Рабочая учебная программа по дисциплине
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет химии и высоких технологий
Кафедра общей, неорганической химии и
информационно-вычислительных технологий в химии
| УТВЕРЖДАЮ | ||
| Проректор по учебной работе, качеству образования – первый проректор, проф. | ||
| ______________ А.Г.Иванов | ||
| «___» ____________ 2011 г. |
Рабочая учебная программа по дисциплине
Б2.Б.5 ХИМИЯ
Для направления 020400.62 Биология
Профили: Генетика
Зоология
Биоэкология
Биохимия
Ботаника
Квалификация (степень) выпускника – Бакалавр
Форма обучения очная
г. Краснодар
2011
1. Требования к результатам освоения содержания дисциплины
В результате изучения данного курса студент будет:
Знать: основы общей, неорганической химии: свойства химических систем, основы химической термодинамики и кинетики, свойства и реакционную способность веществ.
Уметь: применять знания в области химии для освоения общепрофессиональных дисциплин и решения профессиональных задач.
Владеть: навыками химических исследований.
2. Содержание и структура дисциплины
2.1. Содержание разделов дисциплины
| № раздела | Наименование раздела | Содержание раздела | Форма текущего контроля | Разработано с участием представителей работодателей (указать организацию) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1. | Введение. | Предмет и содержание химии. Место курса химии в системе учебных дисциплин, его значение в профессиональной подготовке биологов. Химия как раздел естествознания – наука о веществах и их превращениях. | Т | |
| 2. | Строение вещества. Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева. Химическая связь. | История развития представления о строении атома, Квантово-механическая модель атома, строение электронных оболочек атома. Электронные формулы атомов элементов. Периодический закон Д.И. Менделеева и структура электронных оболочек атомов. Валентность, степень окисления. Изменение свойств элементов и их соединений в зависимости от структуры электронных оболочек. Свойства взаимодействующих атомов: эффективный радиус, ионизационный потенциал, сродство к электрону, электроотрицательность. Возникновение химической связи. Основные параметры химической связи. Ковалентная связь. Свойства ковалентной связи. Связи σ- и π-типа. Гибридизация. Ионная связь. Металлическая связь. Водородная связь. | К | |
| 3. | Энергетика химических процессов. Химическая термодинамика и химическое равновесие. | Химическая термодинамика и цели её изучения. Основные понятия термодинамика. Внутренняя энергия и энтальпия. Экзо- и эндотермические реакции. Термохимические уравнения. Закон Гесса и следствия из него. Понятие об энтропии. Энергия Гиббса, Гельмгольца Направление протекания химических процессов. Особенности термодинамики биохимических процессов. Понятие о гомеостазе. Химическое равновесие. Константа химического равновесия как мера глубины протекания процессов. Условия смещения химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. | ЛБ | |
| 4. | Химическая кинетика. Катализ. | Скорость химической реакции. Кинитеческие уравнения химических реакций. Закон действия масс. Порядок и молекулярность реакции. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Катализ. Гомогенный и гетерогенный катализ. Кислотно-основной катализ. Ферментативный катализ и его особенности. Автоколебательные биохимические процессы. | Т | |
| 5. | Растворы. Реакции в водных растворах. | Растворы. Виды растворов. Термодинамика процесса растворения. Способы выражения концентрации растворов. Растворимость твердых веществ и газов в жидкостях. Законы Генри, Дальтона, Сеченова. Коллигативные свойства растворов. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов как следствие понижения давления пара растворителя над раствором. Осмос. Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах. Электролитическая диссоциация. Равновесие в растворах слабых электролитов. Особенности растворов сильных электролитов. Активность и ионная сила раствора. Электролитическая диссоциация. Ионное произведение воды (рН и рОН растворов). Методы определения рН растворов. Физико-химические основы водно-электролитного баланса в живых системах. Протолитическая теория кислот и оснований Бренстеда и Лоури. Протолитический баланс. Реакция нейтрализации. Гидролиз солей. Буферные растворы. Буферные системы организмов, их взаимодействие, явления ацидоза и алкалоза. Реакции осаждения – растворения. Условия растворения и осаждения осадков. Гетерогенные равновесия в живых системах. | ЛБ, К | |
