Программа дисциплины опд. Ф. 01 Неорганическая химия для студентов специальности 020101 «Химия» направления 020100 «Химия». Форма обучения: очная icon

Программа дисциплины опд. Ф. 01 Неорганическая химия для студентов специальности 020101 «Химия» направления 020100 «Химия». Форма обучения: очная


Смотрите также:
Рабочая программа дисциплина ‹‹Неорганическая химия›› дн. Ф. 1 Направление 020100 Химия...
Программа дисциплины опд ф. 12...
Программа дисциплины опд. Ф. 04...
Рабочая программа дисциплины (модуля) «Уравнения математической физики»...
Рабочая программа физические методы исследования для специальности 020101 Химия...
Рабочая программа дисциплины (модуля) «Линейная алгебра и аналитическая геометрия»...
Рабочая программа по дисциплине «органическая химия» для специальности 020101-Химия (цикл опд. Ф...
Рабочая учебная программа утверждена на заседании кафедры неорганической химии " " 2009 г....
Рабочая программа по дисциплине «органическая химия» для направления 020100-Химия (цикл опд. Ф...
Программа дисциплины (Syllabus) по дисциплине неорганическая химия для...
Программа дисциплины ф аналитическая геометрия и линейная алгебра для студентов специальности...
Программа вступительного испытания в магистратуру по направлению «Химия»...



Загрузка...
страницы:   1   2
скачать
Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию




ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ

ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)


УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

_____________ С.Б.Бурухин

«____»________2008 г.

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ОПД.Ф.01 НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

для студентов специальности 020101 «Химия» направления 020100 «Химия».

Форма обучения: очная

Объем дисциплины и виды учебной работы по очной форме в соответствии с учебным планом



Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

1

2

Общая трудоемкость дисциплины

500

258

242

Аудиторные занятия

323

170

153

Лекции

136

68

68

Практические занятия и семинары

51

34

17

Лабораторные работы

136

68

68

Курсовой проект (работа)

-

-

-

Самостоятельная работа

177

88

89

Расчетно-графические работы

-




-

Вид итогового контроля (зачет, экзамен)




Зачет Экзамен

Зачет Экзамен




Обнинск 2008


Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 020101 «Химия», по направлению подготовки 020100 «Химия».

Программу составил:




_________________В. А. Колодяжный, доцент, кандидат химических наук, доцент кафедры общей и специальной химии

Программа рассмотрена на заседании кафедры общей и специальной химии (протокол №___ от « »___________________2008 г.)

Заведующий кафедрой Общей и специальной химии, профессор

________________В.К. Милинчук

«______»_______________2008 г.

Согласовано

Начальник Учебно-методического управ- Декан факультета естественных

ления наук, доцент

________________Ю.Д. Соколова _______________Н.Б.Эпштейн

«___» ___________ 2008 г. « ___ » ________________ 2008 г.






.



^ 1.1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ.

Задачей курса «Неорганическая химия» является создание теоретического фундамента для последующего изучения всех других химических дисциплин, предусмотренных учебным планом подготовки по специальности 011000 - «Химия».

Программа курса состоит из двух частей. В первой части «Общая химия» рассматриваются основополагающие теоретические разделы курса химии; во второй части «Неорганическая химия» изучаются свойства химических элементов в соответствии с их положением в периодической системе.

Целью изучения курса общей химии является развитие и углубление основных фундаментальных понятий, полученных студентами в средней школе (строение атома, скорость химической реакции, энергетика химических процессов, равновесие в растворах и др.), что достигается изучением материала на основе современных представлений (квантовомеханическая теория строения атома, элементы химической термодинамики, современные теории химической связи). Изложение наиболее трудных вопросов химической теории даётся в адаптированной форме с целью предусмотреть их более строгое, с привлечением математического аппарата изучение в последующих курсах физической химии, строения вещества, квантовой химии и др.

На основе знаний, полученных в курсе общей химии, в дальнейшем в дифференцированной форме рассматривается химия элементов. Материал по неорганической химии излагается на базе современной интерпретации Периодической системы элементов Д.И. Менделеева с привлечением структурных и термодинамических представлений.

С учётом специализации «радиохимия» в рамках данной специальности, программа дополнена разделом «Ядерная химия и радиохимия», в котором на ознакомительном уровне рассматриваются химические свойства радиоактивных элементов, ядерные реакции, вопросы радиационной химии и ядерной энергетики.

