа и алюминия для очистки сточных вод от взвешенных частиц. 9.5 Труднорастворимые электролиты. Произведение растворимости. 7.6 Условия осаждения и растворения осадка – на примерах реакций связывания углерода и фосфора в природе. Лекция 10. Растворы электролитов. 10.1. Растворы электролитов. Типы электролитов. 10.2. Ассоциированные и неассоциированные электролиты. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Сольватация ионов и молекул. 10.3. Определение степени диссоциации слабого электролита в растворе на основе измерений электропроводности. 10.4. Константа диссоциации; закон разбавления Оствальда. Ступенчатая диссоциация слабых электролитов. Влияние одноименных ионов на равновесие диссоциации слабого электролита в растворе. 10.5. Равновесие в системе, состоящей из насыщенного раствора электролита и его кристаллов. Кривая растворимости. 10.6.Произведение растворимости; условия осаждения и растворения малорастворимого электролита. Лекция 11-12. Дисперсные системы. 1. Основные особенности коллоидного состояния материи, классификация коллоидных систем, понятие о дисперсности. Основные положения термодинамики поверхностных явлений. Признаки объектов коллоидной химии. 2. Получение коллоидных систем: конденсация и диспергирование, химические способы получения. 3.Классификация дисперсных систем. 4. Коллоидные растворы. Строение мицеллы. 5.Молекулярно-кинетические и оптические свойства коллоидных систем. Броуновское движение, диффузия, распределение коллоидных частиц в гравитационном поле, седиментация. Осмотические свойства. Закономерности светорассеяния и светопоглощения, явление Тиндаля. 6. Поверхностные явления в дисперсных системах. Избыточная поверхностная энергия и поверхностное натяжение на границе раздела фаз, уравнение Гиббса. 7. Виды сорбции. Адсорбция и связь ее с поверхностным натяжением, поверхностно-активные вещества. Адсорбция из газовой фазы, изотерма Ленгмюра, строение адсорбционного слоя на границе раствор–газ. Адсорбция из растворов, обменная адсорбция, избирательная адсорбция, смачивание, флотация. 8.Устойчивость коллоидных систем. Агрегативная и седиментационная устойчивость. Факторы стабилизации дисперсных систем. 9. Коагуляция коллоидных систем. Факторы, вызывающие коагуляцию, коагуляция электролитами. Теории коагуляции: адсорбционная и электростатическая. 10. Микрогетерогенные системы. Эмульсии. Пены. Аэрозоли, Дымы и туманы. 11. Гели и студни. Явления синерезиса. Примеры образования плотной дымки, окутывающей промышленные города; реакций, описывающих процессы при возникновении химического и фотохимического смога. (Аэрозоли и загрязнение ОС: аэрозольный эффект, химический и фотохимический смоги.) Лекция 13-14. Окислительно-восстановительные свойства веществ. 1. Окислительно-восстановительные реакции. 2. Важнейшие окислители и восстановители. 3. Окислительно-восстановительные свойства элементов и их соединений и периодический закон. 4. Классификация реакций окисления-восстановления. Составление уравнений реакций окисления-восстановления. 5. Окислительно-восстановительный эквивалент. 6. Понятие об электродных потенциалах. Стандартные электродные потенциалы, э.д.с. окислительно-восстановительной реакции. Электродный потенциал. Ряд напряжений металлов. Уравнение Нерста. 7. Электролиз. Вычисление стандартного изменения энергии Гиббса окислительно-восстановительных реакции на основе данных э.д.с. 8.Гальванические элементы. Электролиз расплавов и водных растворов и солей. 9. Инертные и активные электроды. Примеры использования олова, цинка и магния для защиты железа от коррозии. Лекция 15. Комплексные соединения. 15.1. Химия комплексных соединений. Общие сведения о комплексных соединениях. 15.2 Комплексообразователь, лиганды, координационное число, внутренняя и внешняя сфера комплексного соединения. 15.3 Классификация комплексов. 15.4 Влияние комплексообразования на растворение. Важнейшие комплексообразователи и лиганды. 15.5 Номенклатура комплексных соединений. 15.6 Изомерия комплексов. Константа нестойкости комплексного иона. 15.7 Примеры реакций образования и распада окси - и карбоксигемоглобина. Воздействие СО на человека и животного. Токсичность. ЛД 50, ПДК. |
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. 14 Биологическая химия... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. 14, Сд. Ф. 14 Биологическая... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины фтд основы фитодизайна основная... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. 11, Сд. Ф. 11 Зоология... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины дс. 5 Экология почв основная... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины ен. Ф. 04. Химия: высокомолекулярные... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины сд. 8, Сд. Ф. 8 Анатомия... «Биология с дополнительной специальностью География» 050103. 00 «География с дополнительной специальностью Биология» | | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. Ф ботаника с основами... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины гсэ. В устойчивое развитие... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины фтд. 4, Сд. В микология основная... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины фтд. 5, Сд. В. 01 Альгология... Рецензенты: Макаров М. В., к б н., старший научный сотрудник лаборатории альгологии ммби кнц ран | | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. В 1, сд. В 1 водная токсикология... Автор программы: к б н., доцент, зав кафедрой биологии и химии Марина Николаевна Харламова |
| Учебно-методический комплекс дисциплины сд. 12, Сд. Ф. 12 Зоология... Автор программы: к б н., доцент, зав кафедрой биологии и химии Марина Николаевна Харламова | | Учебно-методический комплекс дисциплины фтд. 1 Основы кинезиологии... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины опд. Ф. 11 Основы коммуникативной... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. Ф. 6 Экономика физической... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