| 6. | Химия комплексных соединений. Комплексообразование в растворах. | Комплексные соединения. Состав, структура, номенклатура и классификация соединений. Комплексообразователь, лиганды, координационное число. Изомерия комплексных соединений. Диссоциация комплексных соединений. Устойчивость комплексного кона Биологическая роль комплексных соединений. | Т | |
| 7. | Окислительно-восстановительные процессы, их закономерности и роль в жизнедеятельности организмов. Электрохимические процессы. | Основные понятия и факторы, влияющие на протекание окислительно-восстановительных реакций. Электрохимические свойства растворов. Сопряженные окислительно-восстановительные пары. Двойной электрический слой электрода. Стандартный электродный потенциал. Уравнение Нернста. Направление протекания окислительно-восстановительных реакций, особенности биохимических окислительно-восстановительных процессов в организмах. Окислительно-восстановителные реакции в природе. Электролиз. Электрохимичсекие источники энергии. Коррозия как электрохимический процесс. Защита металлов от коррозии. | Т, ЛБ | |
| 8. | Обзор свойств элементов и их соединений. | Классификация и распространенность химических элементов в организме и окружающей среде. Роль элементов-органогенов и их соединений в растительном и животном мире. Металлы жизни их роль в растительном и животном мире. Макро- и микроэлементы в среде и организме человека. Водород. О месте водорода в Периодической системе. Изотопы водорода. Физические и химические свойства водорода. Соединения водорода с металлами и неметаллами. Вода. Структура и свойства воды. Вода как растворитель Галогены. Общая характеристика. Галогены как окислители. Водородные и кислородные кислоты галогенов. Относительная устойчивость кислородных соединений галогенов. Биохимическая роль галогенов. Кислород. Изотопы кислорода. Электронное строение и свойства молекулы кислорода. Кислород и природа. Озон. Озонирование, Оксиды в гидроксиды. Закономерности в изменении свойств оксидов, гидроксидов в рядах и группах. Периодической системы. Пероксиды. Халькогены. Общая характеристика. Сульфиды. Растворимость сульфидов. Восстановительная активность сульфидов. Получение, свойства и применение оксидов серы. Серная и сернистая кислоты. Сопоставление силы кислотности и прочности серной и сернистой кислот. Окислительная активность серной кислоты. Соли серной кислоты. Квасцы. Термическая устойчивость сульфатов. Роль серы в биомолекулах. Азот и фосфор. Общая характеристика. Азот. Строение и причина относительной инертности молекулы азота. Азот в природе. Аммиак. Равновесие в водном растворе аммиака. Кислородные соединения азота. Энергетика получения и свойства оксида азота. Азотсодержащие кислоты. Взаимодействие азотной кислоты с металлами к неметаллами. Азотные удобрения. Свойства и роль химических связей азота в биомолекулах. Фосфор. Фосфорные кислоты. Основность фосфорных кислот. Фосфаты. Растворимость и гидролиз фосфатов. Фосфиды металлов. Фосфор в природе. Фосфорные удобрения. Свойства и роль химических связей фосфора в биомолекулах, Углерод. Кремний. Общая характеристика. Углерода, Модификация свободного углерода. Связь структуры со свойствами. Уголь как адсорбент. Получение и свойства оксидов углерода. Монооксид углерода. Карбонилы металлов. Диоксид утл рода. Равновесие в водных растворах диоксида углерода. Карбонаты. Карбонатное равновесие в природе. Свойства химических связей углерода в биомолекулах. Кремний. Химические и физические свойства кремния. Кислородные соединения кремния. Кремниевые кислоты. 