^ 2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ.

В результате изучения дисциплины студент должен

знать: основы строения веществ (атомов, молекул, кристаллов); теоретические основы химических процессов; химические свойства элементов и их соединений;

уметь: овладеть методами химического анализа; освоить технику постановки физико-химического эксперимента;

иметь навыки: теоретического осмысления химических и физико-химических явлений.

  1. ^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.

3.1.Лекции

1.Основные этапы развития химии. Атомно-молекулярное учение (4 ч.)

Химия - одна из фундаментальных наук о природе. Предмет и задачи химии. Химия как система знаний о веществах и их превращениях.

Основные понятия химии (атом, молекула, моль, химический эквивалент, изотопы). Основные законы химии (постоянства состава вещества, закон эквивалентов, сохранения массы). Газовые законы (закон Дальтона, закон Авогадро и следствие из него, уравнение Менделеева - Клапейрона). Нестехиометрические соединения.

^ 2. Строение атома. Периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева (6ч).

Развитие представлений о строении атома. Волновая природа электрона. Волновая функция. Уравнение Шредингера. Квантовые числа. Атомные орбитали. Принцип Паули. Порядок заполнения электронами атомных орбиталей. Правило Клечковского. Правило Хунда. Правило наименьшей энергии. Закон Мозли. Характеристика атома: орбитальный радиус, ионизационный потенциал, сродство к электрону, электроотрицательность.

Периодичность в изменении электронных конфигураций атомов. Периодический закон. Периодическая система химических элементов. Структура периодической системы и ее связь с электронной структурой атомов. Периоды и группы. Коротко- и длиннопериодный варианты периодической таблицы. Периодичность в изменении величины радиусов, энергии ионизации, сродства к электрону, электроотрицательности атомов. Положение химического элемента в периодической системе как его главная характеристика.

^ 3. Химическая связь. Строение и свойства вещества (6ч).

Понятие о природе химической связи. Основные характеристики химической связи: длина, энергия, кратность. Дипольный момент связи. Типы химической связи. Ковалентная (полярная и неполярная) связь. Ионная связь. Свойства веществ с различным типом связи. Основные положения и недостатки метода валентной связи (ВС). Валентность. Типы гибридизации атомных орбиталей, валентные углы.

Химическая связь в комплексных (координационных) соединениях. Классификация и номенклатура комплексных соединений. Типичные комплексообразователи и лиганды. Диссоциация комплексных соединений, константа устойчивости (нестойкости). Изменение энергии орбиталей в поле лигандов. Энергия расщепления, энергия спаривания, объяснение оптических и магнитных свойств комплексных соединений.

Межмолекулярное взаимодействие (силы Ван-дер-Вальса). Ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействие. Водородная связь, влияние водородной связи на свойства веществ с молекулярной структурой.

Агрегатные состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное. Кристаллическое и аморфное состояния. Кристаллическая решетка, дефекты структуры.

^ 4. Основы химической термодинамики (8ч).

Задачи химической термодинамики. Понятия: система, параметры состояния, термодинамическое равновесие, обратимые и необратимые процессы. Экзо- и эндотермические реакции.

Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия и ее изменение при химических и фазовых превращениях. Теплота и работа различного рода. Энтальпия. Стандартное состояние и стандартные теплоты химических реакций. Теплота и энтальпия образования. Термохимические уравнения. Закон Гесса, термохимические расчеты, основанные на законе Гесса. Энергия химической связи. Энергия кристаллической решетки. Теплота сгорания топлива.

Второй закон термодинамики. Энтропия. Изменение энтропии при фазовых переходах и химических реакциях. Свободная энергия Гиббса химической реакции. Критерии самопроизвольного протекания процессов в изолированных и открытых системах.

Обратимость химических реакций. Константа химического равновесия как мера глубины протекания процессов. Использование стандартной энтальпии и энтропии для расчета констант равновесия химических реакций. Связь энергии Гиббса с константой равновесия. Влияние температуры на константу равновесия.

^ 5. Химическая кинетика. Катализ. Химическое равновесие (8 ч).

