Учебн0-методический комплекс дисциплины химия комплексных соединений
Скачать 228.86 Kb.
|
| МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сыктывкарский государственный университет» Институт Естественных Наук Кафедра «Химии» УЧЕБН0-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Химия комплексных соединений направление 020100.62 Химия Химия Квалификация (степень) выпускника Бакалавр Форма обучения очная Сыктывкар 2012 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сыктывкарский государственный университет» Институт Естественных Наук Кафедра «Химии» УТВЕРЖДЕНО На заседании учебно – методической комиссии Института Естественных Наук «__03__»_сентября_2012г. Протокол № 1 Председатель УМК Тулаева Л.А. _____________ Рабочая программа дисциплины (модуля) Химия комплексных соединений направление 020100.62 Химия Химия Квалификация (степень) выпускника Бакалавр Форма обучения очная Блок дисциплин Б3 ДВ2 Cеместр 5: Всего учебных занятий –144 часа, 4 зачетные единицыВ том числе: Аудиторных – 54 часа, 1,5 зачетные единицы, из них:Лекционных занятий – 18 часов, 0,5 зачетных ед.;Лабораторных занятий – 36 часов, 1 зачетная ед.; Самостоятельных занятий – 57 часов, 1,5 зачетные ед.;Занятия, проводимые в интерактивной и активной форме – 36 час. КСР – 6 часов. Текущий контроль – 1 контрольная работа; Промежуточный контроль – экзамен Сыктывкар 2012 ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯИ УТВЕРЖДЕНИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ Рабочая программа составлена на основании ФГОС ВПО, в соответствии с целями (миссией) и задачами ООП ВПО и учебного плана направления 020100 Химия Составитель рабочей программы Доцент кафедры «химии», к.х.н._____________ Н.А. Жук Сведения о рецензентах Ведущий научный сотрудник Института биологии КНЦ УрО РАН, д.х.н. _____________А.П.Карманов Профессор кафедры химии, д.х.н._____________Л.С. Кочева Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры химии Протокол заседания № 1 от 31.08.2012г. Заведующий кафедрой к.х.н. _________________________ О.А. Залевская 1. Цели и задачи дисциплины Химия комплексных соединений – одна из специальных химических учебных дисциплин - наука, изучающая состав, строение, свойства координационных соединений и законы, управляющие процессами их образования. Предметом изучения химии комплексных соединений является строение и свойства координационных соединений. Основной задачей современной химии комплексных соединений является развитие и научное обоснование нетрадиционных подходов синтеза супрамолекулярных координационных соединений с заданными свойствами. Изучение химии комплексных соединений состоит из: -курса лекций, отражающего принципиальные теоретические вопросы, современные достижения и перспективы развития науки. -лабораторного практикума, охватывающего приложение физико-химических методов анализа к исследованию состава, строения и свойств комплексных соединений, и развивающего навыки научного эксперимента, научного мышления, детализирующего теоретические сведения. -самостоятельной работы, предполагающей проработку и углубление основных разделов химии комплексных соединений с использованием дополнительной литературы. В результате изучения дисциплины студент должен: -владеть современными представлениями о химической связи, стереохимии, устойчивости, реакционной способности координационных соединений, теоретическими основами физико-химического исследования координационных соединений -уметь на основе фундаментальных теоретических знаний описать строение и охарактеризовать свойства, устойчивость, обоснованно предложить схему синтеза заданного координационного соединения и методы для исследования его состава. -знать: теоретических основы химии комплексных соединений, положения теорий, описывающих строение и реакционную способность комплексных соединений, основные принципы, лежащие в основе исследования комплексных соединений. 2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина «Химия комплексных соединений» входит в блок дисциплин по выбору Б.3. ДВ2. Учебно-методический комплекс по дисциплине «Аналитическая химия» составлен в соответствии с разделом ЕН.Ф.04 Государственного Образовательного Стандарта высшего профессионального образования для подготовки бакалавров и дипломированных специалистов по направлению: 020100 Химия. 3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины. Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК): владеет основами теории фундаментальных разделов химии (прежде всего неорганической, аналитической, органической, физической, химии высокомолекулярных соединений, химии биологических объектов, химической технологии) (ПК-2); владеет навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и реакций (ПК-4); владеет методами регистрации и обработки результатов химически экспериментов (ПК-8); владеет методами отбора материала для теоретических занятий и лабораторных работ (ПК-11); 4. Структура и содержание дисциплины Содержание дисциплины: Основные понятия химии комплексных соединений. Химическая связь в координационных соединениях. Процессы комплексообразования в растворах. Комплексообразование в неводных средах. Физико-химические методы исследования строения и свойств комплексных соединений. Практическое значение комплексных соединений. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц - 144 часа.
5. Образовательные технологии Использование интерактивных технологий в образовательном процессе: - презентации - специализированные научные фильмы по профилю подготовки - обучающие компьютерные программы по профилю подготовки Использование интерактивных форм обучения в образовательном процессе: - тематические учебные конференции (самостоятельная работа студентов) - учебные дискуссии на заданную тему Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, составляет не менее 10 % аудиторных занятий. Занятия лекционного типа для соответствующих групп студентов составляет 5 % аудиторных занятий. 6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины. Рабочей программой дисциплины «Химия комплексных соединений» предусмотрена самостоятельная работа студентов в объеме 57 часов. Самостоятельная работа проводится с целью углубления знаний по дисциплине и предусматривает:
Планирование времени на самостоятельную работу, необходимого на изучение настоящей дисциплины, студентам лучше всего осуществлять на весь семестр, предусматривая при этом регулярное повторение пройденного материала. Материал, законспектированный на лекциях, необходимо регулярно дополнять сведениями из литературных источников, представленных в рабочей программе дисциплины. По каждой из тем для самостоятельного изучения, приведенных в рабочей программе дисциплины следует сначала прочитать рекомендованную литературу и при необходимости составить краткий конспект основных положений, терминов, сведений, требующих запоминания и являющихся основополагающими в этой теме и для освоения последующих разделов курса. Для расширения знаний по дисциплине рекомендуется использовать Интернет-ресурсы: проводить поиск в различных системах, таких как www.rambler.ru, www.yandex.ru, www.google.ru, www.yahoo.com. КАЛЕНДАРНО - ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН Дисциплины «ХИМИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ»
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Тема 1. Основные понятия химии комплексных соединений. 1.1. Предмет химии комплексных соединений, ее место в системе наук. Задачи химии комплексных соединений. 1.2. Предварительные сведения о комплексных соединениях. Роль комплексных соединений в жизни растений и животных. 1.3. Создание учения о комплексных соединениях. Краткий исторический обзор основных этапов развития химии комплексных соединений. Ранние гипотезы и теории развития учения о комплексных соединениях. Довернеровские учения (Т.Грей, А.В.Гофман, С.М.Йоргенсен, К.В.Бломстранд). 1.4. Основные положения теории А.Вернера: понятие о главных и побочных валентностях, внешней и внутренней сфере, центральном атоме и лигандах, координационное число, дентатность лигандов. Формулировка понятия комплексного соединения. 1.5. Классификация комплексов и лигандов. Типы комплексных соединений (моно-и полиядерные комплексы: хелаты и внутрикомплексные соединения, изо-и гетерополисоединения, аммиакаты и аминаты, ацидосоединения, полигалогениды, гидраты, кластеры и др). Особые свойства внутрикомплексных соединений: устойчивость, гидрофобность, окраска, преимущественная сольватируемость органическими растворителями. Хелатный эффект. Роль внутрикомплексных соединений в системе химико-аналитических операций. 1.6. Номенклатура комплексных соединений. 1.7. Изомерия комплексных соединений: геометрическая изомерия (цис-, транс-), координационная изомерия, координационная полимерия, оптическая изомерия, сольватная изомерия, ионизационная изомерия. Зависимость свойств комплексных соединений от взаимного расположения лигандов (значение геометрической изомерии, теории транс-влияния Черняева на реакционную способность соединений). Тема 2. Химическая связь в координационных соединениях. 2.1. Доквантовые представления о природе химической связи в комплексных соединениях: электростатические, поляризационные, ковалентные. Значение данных представлений в понимании причин образование комплексных соединений и их свойств. 2.2. Квантово-механические представления о природе химической связи: метод валентных связей МВС, теория кристаллического поля (ТКП), метод молекулярных орбиталей (ММО). Взаимосвязь между методами, их возможности в интерпретации и предсказании свойств комплексных соединений. Тема 3. Процессы комплексообразования в растворах. 3.1. Общая схема построения эксперимента при исследовании равновесий в растворах комплексных соединений. Типы химических равновесий комплексных соединений в растворах. 