Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры естественнонаучного образования протокол №10 «27»
Скачать 1.41 Mb.
|
| Химическое матриаловедение Направление — 050100.68. Педагогическое образованиеМагистерская программа – Химическое образованиеФорма подготовки (очная)Школа педагогики ДВФУ кафедра естественнонаучного образования курс 2 семестр 3 лекции 8 (час.) практические занятия 20 (час.) лабораторные работы не предусмотрены всего часов аудиторной нагрузки 28 (час.) самостоятельная работа 116 (час.) реферативные работы не предусмотрены контрольные работы не предусмотрены зачет 3 семестр экзамен не предусмотрен Рабочая программа составлена на основании требований федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (Приказ Министерства образования и науки РФ №35 от 14 января 2010г.). Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры естественнонаучного образования протокол № 10 « 27 » июня 2012 г. Заведующая кафедрой: Литвинова Е.А.  2012 г.Составитель: к.х.н., доцент Максина Н.В. Оборотная сторона титульного листа РУПД I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры: Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______ Заведующий кафедрой _______________________ __________________ (подпись) (и.о. фамилия) II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры: Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______ Заведующий кафедрой _______________________ __________________ (подпись) (и.о. фамилия) АННОТАЦИЯ Данный курс разработан для студентов 2 курса, обучающихся по направлению 050100.68. «Педагогическое образование», по профилю: «Химия» (очной формы обучения) в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по данному направлению и положением об учебно-методических комплексах дисциплин образовательных программ высшего профессионального образования (утверждено приказом и.о. ректора ДВФУ от 17.04.2012 №12-13-87). Дисциплина является обязательной, состоит из курса лекций и лабораторных занятий. Итоговый контроль предполагает зачет в третьем семестре. Дисциплина «Химическое материаловедение» входит в вариативную часть профессионального цикла. Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часов. Учебным планом предусмотрены лекционные занятия (8 часов), практические занятия (20 часов), самостоятельная работа студента (116 часов). Дисциплина реализуется на 2 курсе, в 3 семестре.Цель дисциплины: – сформировать представление о взаимосвязи между химическим строением, свойствами и практическим применением веществ и материалов. Задачи дисциплины: - изучить основные типы химической связи в твердых веществах - научиться объяснять свойства веществ и материалов на основе представлений о химической связи. Студент, изучивший дисциплину, должен: знать: - применение основных неорганических веществ и материалов, - общую характеристику неорганических веществ и материалов, - способы их получения. уметь: - использовать полученные знания для объяснения и прогнозирования свойств веществ и материалов; -оценивать перспективность применения материалов с позиции экологической безопасности и эффективности. владеть навыками: - анализа справочной литературы, - поиска, систематизации и обобщения источников химической и технической информации. Дисциплина направлена на формирование общекультурных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций выпускника: ОК-5; ПК-1; ПК-16: - способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе, в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-5); - способностью применять современные методики и технологии организации и реализации образовательного процесса на различных образовательных ступенях в различных образовательных учреждениях (ПК-1); - готовностью проектировать новое учебное содержание, технологии и конкретные методики обучения (ПК-16). I. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА Тема 1. Химическая связь в твердых телах (2 час.) Ковалентная связь. Силы Ван-дер-Ваальса, дисперсионное взаимодействие, ориентационное взаимодействие, индукционное взаимодействие. Водородная связь. Ионная связь. Атомные кристаллы. Металлическая связь. Сопоставление различных видов связи. Энергия связи. Тема 2. Анизотропия и симметрия кристаллов(2 час.) Электронное строение твердых тел. Анизотропия и симметрия кристаллов. Классификация твердых тел по характеру расположения атомов. Классификация твердых тел по характеру расположения атомов: идеальные монокристаллы; монокристаллы с дефектами решетки; поликристаллы; аморфные твердые тела, квазикристаллы. Аллотропия и полиморфизм. Изоморфизм. Тема 3. Аморфные материалы: структура и свойства(2 час.) Жидкие кристаллы. Аморфные материалы: структура и свойства. Стеклообразное состояние вещества. Тема 4. Фазовые диаграммы. Применение основных металлов и сплавов (2 час.) Металлы и сплавы: строение, взаимосвязь строения и свойств. Фазовые диаграммы простых веществ. Аллотропия и полиморфизм. Политипия. Изоморфизм. Монотропные и энантиотропные переходы. Фазовые диаграммы сплавов. Применение основных металлов и сплавов. II. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА Занятие 1. Химическая связь в твердых телах (2 час.) Ковалентная связь. Силы Ван-дер-Ваальса, дисперсионное взаимодействие, ориентационное взаимодействие, индукционное взаимодействие. Водородная связь. Занятие 2. Химическая связь в твердых телах (2 час.) Силы Ван-дер-Ваальса, дисперсионное взаимодействие, ориентационное взаимодействие, индукционное взаимодействие. Водородная связь. Занятие 3. Химическая связь в твердых телах (2 час.) Ионная связь. Атомные кристаллы. Металлическая связь. Сопоставление различных видов связи. Энергия связи. Занятие 4. Анизотропия и симметрия кристаллов (2 час.) Электронное строение твердых тел. Анизотропия и симметрия кристаллов. Классификация твердых тел по характеру расположения атомов – 2 часа. Занятие 5. Анизотропия и симметрия кристаллов (2 час.) Классификация твердых тел по характеру расположения атомов: идеальные монокристаллы; монокристаллы с дефектами решетки; поликристаллы; аморфные твердые тела, квазикристаллы. Аллотропия и полиморфизм. Изоморфизм. Занятие 6. Аморфные материалы: структура и свойства(2 час.) Жидкие кристаллы. Занятие 7. Аморфные материалы: структура и свойства (2 час.) Аморфные материалы: структура и свойства. Стеклообразное состояние вещества. Занятие 8. Фазовые диаграммы. Применение основных металлов и сплавов (2 час.) Металлы и сплавы: строение, взаимосвязь строения и свойств . Занятие 9. Фазовые диаграммы. Применение основных металлов и сплавов (2 час.) Фазовые диаграммы простых веществ. Аллотропия и полиморфизм. Политипия. Изоморфизм. Монотропные и энантиотропные переходы. Занятие 10. Фазовые диаграммы. Применение основных металлов и сплавов (2 час.) Фазовые диаграммы сплавов. Применение основных металлов и сплавов. III. КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ КУРСА Проверка знаний студентов осуществляется на практических занятиях (текущий контроль). В качестве итогового контроля выступает зачет, проводимый в 3 семестре. Перечень вопросов к зачету
IV.ТЕМАТИКА И ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ РАБОТ И РЕФЕРАТОВ Учебным планом курсовые работы и рефераты не предусмотрены. V. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Основная литература
Дополнительная литература
Электронные и информационные образовательные ресурсы
Материаловедение : лабораторный практикум / Г.А. Барышев, В.А. Пручкин.– Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. – 104 с.
 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ)  Филиал ДВФУ в г. Уссурийске КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ по дисциплине «Химическое материаловедение» 050100.68. «Педагогическое образование» Магистерская программа – Химическое образование г. Уссурийск 2012 Лекция 1. Химическая связь в твердых телах (2 час.) Цель- раскрыть сущность концепции строения твердых тел в соответствии с теорией химической связи План
Содержание лекции:
Материал может состоять из одного или нескольких веществ, взаимное расположение которых может описываться на этапе нано- и микроструктуры. На конечное звено (свойства) влияют все предшествующие. Сырьё – продукты переработки (вещества и смеси веществ) – материалы с необходимыми свойствами – изделия как сочетание материалов. Ковалентная связь возникает в результате того, что электроны, находящиеся на внешнем энергетическом уровне примерно равномерно распределены между соседними атомами. Поэтому каждый атом связан с соседним атомом парой валентных электронов. Силы притяжения между атомами слабее, чем при ионной связи, однако ковалентная связь является сильно направленной, она определяет прочное взаимное расположение атомов. Ковалентные кристаллы характеризуются высокой температурой плавления, большой твердостью и малой электропроводностью, которая, как и у кристаллов с ионной связью, растет с повышением температуры. В ковалентных кристаллах, в отличие от ионных, электропроводность связана с направленным движением электронов. Ковалентную связь между атомами имеют Si, Ge, C (с решеткой алмаза). Молекулярная связь характеризуется тем, что в узлах кристаллической решетки находятся устойчивые молекулы. Атомы внутри молекул сильно связаны, а между молекулами силы взаимодействия (силы Ван-дер-Ваальса) слабые и осуществляются за счет определенного смещения центров электрических зарядов в целом нейтральных молекул и их кулоновского притяжения. Молекулярные кристаллы имеют низкую температуру плавления и легко переходят из твердого состояния в газообразное. Такая связь наблюдается в твердом водороде, а также в отвердевших инертных газах. 