'Силикаты, Гидролиз силикатов. Щелочные металлы. Сравнительная характеристика щелочных металлов. Характеристика атомов и ионов щелочных металлов. Оксиды, пероксиды и гидроксиды. Получение и свойства солей. Биологическая роль натрия и кадия. Калийные удобрения. Бериллий, магний. Щелочноземельные металлы. Общая характеристика элементов второй группы. Важнейшие соединения бериллия и магния. Гидролиз солей бериллия магния. Щелочноземельные металлы. Оксиды, гидроксиды и соли щелочноземельных металлов. Роль соединений кальция и магния в живом организме. Химия d -элементов. Физические свойства, простых веществ. Степени окисления. Закономерности в изменении свойств простых веществ и соединений переходных элементов в периодах и группах. Переходные элементы как комплексообразователи. Особенности химии d-элементов по сравнению с химией s, р-элементов. Подгруппа хрома. Общая характеристика элементов подгруппы хрома. Физические и химические свойства хрома. Соединение хрома (Ш): оксид, гидроксид, соли. Хроматы и дихроматы. Окислительная активность соединений хрома (VI). Важнейшие соединения молибдена и вольфрама. Биологическая роль, Подгруппа марганца. Общая характеристика элементов подгруппы марганца. Оксиды и гидроксиды марганца. Устойчивость соединений различной степени окисления марганца. Манганаты и перманганаты. Влияние среды на окислительно-восстановительную активность соединений марганца. Биологическая роль соединений марганца. Элементы восьмой подгруппы. Общая характеристика. Железо. Оксиды и гидроксиды железа. Гидролиз и устойчивость солей железа. Ферриты. Ферраты. Комплексные соединения железа. Соединения кобальта и никеля. Биологическая роль d-элементов семейства железа. | ЛБ,Т |
2.2. Лекционные занятия
| № | Тема | Час. |
| 1. | Химическая термодинамика. Химическое равновесие. | 2 |
| 2. | Химическая кинетика. | 2 |
| 3. | Растворы. Свойства растворов неэлектролитов. | 2 |
| 4. | Свойства растворов электролитов. | 2 |
| 5. | Протолитические равновесия в растворах. Водно-электролитный баланс в биологических системах. | 2 |
| 6. | Окислительно-восстановительные процессы, их закономерности и роль в биологических системах. | 2 |
| 7. | Элементы органогены и их соединения. Свойства неметаллов и их соединения. | 2 |
| 8. | Химия металлов и их соединения. Металлы жизни. | 2 |
2.3. Лабораторные работы
| № | Тема | Час. |
| 1. | Техника безопасности. Основные правила и приемы работы в химической лаборатории. Оборудование лаборатории. Элементы химической термодинамики. Определение тепловых эффектов химических реакций (теплоты нейтрализации, теплоты гидратации). | 4 |
| 2. | Электролитическая диссоциация. Кислотно-основные равновесия в водных растворах солей. Гидролиз солей. Определение рН. | 4 |
| 3. | Химия элементов IV-A, V-A, VI-A групп. | 4 |
| 4. | Химия d-элементов (Cr, Mn, Fe, Co, Ni) | 6 |
3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
3.1. Основная литература
1. Берлянд А.С., Ершов Ю.А., Попков В.А., Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. 6-е издание. Высшая школа., 2007. С. 559
2. Глинка Н.П., Общая химия М.: Юрайт, 2011 г. 728 с.
3.Глинка Н.Л., Задачи и упражнения по общей химии, М.: Интеграл-Пресс, 2009 г.
4. Краткий справочник физико-химических величин. Под ред. Равделя, А.М. Пономаревой. СПб., изд. Иван Федоров, 2002. 238 с.
5. Практикум по общей химии. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Под ред. В.А. Попкова, А.В. Бабкова. М., Высшая школа, 2001. 237 с.
6. Пузаков С.А., Попков В.А., Сборник задач и упражнений по общей химии. М.: Высшая школа, 2004, -252 с.
3.2. Дополнительная литература
7. Общая и неорганическая химия. В 2 томах. Под ред. Воробьева А.Г. М.: ИКЦ «Академкнига», 2006.
8. Киселев Ю.М. Добрынина Н.А. Химия координационных соединений. М.: Издательство «Академия», 2007. 352 с.
9. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ. М.: Колос. 2008. 480 с.
10. Слесарев В.И., Химия. Основы химии живого. С-Пб., Хим.издат., 2006. 783с.
3.3. Интернет-ресурсы
Химический каталог: химические ресурсы Рунета htt:// www. ximicat. com/
Портал фундаментального химического образования России htt:// www. chemnet. ru
Химик: сайт о химии для химиков htt:// www. xumuk. ru/
Химический сервер htt:// www. Himhelp. ru
4. Методические указания и материалы по видам занятий
4.1. Вопросы для подготовки к тестам, контрольным и лабораторным работам по разделам содержания учебной дисциплины.