Учебно-методический комплекс дисциплины «химия» Специальность

Скачать 0.97 Mb.

Название	Учебно-методический комплекс дисциплины «химия» Специальность
страница	5/8
Дата публикации	25.05.2015
Размер	0.97 Mb.
Тип	Учебно-методический комплекс

100-bal.ru > Химия > Учебно-методический комплекс

1 2 3 4 5 6 7 8

10. Текущий и итоговый контроль по дисциплине

10.1.Формы и методы текущего контроля

Текущий контроль осуществляется во время проведения лабораторных и практических занятий. Учитывается также посещение студентами лекций. Используется рейтинговая система оценки.

11. Рейтинговая оценка по дисциплине

Усвоение учебной дисциплины максимально оценивается в 100 рейтинговых баллов, которые распределяются по видам занятий в зависимости от их значимости и трудоемкости. По результатам текущей работы по дисциплине в течение семестра студент может набрать не более 70 баллов. На итоговый контроль отводится 30 баллов. Посещаемость занятий учитывается поправочным коэффициентом, равным отношением количества часов посещаемых занятий к плановым.

11.1. Распределение баллов по видам учебных работ

№ п/п	Наименование работ	Распределение баллов
1	Теоретический материал	30
2	Лабораторные работы	40
3	Практические занятия	40
4	Курсовое проектирование	Не предусмотрено
5	Индивидуальные домашние задания (РГЗ, реферат и т.д.)	Не предусмотрены
6	Контрольные работы	Не предусмотрены
7	Экзамен	30
Итого		100

11.2. Перевод баллов в пятибалльную шкалу

Отлично	85-100
Хорошо	71-84
Удовлетворительно	60-70
Неудовлетворительно	менее 60

Примечание. При набранной общей сумме баллов менее 40 по результатам третьей аттестации студент не допускается к итоговой аттестации по дисциплине.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)
Филиал в г. Арсеньеве

КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ

по дисциплине «ХИМИЯ»

151001.65 Технология машиностроения

г. Арсеньев

2011
Тезисы лекционных занятий

1. Тема лекции: Теоретическая основа химии. Стехиометрические законы химии.

Основное положения атомно-молекулярного учение.
Основные понятия химии.
Основные стехиометрические законы химии.

Тезисы лекции:

На протяжении всех этапов своего становления как науки, главной задачей химии сохранялось стремление объяснить устройство и многообразие окружающего мира. Соответственно уровню развития общества появлялись разные теории, объясняющие причины многообразия окружающей действительности. Лишь во второй половине 18 века, в результате исследований М.В. Ломоносова, химия формируется как наука, базирующаяся на точных количественных данных.

М.В.Ломоносов создает основу атомно-молекулярной теории, вводя такие понятия как «атом» и «молекула». Современная химия оперирует такими понятиями как атом, молекула, моль вещества, атомная масса, молекулярная масса, молярная масса, молярный объем (для газообразных веществ).

Фундаментам современной атомно-молекулярной теории являются стехиометрические законы и закон сохранения массы веществ. Стехиометрическими законами называют закон постоянства состава, закон эквивалентов, закон объемных отношений и закон кратных отношений.

В соответствии с типом кристаллической решетки, твердые неорганические вещества делятся на бертоллиды и дальтониды. Применение законов стехиометрии к любым химическим соединениям независимо от их структуры неправомерно. В настоящее время стехиометрические законы формируется с учетом единства молекулярной и немолекулярной форм существования вещества.

2. Тема лекции: Основные классы неорганических соединений. Основные типы химических реакций.

Основные неорганические соединения.
Химические реакции.

Тезисы лекции :

Оксиды: составы, название, классификация, формула, получения, физические и химические свойства. Основания: составы, название, классификация, формула, получения, физические и химические свойства. Щелочи. Кислоты: составы, название, классификация, формула, получения, физические и химические свойства. Основные свойства кислот. Соли: составы, название, классификация, формула, получения, физические и химические свойства. Пероксиды.

Химические реакции. Основные типы химических реакций: присоединения, разложения, обмена и замещения. Термические реакции. Необратимые и обратимые реакций. Основные критерии протекания химических реакций.

3. Тема лекции: Основы строения вещества. Современное представление о строении атома.

Тезисы лекции:

До конца 19 века в науке господствовало убеждение, что атом есть наименьшая частица простого вещества, предел его делимости. Однако открытие таких явлений, как радиоактивности, явления электролиза, открытие рентгеновских лучей, свидетельствовали о сложности строения атомов.

С того момента, как было установлено, что атом является сложной системой, усилия ученых были направлены на установление внутренней структуры атома. Появились первые модели атома: Томсона, Нагаоки, Павлова, Чичерина. Опыты Резерфорда (1911) по рассеянию a-частиц привели к планетарной модели атома: в центре сосредоточено положительно заряженное ядро очень малого размера, но большой массы, а вокруг вращаются отрицательно заряженные частицы (электроны). Недостатки планетарной модели привели к появлению модели Бора (1913).