3.2. Взаимное влияние растворителя и растворенных частиц на свойства друг друга. Влияние других компонентов раствора (буферных смесей, сорастворителей, кислот, оснований, солей, ионной силы раствора и др.) на равновесие комплексообразования. 3.3. Математические функции, используемые для оценки процессов образования аналитических форм определяемых комплексов: функция протонирования, функция закомплексованности. Понятия аналитической формы комплекса, выхода комплекса. Понятие об условных константах устойчивости, связь этих констант с термодинамическими. Значение условных констант устойчивости комплексных соединений для решения химико-аналитических задач. Понятие об эффективной константе устойчивости. Значение эффективной константы устойчивости для различных случаев комплексообразования: лиганд - анион слабой кислоты; наличие конкурирующих взаимодействий сопутствующих катионов и др. Роль эффективной константы при выборе лигандов в целях маскирования мешающих ионов. 3.4. Наиболее распространенные методы изучения равновесий комплексообразования в растворах: метод непрерывных изменений, метод молярных отношений, ограниченно-логарифмический метод, метод прямой линии, метод отношения наклонов, метод относительного выхода Старика и Барбанеля. Исследование ступенчатого комплексообразования: методы Яцимирского, Бьеррума, Фронеуса, Ледена. Возможности и ограничения каждого метода. Тема 4. Комплексообразование в неводных средах 4.1. Неводные растворители. Химические и физические свойства сольватов, образованных неводными растворителями. Направление химических реакции в среде неводных растворителей. 4.2. Учет специфических взаимодействий частиц растворенного вещества с неводными растворителями. Значение и перспективы использования комплексообразования в неводных средах при решении химико-аналитических задач. Тема 5. Физико-химические методы исследования строения и свойств комплексных соединений Криоскопия и эбуллиоскопия, термография, рентгеноструктурные исследования, рефрактометрия, полярометрия, магнитные свойства комплексных соединений, исследование спектров поглощения комплексных соединений. Тема 6. Практическое значение комплексных соединений. Роль комплексных соединений в аналитической химии: в гравиметрии, спектрофотометрии, экстракции, сорбции. Применение комплексных соединений в биологии, медицине, сельском хозяйстве, экологии. ЛИТЕРАТУРА -основная 1. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. М., Высшая школа, 1997, 527 с. 2. Кукушкин Ю.Н.. Химия координационных соединений. М., Высшая школа, 1985, 455 с. 3. Скопенко В.В., А. Ю. Цивадзе и др. Координационная химия. М. Академкнига, 2007, 488 с. 4. Киселев Ю.М., Н.А.Добрынина Химия комплексных соединений. М.Академия, 2007, 352 с. - дополнительная 1. Лебедева Л.И. Комплексообразование в аналитической химии. ЛГУ, 1985. 2. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. Т, 1. М., 1969. 3. Шлеффер Г.Л. Комплексообразование в растворах. М. Л., 1966. 4. Гринберг А. А. Введение в химию комплексных соединений. Л., 1971. 5. Инцеди Я. Применение комплексов в аналитической химии. М., 1979. 6. Гутман В. Химия координационных соединений в неводных растворах. М. Мир, 1971. 7. Скорик Н.А., Кумок В.Н. Химия комплексных соединений. М. Высшая школа, 1975. 8. Гликина Ф.Б., Ключников Н.Г. Химия комплексных соединений. М. Просвещение, 1982 9. Сапрыкова З.А., Боос Г.А., Захаров А.В. Физико-химические методы исследования координационных соединений в растворах. Из-во казанского ун-та, 1988. 10. Костромина Н.А., В.Н. Кумок, Н.А. Скорик. Химия координационных соединений. М., Высшая школа, 1990, 432 с. 12. Желиговская Н.Н., И.И. Черняев. Химия комплексных соединений. М., Высшая школа, 1966, 388 с. 13. Ахметов Н.С.. Общая и неорганическая химия. М., Высшая школа, 1981, 680 с. 14. Карапетьянц М.Х., С.И. Дракин. Общая и неорганическая химия. М., Химия 1981, 632 с. Список ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 1. Изучение процесса комплексообразования ионов металлов (Pb+2, Cu+2, Zn+2, Cd+2) с ксиленоловым оранжевым. Определение оптимальных условий фотометрического анализа комплекса. 2. Установления состава комплексных соединений 3. Оценка коэффициентов погашения комплексных соединений ксиленолового оранжевого с ионами Pb2+, Zn2+, Cd2+, Сu2+. Условные константы устойчивости комплексных соединений. 