Учебно-методический комплекс дисциплины ен. Ф. 04. Общая химия основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) 050102 «Биология-География»
Скачать 1.23 Mb.
|
1.6.2 Содержание разделов дисциплины ТЕМА 1. Введение. Химия как наука. Основные этапы развития химической науки. Место химии в системе естественных наук, представления об интеграции химии с геологией, биологией и другими естественными науками. Роль химии как производительной силы общества. Современные масштабы и темпы развития промышленности. Рациональное использование природных ресурсов и охрана окружающей среды. Взаимодействие человека и биосферы. Основные экологические проблемы, связанные с химическим загрязнением окружающей среды: разрушение озонового слоя, угроза парникового эффекта, выпадение кислотных осадков и т.п. Информационные системы наблюдений за изменениями в окружающей природе для предотвращения антропогенных последствий. Стратегия безопасного развития цивилизации. Ресурсосберегающие и безотходные технологии - основной путь решения глобальных экологических проблем. Роль фундаментальной химической науки в решении проблем химии окружающей среды. ТЕМА 2. Основные химические законы. Основные химические понятия: атом, молекула, химический элемент, химическая реакция. Закон сохранения материи и энергии. Химическая и другие формы движения материи. Моль как мера количества вещества. Закон Авогадро и его следствия. Мольный объём газа и его использование в расчётных задачах. Переходы от массы и объёма вещества к количеству вещества и обратно при нормальных и нестандартных условиях. Стехиометрические законы. Законы идеальных газов. Периодическая закон и периодическая система элементов и порядковый номер элемента как его важнейшая характеристика. Общенаучное и философское значение периодического закона Д.И. Менделеева. Периоды и группы. Расположение металлов и неметаллов в периодической системе. Распространение химических элементов в земной коре. Химический состав отдельных геосфер. Вывод формул химических соединений. Относительные атомные и молекулярные массы. Определение молярных масс газообразных веществ по относительной плотности газов и по уравнению Менделеева – Клайперона. Определение количества структурных единиц вещества в его навеске или объёме. Мольные и объёмные отношения веществ в уравнениях химических реакций. Эквиваленты элементов и сложных веществ. Эквивалентные объёмы газов. Расчёты масс и объёмов веществ, а также их молярных масс на основании закона эквивалентов. ТЕМА 3. Строение атома. Современные представления о строении атома, s-, p-, d- орбитали, их конфигурации и энергетические характеристики. Квантовые числа. Порядок заполнения орбиталей электронами. Принцип неопределённости Гейнзенберга, принцип Паули, правила Хунда и Клечковского. Основные параметры атомов: заряд, радиус, потенциал ионизации, сродство к электрону и электроотрицательность. ТЕМА 4. Радиоактивность химических элементов. Радиоактивность. Ядерная модель атома. Строение ядра. Изотопы. Стабильные и нестабильные изотопы. Виды радиоактивного излучения, радиоактивный распад α- распад , β- распад , примеры распада радона - 222 , йода - 131 , стронция - 90. Естественная и искусственная радиация, ее источники. Действие радиоактивного излучения на живые организмы. (Биоаккумуляция, биологическая взаимозаменяемость элементов.) Линейная и пороговая модели действия радиоактивного излучения на человеческий организм. Дозы облучения и радиобиологический эффект. Проникающая способность различных видов излучения. Проблемы ядерной энергетики. ТЕМА 5. Классификация неорганических соединений. Номенклатура. Общие химические свойства соединений разных классов. Степени окисления элементов. Генетическая связь между классами неорганических соединений. Составление уравнений химических реакций по схемам «цепочки соединений». Определение степеней окисления элемента в соединениях и написание формул веществ по названиям. Вычисления по уравнениям химических реакций: если один из реагентов содержит примеси; протекающих в растворах; вычисление количественного состава газовых смесей, если в них протекают химические реакции; с учётом практического выхода продукта. ТЕМА 6. Химическая связь. Основные характеристики химической связи: длина связи, энергия связи, валентные углы. Характеристики взаимодействующих атомов: орбитальный и эффективный радиусы, потенциал ионизации, сродство к электрону, их зависимость от положения в периодической системе. Типы химической связи: ионная, ковалентная, донорно - акцепторная, водородная, металлическая. Метод валентных связей. Примеры его применения для описания строения простейших химических соединений. Гибридизация атомных орбиталей (АО): δ- и π - связи. Пространственное строение молекул. Химическая связь с позиций метода молекулярных орбиталей (ММО). Связывающие и разрыхляющие МО. Энергетические диаграммы двух атомных гомо - и гетероядерных молекул. (Сравнительная устойчивость компонентов атмосферы О2 , N2, CO2 и полютантов CO, NOх, SO2) . Молекулярные ионы и радикалы. Полярные и неполярные молекулы. Дипольный момент молекулы. ТЕМА 7. Химическая термодинамика. Энергетика и направленность химических процессов. Внутренняя энергия веществ. Энтальпия. Стандартные условия. Тепловой эффект химических реакций при постоянном давлении и при постоянном объёме. Теплота образования