Состояние электрона в атоме описывается четырьмя параметрами, которые называются, квантовыми числами. Главное квантовое число (n), характеризует энергию электрона или энергетический уровень, на котором он находится. Оно определяет размеры атомной орбитали и может принимать значения от 1 до ¥. Орбитальное квантовое число (l), характеризует различное электрическое состояние электронов в данном квантовом слое. Это квантовое число характеризует угловой момент количества движения электронов, зависит от главного квантового числа и принимает значения от 0 до n -1. Магнитное квантовое число m_l связано с магнитным моментом электрона и характеризует пространственную направленность АО относительно избранного направления или относительно направления магнитного поля. И, наконец, состояние электрона описывается спиновым квантовым числом s, характеризующим собственный магнитный момент электрона, обусловленный движением электрона, обусловленный движением электрона вокруг собственный оси.

Распределение электронов в атомах элементов определяется тремя основными положениями: принципом Паули, правилом Хунда, принципом наименьшей энергии.

4. Тема лекции: Периодический закон и его значения в изучений химии окружающей среды. Периодическая система.

Периодический закон.
Строение периодического закона
Периодичность свойств элементов.

Тезисы лекции :

Химические элементы. Открытие периодического закона. Современная формулировка периодического закона. Физический смысл периодического закона. Строение периодической системы Д.И.Менделеева. Период. Группа. Главная и побочная подгруппа. Периодическая система и электронное строение атомов. Валентность и степень окисления элементов главных и побочных подгрупп периодической системы Д.И. Менделеева. Распространенность химических элементов периодической системы в природе. Закономерности распределения биогенных элементов по s-, p- , d-, f- блокам периодической системы элементов Д.И.Менделеева.

5. Тема лекции: Химическая связь

Тезисы лекции:

Атомы в определенном качественном и количественном отношении объединяются в молекулы благодаря возникновению между ними химических связей. Химические связи между атомами различных элементов отличаются по своей природе: способу образования, энергии, длине и т.д. Исторически связи делятся на следующие типы: ковалентные, ионные и металлические.

Ковалентная связь может быть образована как обменным механизмом. Самым главным при образовании ковалентной связи по любому механизму является возникновение общей пары электронов для двух рассматриваемых атомов. Неполярной ковалентная связь получается в том случае, когда связывающиеся между собой атомы имеют одну и ту же электроотрицательность (Н₂, О₂ и т.д.)

Чем больше смещение связывающей электронной пары к одному из атомов, тем ближе связь к ионной. Чисто ионной связи не бывает, поскольку это пример научной абстракции, поэтому об этом виде связи можно говорить как о предельном случае полярной ковалентной связи. В отличие от ковалентной связи ионная связь является ненаправленной и ненасыщаемой.

Кроме перечисленных типов связи существует еще водородная связь. Атом водорода в соединениях с сильно электроотрицательными элементами приобретает значительный – избыточный положительный заряд и становится способным образовывать дополнительную связь с другими атомами электроотрицательных элементов. Наличие водородной связи приводит к образованию полимеров-ассоциатов типа (Н₂О)_n, (НF)_n и повышению температуры плавления и кипения веществ.

К характерным особенностям ковалентной связи относятся насыщаемость, направленность и поляризуемость. Определенная последовательность связей атомов в молекулах и их направленность в пространстве определяют геометрию молекулы.

6. Тема лекции: Основы химической термодинамики и кинетики.

Элементы химической термодинамики. Термохимия.
Скорость химических реакций.
Химическое равновесие.

Тезисы лекции:

Термохимия. Термохимические уравнения. Теплота образования. В качестве стандартных условий в термодинамике принимается температура 298К и давление 1,013·10⁵ Па. Теплоты образования в этих условиях называют стандартными, для многих веществ они приводятся в таблицах справочной литературы. Тепловые эффекты химических реакций связаны с изменением внутренней энергии системы при переходе от исходных веществ к продуктам реакции. Внутренняя энергия (U). Энтальпия. Изобарный, изотермический и изохорический процессы. Закон Гесса. Следствие из закона Гесса.. Энтропией S. Изобарно-изотермический потенциал. Энергия Гиббса. Самопроизвольное протекание химических процессов. Скорость химических реакций. Зависимость скорости химических реакций от природы вещества, концентрации, температуры, давления и присутствие катализатора. Энергия активации. Катализ. Виды катализаторов. Состояние системы, когда в ней протекают два противоположно направленных процесса с одинаковой скоростью, называют химическим равновесием. Каждое химическое равновесие устанавливается при определенном значении трех параметров, которые его характеризуют: 1) концентрация реагирующих веществ; 2) температура и 3) давление для газов. Изменение одного из этих параметров определяет характер внешнего воздействия на систему и приводит к нарушению равновесия. Направление смещения равновесия определяется правилом Ле Шателье.

7. Тема лекции: Растворы. Учение о растворах. Концентрации растворов и способы их выражения.

Тезисы лекции:

Растворы – гомогенные системы, состоящие из двух или более компонентов, состав которых в определенных пределах может непрерывно изменяться. Растворителем считают тот компонент, который в данных условиях находится в том же агрегатном состоянии, что и образующийся раствор. Если оба компонента в одинаковом агрегатном состоянии, то растворителем является тот компонент, который преобладает в растворе.

Растворение – сложный физико-химический процесс. В зависимости от природы растворителя и растворяемого вещества преобладает либо физическая, либо химическая сторона явления. Процесс растворения не есть простое статистическое распределение растворенного вещества в растворителе. Этот процесс обычно сопровождается: тепловым эффектом, изменением объема и иногда изменением окраски. Способы выражения концентрации растворов.

8. Тема лекции: Теория электролитической диссоциации.

Тезисы лекции :

Основные положения теории электролитической диссоциаций. Распад молекул электролитов на ионы в растворителях называется электролитической диссоциацией. Вещества, водные растворы и расплавы, проводящие электрический ток называются электролитами, а вещества водные растворы которые не проводят электрический ток – неэлектролитами. Степень диссоциации. Ионная сила. Константа диссоциаций. Слабы и сильные электролиты. Роль электролитов в процессах жизнедеятельности.

9. Тема лекции: Реакции ионного обмена. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Гидролиз солей.

Тезисы лекции:

Реакции ионного обмена. Вода является слабым электролитом. Константа диссоциации воды при 22⁰С составляет 1.8·10^-16. Ионные произведения воды K_w. Понятие кислая, нейтральная и щелочная среда приобретают количественный смысл. Еще удобнее для характеристики среды пользоваться логарифмами концентрации ионов H⁺ и OH^¯, взятыми с обратными знаками. Эти величины называются соответственно водородным и гидроксильным показателями и обозначаются символами рН и рОН.

Направление обменной реакции между двумя электролитами в растворе определяется возможностью образования их ионами:

Малорастворимого соединения, выпадающего в виде осадка;
Малодиссоциированного соединения, иона или устойчивой комплексной частицы;
Газа.

К процессам, идущим в сторону образования малодиссоциированных соединений, относятся также реакции нейтрализации. Гидролиз солей, или их обменное взаимодействие с водой, происходит лишь в тех случаях, когда ионы, образующиеся в результате электролитической диссоциации соли, - катион, анион или оба вместе – способны образовывать с ионами воды малодиссоциированные соединения. Количественной характеристикой гидролиза солей могут служить константы равновесия. К_равн·[H₂O]= К_{гидролиза}.

Константа гидролиза позволяет приближенно вычислить h – степень гидролиза соли, т.е. отношение числа молекул, подвергшихся гидролизу, к общему числу молекул соли, а также рН раствора.

10. Тема лекции: Комплексные соединения. Номенклатура.

Тезисы лекции:

К концу 19 в. накоплен большой материал по особой группе соединений, состав которых не находил объяснений с позиций классической теории валентности. В 1893г. Альфред Вернер предлагает координационную теорию, объясняющую устройство таких соединений, которые он называет комплексными.

В соответствии с теорией Вернера в каждом комплексном соединении различают внутреннюю и внешнюю сферу. Центральный элемент внутренней сферы комплекса, вокруг которого группируются ионы или молекулы, называют комплексообразователем или центральным атомом (ц.а.). Ионы или молекулы, координирующиеся возле ц.а. во внутренней сфере называются лигандами.

Число мест во внутренней сфере комплекса, которое может быть занято лигандами, называют координационным числом или координационной валентностью. Координационное число (к.ч.) зависит от центрального атома: чем больше радиус комплексообразователя, тем выше к.ч., чем больше степень окисления ц.а., тем выше к.ч.

Классифицировать комплексные соединения можно по разным признакам. По характеру заряда внутренней сферы комплексные соединения подразделяют на катионные, анионные и нейтральные. По характеру лигандов выделяют аквакомплексы, аммиакаты, ацидокомплексы, гидроксокомплексы, аминаты и т.д. Наличие циклов во внутренней сфере позволяет выделять циклические комплексы, которые обычно называют хелатами.

11. Тема лекции: Окислительно-восстановительные процессы в химии

Тезисы лекции:

Окислительно-восстановительными реакциями (ОВР) называют такие реакции, в ходе которых у атомов или ионов изменяется степень окисления.

Все ОВР в зависимости от того, между какими атомами и каких веществ происходит переход электронов, можно разделить на 4 группы: межмолекулярные, внутримолекулярные, реакции диспропорционирования, реакции компропорционирования.

Для составления уравнений ОВР используют метод полуреакций и метод электронного баланса.

Реакции окисления-восстановления могут протекать в различных средах: в кислой, нейтральной и щелочной.

Располагая металлы в порядке возрастания стандартных электродных потенциалов, получают ряд напряжений, или электрохимический ряд активности металлов. Электролиз растворов и расплавов. Коррозия металлов.

12. Тема лекции: Биогеохимические циклы важнейших элементов.

Тезисы лекции:

Элементы необходимые для построения и жизнедеятельности различных клеток и организмов, называют биогенными элементами. Общее представление о биогеохимических циклах элементов. Большой и малый круговорот биогенных элементов. Круговорт углерода, азота, серы, фосфора и тяжелых металлов в биосфере. Органогены. Макро- и микроэлементы. Ультрамикроэлементы. Пути поступления химических элементов в организм человека.

13.