4. Изучение взаимного влияния ионов металлов-комплексообразователей, при их совместном присутствии в растворе, на процесс комплексообразования с ксиленоловым оранжевым ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ по спецкурсу «Химия комплексных соединений» 1. Роль процессов комплексообразования в достижениях и развитии народного хозяйства, решении экологических проблем. 2. Ранние гипотезы и теории развития учения о комплексных соединениях: аммонийная теория Иергенсена-Бломстранда, другие довернеровские теории. Достоинства и недостатки. 3. Основные положения теории Вернера, ее принципиальная новизна. Формулировка понятия комплексного соединения. 4. Понятие дентантность лигандов. Типы комплексных соединений: хелаты, внутрикомплексные соединения, эфирные хелаты, ионные ассоциаты. 5. Номенклатура комплексных соединений ионного типа. 6. Изомерия комплексных соединений: геометрическая (цис-, транс-), координационная, координационная полимерия, оптическая, сольватная, связевая, ионизационная метамерия. Определения, примеры. 7. Химическая связь в координационных соединениях. Доквантовые представления: электростатические, поляризационные, ковалентные. Значение этих представлений в понимании причин образования и свойств комплексных соединений. 8. Квантово-механические представления о природе химической связи: МВС, ММО, теория кристаллического поля. Лиганды слабого и сильного поля. Теория поля лигандов. Взаимосвязь между методами, их возможности в интерпретации и предсказании свойств комплексных соединений. 9. Общая схема построения эксперимента при исследовании равновесий комплексообразования в растворе. Типы химических равновесий в растворе. Влияние сопутствующих компонентов раствора (сорастворителей, буферных смесей, кислот, оснований, солей и др.) на равновесие комплексообразователя. 10. Понятие аналитическая форма комплекса. Понятие выход комплекса. Математические функции, используемые для оценки процессов образования аналитических форм определяемых комплексов: функция протонирования, функция закомплексованности. 11. Понятие об условных константах нестойкости (устойчивости), их связь с термодинамическими. Расчет условных констант в присутствии конкурирующих равновесий протонирования лигандов (лиганд - анион слабой кислоты; органическая молекула), маскирования. Значение условных констант устойчивости комплексных соединений при решении химико-аналитических задач. 12. Понятие об эффективной константе устойчивости. Значение эффективной константы устойчивости для различных случаев комплексообразования (лиганд - анион слабой кислоты); наличие конкурирующих взаимодействий сопутствующих катионов. Роль эффективной константы при выборе лигандов в целях маскирования. 13. Неводные и смешанные водно-органические растворители. Учет специфических взаимодействий частиц растворенного вещества с неводными растворителями. Значение и перспективы использования комплексообразования в неводных средах при решении химико-аналитических задач. 14. Влияние природы донорного атома на устойчивость комплексного соединения, учет данного фактора при решении химико-аналитических задач. 15. Влияние природы центрального иона на устойчивость комплексного соединения, учет данного фактора при решении химико-аналитических задач. Варианты контрольных работ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1 1. Приведите формулы следующих комплексных соединений: -бис(сульфато)тетраакваферрат (III) гексаакважелеза (II) -тетрахлоропалладат(II) тетраамминпалладия(II) -бромид амидосульфатобис(этилендиамин)дикобальта (III) -гидроксотрихлороаурат(III) оксония -хлорид карбонатодекаамминдикобальта(III) 2. Для пары ионов [Fe(H2O)6]3+ и [Ni(CN)4]2- -укажите электронное строение центральных ионов в этих комплексах -изобразите на диаграммах расщепленных d-орбиталей распределение электронов и подсчитайте ЭСКП -укажите, у какого комплекса больше величина расщепления и объясните почему -объясните причину различной окраски соединений, содержащих эти ионы -рассчитаете величину их магнитных моментов -изобразите распределение электронов по методу валентных связей и укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома -объясните лабильность или инертность этих ионов в реакциях обмена лигандами 3. Определите тип изомерии в наборах комплексных соединений: -[Co(py)2(Cl)2]Cl и [Co(py)Cl3]·py -[Co(NH3)4Cl(NO3)]Cl и [Co(NH3)4(Cl)2]NO3 -[Pt(NH3)4SO4](OH)2 и [Pt(NH3)4(OH)2]SO4 4.