Скорость химической реакции, ее зависимость от природы и концентрации реагентов, температуры. Порядок и молекулярность реакции. Гомо- и гетерогенные реакции. Скорость гомогенной химической реакции. Закон действия масс. Константа скорости. Факторы, влияющие на скорость реакции. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Представление о теории активных столкновений. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Химические реакции в гетерогенных системах.

Катализ. Гомогенный и гетерогенный катализ. Понятие о механизме каталитических реакций. Автокатализ. Ингибиторы. Каталитические яды.

Механизм протекания химических реакций. Реакции первого и второго порядка. Инициирование реакций с помощью ультрафиолета, ионизирующего излучения и т.д..

Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Константы химического равновесия, её связь с константами скорости прямой и обратной реакций. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.

^ 6. Растворы (10 ч).

Дисперсные системы. Истинные и коллоидные растворы. Общие свойства растворов. Растворение как физико-химический процесс. Растворимость веществ, коэффициент растворимости. Способы выражения концентраций растворов. Понятие об идеальном растворе. Законы Рауля. Криоскопия и эбулиоскопия. Явление осмоса. Закон Вант-Гоффа.

Растворы электролитов. Изотонический коэффициент. Электролитическая диссоциация в водных растворах. Сильные и слабые электролиты. Константа и степень диссоциации слабого электролита. Закон разбавления Освальда. Теория сильных электролитов. Кажущаяся степень диссоциации сильного электролита. Активность и коэффициент активности. Ионная сила раствора. Уравнение Дебая-Хюккеля.

Ионное произведение воды. Водородный показатель. Методы определения рН. Буферные растворы. Расчет рН буферных растворов. Индикаторы.

Гидролиз солей. Ионные уравнения гидролиза. Константа и степень гидролиза. Расчет рН и степени гидролиза. Необратимый гидролиз. Труднорастворимые электролиты. Равновесие «осадок-раствор». Произведение растворимости.

^ 7. Окислительно-восстановительные процессы.
Электрохимические реакции (6 ч).


Окислительно-восстановительные реакции. Степень окисления, правила ее определения. Важнейшие окислители и восстановители. Метод электронного баланса и метод полуреакций. Направление окислительно-восстановительных реакций.

Равновесие на границе металл-раствор, двойной электрический слой. Электродный потенциал. Водородный электрод. Ряд напряжений металлов. Уравнение Нернста. ЭДС гальванического элемента. Электролиз как окислительно-восстановительный процесс. Электролиз расплавов и водных растворов электролитов. Законы Фарадея. Инертные и растворимые электроды. Потенциал разложения. Явление перенапряжения.

Электрохимическая коррозия металлов. Химические источники электрического тока: гальванический элемент, топливный элемент, аккумуляторы.


^ 8. Основные классы неорганических веществ (4 ч).

Оксиды, основания, кислоты, соли: номенклатура, классификация, химические свойства, методы получения. Тривиальные названия кислот и их солей. Генетическая связь между различными классами неорганических соединений.

^ 9. Ядерная химия и радиохимия (4 ч).

Естественная радиоактивность, ядерный распад. Радиоактивные ряды. Ядерные реакции, искусственный синтез элементов. Период полураспада. Использование радиоактивных изотопов. Датирование событий при помощи радиоактивного углерода. Возраст Земли, возраст жизни на Земле. Обнаружение радиоактивного излучения. Доза излучения.

Ядерная энергетика. Атомные реакторы. Термоядерный синтез. Химические свойства радиоактивных элементов: торий, уран, плутоний.

^ 10. Комплексные соединения (4 ч).

Строение, номенклатура, координационное число и пространственное строение комплексов по методу валентных связей. Диамагнетизм и парамагнетизм, окраска комплексных соединений с точки зрения теории кристаллического поля.

Диссоциация комплексных соединений, константа нестойкости (устойчивости) комплексных ионов. Вычисление равновесных концентраций в растворах, содержащих комплексные соединения. Разрушение комплексных ионов.

^ 11. Водород. Вода (2 ч).

Изотопы водорода. Строение и свойства иона оксония Н3О+.Основные типы гидридов элементов I-II групп. Получение, свойства и применение водорода. Строение и свойства твердой, жидкой и газообразной воды. Химические свойства воды. Тяжелая вода, ее физические свойства.

^ 12. Элементы VII А группы: фтор, хлор, бром, йод (6 ч).