и теплота сгорания вещества на примерах реакций образования оксида серы (IV) при выплавке серных руд, при сжигании серосодержащих топлив, при образовании оксидов азота в двигателях самолётов и автомобилей. Источники теплового загрязнения. Формы и пути поступления загрязнителей в ОС. Закон Гесса: на примере реакции, описывающей эрозию мрамора и известняка. (Опосредованное воздействие на окружающую среду, эрозию минералов, почв, кислотные дожди). Энтропия. Изменение энтропий в реакциях. Энергия Гиббса. Направление протекания химических процессов. ТЕМА 8. Химическая кинетика. Скорость химической реакции. Закон действующих масс. Константа скорости химической реакции. Порядок и молекулярность химических. Механизм реакций. Лимитирующая стадия на примере реакции окисления оксида азота (II) в оксид азота (IV). Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Зависимость химической реакции от температуры. Энергия активации. Уравнение Аррениуса. Гомогенный и гетерогенный катализ на примере реакций разложения озона по “ хлорному циклу” и по “азотному циклу.” Обратимость химических реакций на примере равновесий в морской воде с участием растворённого углекислого газа. 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). Правило Ле – Шателье: на примерах реакций фотосинтеза и процессов в почвах – замещение протонов из ОН – групп на поверхности глины на ионы металла. (Опосредованное воздействие на ОС: кислотные дожди, вымывание, выщелачивание почв. Защита ОС: очистка сточных вод на природных сорбентах, физико – химические методы очистки.) Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса. Диаграммы состояния воды. ТЕМА 9. Растворы неэлектролитов и электролитов. Общие сведения о растворах. Твёрдые и жидкие растворы. Водные и неводные растворители. Энергетика процессов растворения. Зависимость растворения от температуры на примерах растворения CO2, О2 в воде. Зависимость растворения от природы и свойств растворителя на примерах растворения ртути; Растворы неэлектролитов. Законы Рауля и Генри. Эбулиоскопия и криоскопия. (Примеры очистки сточных вод от фенола вымораживанием, очистки сточных вод методом обратного осмоса.) Осмос и осмотическое давление. Закон Вант – Гоффа; Растворы электролитов. Сильные и слабые электролиты. Основные положения электролитической диссоциации Аррениуса. Степень и константа диссоциации на примере диссоциации угольной кислоты. Закон разбавления Оствальда. Активность иона. Ионная сила раствора. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Буферные растворы. Карбонатная буферная система Мирового океана. Буферные системы в почвах. Труднорастворимые электролиты. Гидролиз водных растворов солей. Константа и степень гидролиза на примерах использования солей железа и алюминия для очистки сточных вод от взвешенных частиц. Произведение растворимости. Условия осаждения и растворения осадка – на примерах реакций связывания углерода и фосфора в природе. ТЕМА 10. Дисперсные системы. Основные особенности коллоидного состояния материи, классификация коллоидных систем, понятие о дисперсности. Получение коллоидных систем: конденсация и диспергирование, химические способы получения. Классификация дисперсных систем. Коллоидные растворы. Строение мицеллы. 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. Поверхностные явления в дисперсных системах. Избыточная поверхностная энергия и поверхностное натяжение на границе раздела фаз, уравнение Гиббса. 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. Устойчивость коллоидных систем. Агрегативная и седиментационная устойчивость. Факторы стабилизации дисперсных систем. Коагуляция коллоидных систем. Факторы, вызывающие коагуляцию, коагуляция электролитами. Теории коагуляции: адсорбционная и электростатическая. Микрогетерогенные системы. Эмульсии. Пены. Аэрозоли, Дымы и туманы. 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.) ТЕМА 11. Окислительно – восстановительные свойства веществ. Основы электрохимии. Равновесие на границе металл – раствор. Электродный потенциал. Ряд напряжений металлов. Уравнение Нерста. Гальванические элементы. Электролиз расплавов и водных растворов и солей. Инертные и активные электроды. Примеры использования олова, цинка и магния для защиты железа от коррозии; извлечение меди и железа из халькопирита. ( Защита ОС , защита от коррозии, малоотходные, безотходные технологии, допустимая антропогенная нагрузка) Окислительно - восстановительные реакции. Важнейшие окислители и восстанови-тели. Стандартные окислительно - восстановительные потенциалы. Направление протекания окислительно – восстановительных реакций. Примеры реакций, протекающих при очистке сточных вод от соединений хрома; примеры процессов, протекающих при очистке дымовых газов от оксида серы (IV) аммиаком, пример аэробного разложения мочевины. (Окислительно–восстановитель-ные реакции в мониторинге и защите ОС; аэробное и анаэробное окисление; экологически чистые окислители, электрохимический. Метод очистки сточных вод.) ТЕМА 12. Комплексные соединения. Влияние комплексообразования на растворение. Важнейшие комплексообразователи и лиганды. Номенклатура комплексных соединений. Изомерия комплексов. Константа нестойкости комплексного иона. Примеры реакций, используемых при очистке дымовых газов от оксида азота (II), 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) |