Для каких электронных конфигураций центрального атома (d1-d9) тетраэдрических и октаэдрических комплексов сильных и слабых полей лигандов можно ожидать проявления эффекта Яна-Теллера? Покажите, что для октаэдрического комплекса, центральный атом которого имеет электронную конфигурацию d7, аксиальное удлинение должно быть спонтанным. 5. На основании правила Сиджвика установите число х в комплексах: [Ru(CO)x], [Rh(CO)x]-, [Fe(CO)xCl2], [Ru(CN)x](x-2)-, [Hg(NH3)x]2+ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2 1. При растворении в воде 0,5 моль OsCl3 и последующем добавлении избытка AgNO3 образуется 0,75 моль осадка. По результатам опыта составьте формулы двух октаэдрических комплексов осмия (III) в растворе, если они существуют в эквимолярных количествах. 2. Рассчитайте значение остаточной молярной концентрации катиона серебра (I) в 0,001 М растворе дицианоаргентат(I)-ионов в присутствии цианид-иона с концентрацией 0,1 моль/л. 3. Составьте уравнения реакций получения комплексов в водном растворе: CuSO4+H20→ HgI2+HI→ Cu2O+NH3·H2O→ AgI+Na2S2O3→ 4.Составьте уравнения протолитических реакций в водном растворе для комплексов, проявляющих кислотные свойства [Co(H2O)(NH3)5]3+ [Cr(H2O)5Cl]2+ [Cr(py)2(H2O)4]3+ 5. Рассчитайте состав комплекса никеля с ксиленоловым оранжевым методом молярных отношений по следующим данным:
Молярная концентрация никеля (II) в растворе 1·10-5 моль/л. КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ЛИТЕРАТУРОЙ Дисциплины «химия комплексных соединений»
Составитель, преподаватель Жук Н.А.. Зав. кафедрой, Залевская О.А. Дата составления карты «___»_________2012 г. СОГЛАСОВАНО: Представитель библиотеки СыктГУ___________Ф.И.О. «___»________2012 г. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Аналитическая химия учебно-методический комплекс «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия координационных соединений», «Физическая химия», «Химия окружающей среды,... | | Высокомолекулярные соединения учебно-методический комплекс «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия координационных соединений», «Физическая химия», «Химия окружающей среды,... |
 | Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «Неорганическая химия» Целью курса является приобретение студентами знаний по теоретическим основам неорганической химии, строению атома, основам термодинамики... | | Химические основы биологических процессов учебно-методический комплекс «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия координационных соединений», «Физическая химия», «Химия окружающей среды,... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины русский язык и культура речи... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования города Москвы | | Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов... «Химия фторидных, сульфидных соединений металлов в макро- мезо- и наносостояниях» |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов очного... Рабочая программа для студентов очного обучения по направлению 020100. 62 «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия... | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления 020100. 68 «Химия» Магистерская программа «Химия фторидных, сульфидных соединений металлов в макро-, мезо- и наносостояниях» |
| Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов... «Химия нефти и экологическая безопасность», «Химия фторидных, сульфидных соединений металлов в макро-, мезо- и наносостояниях», «Физико-химический... | | Экологическая гидрохимия учебно-методический комплекс «Химия», магистерские программы «Химия нефти и экологическая безопасность», «Техногенные загрязнения и качество экосистем», «Химия... |
| Рабочая программа Учебной дисциплины биология с основами экологии... Программа составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования... | | Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) Физико-химические методы... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины «Химия» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | | Учебно-методический комплекс дисциплины «химия» Специальность Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
| Практикум по хроматографии учебно-методический комплекс «Химия», профили подготовки: «Органическая и биоорганическая химия», «Химия окружающей среды, химическая экспертиза и экологическая... | | Учебно-методический комплекс дисциплины специальность: 050202. 65 Информатика Канск Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Химия» для студентов очной формы обучения по специальности 050202. 65 «Информатика»... |