Распространенность в природе. Основные минералы. Закономерности в изменении электронной конфигурации, величин радиусов, энергии ионизации, сродства к электрону, электроотрицательности, характерных степеней окисления атомов галогенов. Особенности фтора, его физико-химические свойства. Получение галогенов из природных соединений.

Физико-химические свойства хлора, брома, йода. Взаимодействие с металлами и неметаллами, с водой. Термодинамические факторы, определяющие состав продуктов взаимодействия с водой.

Физические свойства (энергия диссоциации, дипольный момент, температура плавления, кипения) галогеноводородов. Способы получения. Закономерности в изменении кислотных и восстановительных свойств галогеноводородных кислот. Порядок взаимного вытеснения галогенов из галогеноводородных кислот и их солей.

Кислородные соединения галогенов. Закономерности в строении и свойствах оксидов. Способы получения. Изменение строения и свойств (термическая устойчивость, окислительные, кислотно-основные свойства) кислородных кислот галогенов, способы их получения. Окислительно-восстановительная способность кислородных кислот галогенов и их солей. Применение галогенов и их соединений.


^ 13. Элементы VI А группы: кислород, сера, селен, теллур (6ч).

Закономерности в изменении электронной конфигурации, величин радиусов, энергии ионизации и сродства к электрону, характерных степеней окисления, электроотрицательности атомов. Отличительные свойства кислорода. Озон. Озониды.

Кислород, сера, селен, теллур в гео- и биосфере. Получение простых веществ из природных соединений. Химические свойства простых веществ. Халькогениды. Применение кислорода, халькогенов и их соединений.

Водородные соединения. Параметры молекул Н2Э (длина и энергия связи, валентный угол), закономерности изменения физических свойств. Закономерности в изменении кислотных и восстановительных свойств халькогенводородов. Пероксид водорода, надпероксиды. Полисульфаны.

Оксиды халькогенов. Условия окисления SО2 в S03. Оксокислоты Н2S03 и Н2S04 , химические свойства, получение. Строение, окислительные и водоотнимающие свойства Н24. Олеум. Термическая устойчивость сульфатов. Сопоставление силы кислот, термической устойчивости и окислительной активности оксокислот Н2ЭО3 и Н2ЭО4.Строение, получение, свойства тиосульфата натрия. Строение и свойства галогенидов серы, селена, теллура.

^ 14. Элементы V А группы: азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут (8 ч).

Общая характеристика элементов: электронная конфигурация, размер атомов, энергия ионизации и сродства к электрону, электроотрицательность атомов. Строение молекулы азота. Специфические свойства азота. Аллотропные модификации фосфора. Закономерности в изменении физических и химических свойств простых веществ элементов группы. Методы связывания молекулярного азота в реакциях синтеза оксида азота и аммиака.

Особенности строения, закономерности в изменении физических и химических свойств водородных соединений ЭНз (температура фазовых переходов, термическая устойчивость, кислотно-основные и восстановительные свойства). Получение и свойства аммиака, автоионизация, реакции замещения, акцепторные (протолитическое взаимодействие с водой), донорные (образование аммиакатов) и восстановительные свойства аммиака. Термическая устойчивость солей аммония- фосфатов, хлоридов, сульфатов, нитратов, нитритов. Сопоставление строения и свойств гидроксиламина и гидразина (кислотно-основные и окислительно- восстановительные). Получение и свойства мочевины. Получение, строение и свойства азотистоводородной кислоты и ее солей.

Оксиды азота. Получение, строение и закономерности в изменении свойств оксидов азота: N20, N0, N203, N02, N204, N205 (дипольный момент, взаимодействие с водой, температура фазовых переходов, термическая устойчивость, кислотные свойства). Диспропорционирование оксидов азота (III) и (IV) в кислой и щелочной средах. Синтез безводных нитратов металлов.

Получение, сопоставление строения и свойств азотистой и азотной кислот: устойчивость, кислотные и окислительно-восстановительные свойства водных растворов. Окислительные свойства HNОз. Зависимость состава продуктов взаимодействия НNОз с металлами от концентрации азотной кислоты и природы металла. Термическое разложение нитратов и нитритов металлов.