2. Водородная связь Обычно Н-связь имеет место, если водород в молекуле присоединен к другому атому Х с высокой электроотрицательностью, главным образом к F, O и N. В этом случае атом водорода может взаимодействовать с другим отрицательно заряженным или имеющим избыток электронов атомом Y , что и приводит к образованию водородной связи, которую обозначают Х — Н ...Y. Взаимодействие сопровождается деформацией связи Н—X и её удлинением. Иногда даже атом водорода смещается к атому Y так, что атом Н может оказаться одинаково связанным с обоими атомами X и Y. Первое предположение о природе водородной связи состояло в том, что ее образование в основном определяется электростатическим взаимодействием атомов Н и Y. Однако, для объяснения структуры соединений с водородными связями необходимо учитывать перекрывание орбиталей. Это можно сделать исходя из донорно-акцепторной модели взаимодействия. При этой атом Y должен обладать неподелённой парой (донор). Атом водорода (акцептор) поставляет свободную орбиталь, которая для полярных молекул HX представляет собой почти неизмененную 1s-орбиталь атома водорода. Энергии (энтальпии) водородных связей составляют в большинстве случаев 20 – 30 кДж/моль и относительно невелики по сравнению с энтальпиями ко- валентных связей (200 кДж/моль и выше). Тем не менее, водородные связи могут оказывать очень глубокое воздействие на свойства и химическую реакционную способность веществ. Вода, например, имела бы температуру кипения –100°С, а не +100°С, если бы водородная связь не оказывала влияния на её свойства. Способность к образованию водородных мостиков у воды выражена особенно сильно благодаря тому, что в каждой молекуле имеются две разрыхляющие σ* –орбитали, представляющие собой почти неизменённые 1s–орбитали атомов водорода, и две неподелённые электронные пары на атоме кислорода, которые могут быть акцепторами орбиталей σ* . Это приводит я тому, что в кристаллической .структуре льда каждый атом кислорода окружен четырьмя атомами водорода: двумя связанными ковалентно и двумя мостиковыми. В результате образуется тетраэдрическая структура с необычно рыхлой упаковкой частиц. При плавлении льда часть водородных связей разрушается, и в жидкости на- ходятся в динамическом равновесии молекулярные ассоциаты, содержащие до 100 молекул воды и представляющие собой осколки структуры льда. |
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры естественнонаучного... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего... | | Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Направление — 050100. 68. Педагогическое образование Магистерская программа – Химическое образование Форма подготовки (очная) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Направление — 050100. 68. Педагогическое образование Магистерская программа – Химическое образование Форма подготовки (очная) | | Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Направление — 050100. 68. Педагогическое образование Магистерская программа – Химическое образование Форма подготовки (очная) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Направление — 050100. 68. Педагогическое образование Магистерская программа – Химическое образование Форма подготовки (очная) | | Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Направление — 050100. 68. Педагогическое образование Магистерская программа Химическое образование Форма подготовки (очная) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Направление — 050100. 68. Педагогическое образование Магистерская программа – Химическое образование Форма подготовки (очная) | | Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры естественнонаучного... Специальность — 050101. 65 «Химия с дополнительной специальностью 050102. 65 Биология» Форма подготовки (очная) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... История и методология химии Направление — 050100. 68. Педагогическое образование Магистерская программа Химическое образование Форма... | | Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры естественнонаучного... Специальность — 050102. 65 Биология с дополнительной специальностью 050706. 65 Педагогика и психология Форма подготовки (очная) |
| Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры естественнонаучного... Специальность — 050102. 65 Биология с дополнительной специальностью 050706. 65 Педагогика и психология Форма подготовки (очная) | | Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры естественнонаучного... Специальность — 050102. 65 Биология с дополнительной специальностью 050706. 65 Педагогика и психология Форма подготовки (очная) |
| Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «русский язык и культура речи» Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден и утвержден на заседании кафедры прикладной лингвистики и образовательных технологий... | | Учебно-методический комплекс дисциплины Туризм, утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ от 20. 01. 2006 г. №739гум/бак Учебно-методический комплекс дисциплины... |
 | Учебно-методический комплекс дисциплины Туризм, утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ от 20. 01. 2006 г. №739гум/бак. Учебно-методический комплекс обсужден... | | Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Учебно-методический комплекс составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