Строение и свойства оксидов фосфора (III) и (V). Получение,строение, закономерности в изменении кислотно-основных, окислительно-восстановительных свойств и термической устойчивости кислот Н3РО2, Н3РО3, Н3РО4. Конденсированные фосфаты. Орто-, пиро-, мета-, полиметафосфаты. Взаимодействие растворимых солей, Н3РО4 , Н3РО3, Н3РО2 с АgNO3.Получение, строение и свойства хлоридов (РСl3, РС15) и оксохлорида (РОС13) фосфора.

Общие тенденции в изменении строения и свойств оксидов и оксокислот элементов группы (кислотные и окислительно-восстановительные). Основные природные соединения,

принципы получения из них азота, фосфора, мышьяка, сурьмы, висмута. Роль соединений азота и фосфора в экологии и в биологических процессах.

^ 15. Элементы IV А группы: углерод, кремний, германий, олово, свинец (6 ч).

Электронная конфигурация, размер атома, энергия ионизации и сродство к электрону, электроотрицательность. Характерные степени окисления и координационные числа.

Типы структур и особенности химической связи в твёрдых простых веществах. Алмаз, графит, карбин, фуллерены. Закономерности изменения физических и химических свойств простых веществ: взаимодействие с разбавленными и концентрированными растворами НС1, HNОз, Н24,NаОН, металлами, неметаллами. Различие в реакционной способности углеводородов и силанов, хлоридов углерода и кремния .

СО, СО2, С2О3: получение, строение молекул, сопоставление физических и химических свойств. Термическая устойчивость карбонатов. Получение соды по методу Солеве. Основные типы структур силикатов. Строение и свойства циановодорода, родановодорода и их производных.

Физические и химические свойства германия, олова, свинца. Закономерности в изменении строения и химических свойств оксидов и гидроксидов германия, олова, свинца (термическая устойчивость, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства).

Природные соединения С, Si, Gе, Sn, Рb, получение простых веществ. Применение простых веществ и основных химических соединений: оксидов, оксокислот и гидроксидов, гидридов, карбидов и силицидов, карбонатов, силикатов.

^ 16. Элементы III А группы: бор, алюминий, галлий, индий, таллий (4 ч).

Электронная конфигурация. Радиус и энергия ионизации атома бора. Характерные степени окисления и координационные числа. Кристаллическая структура, физические и химические свойства бора.

Получение, строение, свойства диборана B2 H6: восстановительные свойства, взаимодействие с водой, алюмогидридом лития . Гомологические ряды гидридов бора. Получение, особенности строения и свойства B2Оз и борных кислот. Получение бора из природных соединений. Применение бора и его соединений.

Закономерности в изменении электронных конфигураций, радиусов, энергии ионизации, характерных степеней окисления атомов А1, Ga, In, Т1. Получение, физические и химические свойства простых веществ. Закономерности в строении и свойствах соединений элементов в степени окисления +3: оксиды, гидроксиды, галогениды. Комплексные соединения алюминия. Гидрид алюминия и алюмогидриды щелочных металлов. Применение алюминия, галлия, индия, таллия и их соединений.

^ 17. Элементы II А группы: бериллий, магний, кальций, стронций, барий (4 часа).

Изменение электронных конфигураций, величины радиусов, энергии ионизации атомов. Особое положение бериллия. Получение простых веществ из природных соединений. Гидроксиды бериллия и магния, сопоставление кислотно-основных свойств. Закономерности в строении и свойствах основных типов соединений щелочноземельных элементов: оксидов, гидроксидов, карбонатов, галогенидов. Жесткость воды, методы ее устранения, Применение бериллия, магния и щелочноземельных элементов.

  1. ^ Элементы I А группы (щелочные металлы) (2 часа).

Закономерности в изменении электронных конфигураций, величин радиусов, энергии ионизации атомов. Особое положение лития. Физические и химические свойства простых веществ. Особенности взаимодействия щелочных металлов с водой, с кислородом. Закономерности в строении и свойствах (термическая устойчивость, кислотно-основные свойства) основных типов соединений:оксидов, пероксидов, гидроксидов, карбонатов, галогенидов. Применение щелочных металлов и их соединений: оксидов, пероксидов, гидроксидов, карбонатов, галогенидов. Применение щелочных металлов и их соединений.





Скачать 373,17 Kb.
оставить комментарий
страница1/2
Дата01.09.2011
Размер373,17 Kb.
ТипПрограмма дисциплины, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх