Учебная программа по дисциплине «Химия» федерального компонента цикла дн гос впо второго поколения по направлению подготовки 020800 «Экология и природопользование» icon

Учебная программа по дисциплине «Химия» федерального компонента цикла дн гос впо второго поколения по направлению подготовки 020800 «Экология и природопользование»


Смотрите также:
Учебная программа по дисциплине «Физика» федерального компонента цикла дн гос впо второго...
Учебная программа по дисциплине «Экологический мониторинг» федерального компонента цикла дн гос...
Учебная программа по дисциплине «Экологический мониторинг» федерального компонента цикла дн гос...
Учебная программа по дисциплине «Техногенные системы и экологический риск» федерального...
Учебная программа по дисциплине «Правовые основы природопользования» федерального компонента...
Учебная программа по дисциплине «Правовые основы природопользования» федерального компонента...
Прикладная экология (Часть Промышленная экология)...
Прикладная экология (Часть Промышленная экология)...
Учебно методический комплекс по дисциплине «Отечественная история» Федерального компонента цикла...
Учебно методический комплекс по дисциплине «Философия» Федерального компонента цикла...
Учебно методический комплекс по дисциплине «Социология» Федерального компонента цикла...
Учение о биосфере. Часть химическая эволюция экосферы...



Загрузка...
скачать




МЕЖДУНАРОДНЫЙ НЕЗАВИСИМЫЙ

ЭКОЛОГО-ПОЛИТОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


_______________________________________________________________________________Экологический факультет

Кафедра химической и техногенной экологии


ХИМИЯ


УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине «Химия» федерального компонента

цикла ДН ГОС ВПО второго поколения по направлению

подготовки 020800 «Экология и природопользование», федерального

компонента ОПД ГОС ВПО второго поколения по

специальности 020801 «Экология», федерального

компонента ОПД ГОС ВПО второго поколения по

специальности 020804 «Геоэкология», федерального

компонента ОПД ГОС ВПО второго поколения по

специальности 020802 «Природопользование»


Москва

Издательство МНЭПУ

2008

ББК 67.400(3)я73

Р76

Рассмотрено и рекомендовано УТВЕРЖДАЮ

на заседании кафедры Проректор по УМР

Химической и - _______ Матюнина техногенной экологии

« » 200 г.

Протокол № 6

от « 16 » января 2008 г.

Зав.кафедрой

__________ Меньшиков В.В.

« » 200 г.

^ СОГЛАСОВАНО СОГЛАСОВАНО

Декан экологического факультета Зав. УМО

_________ Марфенин Н.Н. ______Попов О.И.

« » 200 г. « » 200 г.


Р76 Химия: Учебно­методический комплекс по дисциплине «Химия» федерального компонента цикла ДН ГОС ВПО второго поколения по направлению подготовки 020800 «Экология и природопользование», федерального компонента ОПД ГОС ВПО второго поколения по специальности 020801 «Экология», федерального компонента ОПД ГОС ВПО второго поколения по специальности 020804 «Геоэкология», федерального компонента ОПД ГОС ВПО второго поколения по специальности 020802 «Природопользование» – М.: Изд-­во МНЭПУ, 2008. – 55 с.

Программа отражает вопросы базового курса «Химия», читаемого студентам экологического факультета МНЭПУ в соответствии с Государственными образовательными стандартами 020800 по направлению «Экология и природопользование».

Программа включает три больших раздела: общая и неорганическая химия, органическая химия и химическая экология. Весь курс рассчитан на три семестра, в течение которых студенты приобретают не только необходимый объем базовых химических знаний, но и достаточно большой объем химико-экологических знаний, необходимых в плане их будущей специальности.

ББК 67.400(3)я73

А в т о р ­с о с т а в и т е л ь:

^ Богдановский Георгий Андреевич – д.х.н., академик РЭА, профессор.


© МНЭПУ, 2008


Введение.

Программа отражает вопросы базового курса «Химия», читаемого студентам экологического факультета МНЭПУ в соответствии с Государственными образовательными стандартами 020800 по направлению «Экология и природопользование».

Программа включает три больших раздела: общая и неорганическая химия, органическая химия и химическая экология. Весь курс рассчитан на три семестра, в течение которых студенты приобретают не только необходимый объем базовых химических знаний, но и достаточно большой объем химико-экологических знаний, необходимых в плане их будущей специальности.

^ 1. ЦЕЛЬ КУРСА

Целью курса «Химия» является формирование у студентов современных представлений о строении и свойствах химических веществ, закономерностях протекания химических процессов, освоение на этой базе определенных экологических знаний и систем понятий, развитие химического и экологического мышления.

^ 1.1. ЗАДАЧИ КУРСА

Задачи курса «Химия» можно сформулировать следующим образом:

  • дать современное представление о строении атома и природе химической связи;

  • рассмотреть основные законы химической термодинамики, химической кинетики, химического равновесия, учения о растворах;

  • рассмотреть основные классы неорганических и органических соединений, провести анализ их свойств на основе современных теоретических химических воззрений;

  • дать представления о современных воззрениях на физико-химические процессы, протекающие в окружающей среде, рассмотреть основные проблемы химической экологии.

^ 1.2. МЕСТО КУРСА В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ

ПОДГОТОВКЕ ВЫПУСКНИКА

Химия является одной из старейших и важнейших отраслей естественно-научных знаний, поэтому освоение современной химии обеспечивает не только формирование правильного естественно-научного мировоззрения, но и развитие у выпускников современного философско-политологического мышления.

Курс химии базируется на начальных школьных знаниях этого предмета, широко использует информацию, полученную уже в вузовских курсах физики и высшей математики.

Знание химии необходимо для успешного изучения практически всех курсов биологического, геологического и экологического циклов (например, «Учение об атмосфере», «Учение о гидросфере», «Геохимия», «Прикладная экология», «Эволюция биосферы» и др.)

^ 1.3. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КУРСА

Студенты, успешно освоившие курс «Химия», должны:

  • знать современные теории строения атома и химической связи;

  • знать законы химической термодинамики и кинетики;

  • знать основные классы и свойства неорганических соединений в соответствии с Периодическим законом Д.И. Менделеева.

  • знать свойства основных органических соединений;

  • знать об основных проблемах экологической химии, иметь представление о проблеме озона, кислотных дождях, загрязнении окружающей среды тяжелыми металлами и органическими соединениями, об основных физико-химических методах очистки газовых выбросов и сточных вод и др.;

  • уметь проводить физико-химические расчеты, связанные с приготовлением растворов, термодинамикой и равновесием химических реакций, свойствами веществ и их растворов;

  • уметь использовать знания, полученные в курсе «Химия», при решении проблем экологии, охраны окружающей среды, природопользования.


^ 1.4.КОНЦЕПЦИЯ РАЗДЕЛА.

Данный вариант программы составлен на основе авторской – «Химия и экология» (проф. Богдановский Г.А.), утвержденной УМО Университетов по специальности 013100 «Экология» в 1999 году, рекомендованной Университетам Российской федерации. Вместе с тем программа несколько видоизменена с учетом специфики экологического факультета МНЭПУ.

В программе нашла свое отражение современная тенденция формирования экологических знаний на всех уровнях обучения. Учитывая, что курс химии является фундаментальной учебной дисциплиной, наиболее близкой к проблемам химии окружающей среды (ОС), целесообразно вводить основные экологические и химико-экологические знания и системы понятий именно в этом курсе. В соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению 51100 «Экология и природопользование» химия относится к блоку дисциплин федерального компонента, на изучение которой отводится 80 аудиторных часа в III семестре («Общая и неорганическая химия»), 76 аудиторных часа в IV семестре («Органическая химия») и 32 аудиторных часа в V семестре («Химическая экология»). Освоение каждого из двух первых разделов курса предусматривает выполнение пяти контрольных работ, зачет в III семестре и экзамен в IV семестре. Аудиторные занятия включают и лабораторный практикум (по 16 часов в каждом семестре). Перечень лабораторных работ формируется в начале каждого семестра, исходя из реальной необходимости и возможностей кафедры. По химической экологии студенты выполняют две контрольные работы. Итоговый контроль проводится в форме экзамена. Помимо традиционных способов проведения контрольных работ (лекционный и семинарский контроль), кафедра широко использует проверку знаний в форме тестирования, для чего разработаны входные и итоговые наборы заданий в тестовой форме по каждому из разделов курса.

В соответствии с вышеизложенным, программа курса химии содержит три крупных раздела: «Общая и неорганическая химия» «Органическая химия» и «Химическая экология», для каждого из которых отдельно приводятся, содержание раздела, вопросы для самоподготовки, список вопросов к экзамену (зачету), учебно-тематический план и список рекомендованной литературы.

2. С О Д Е Р Ж А Н И Е К У Р С А
^

РАЗДЕЛ 1. «Общая и неорганическая химия»

1.2.1. ТЕМЫ И КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛА


Тема 1. Основные понятия.

Атом, молекула, моль, молярная масса, относительные атомная и молекулярная массы, число Авогадро. Атомно-молекулярная теория.

Закон постоянства состава, закон кратных отношений, закон эквивалентности, закон простых объемных отношений, закон Авогадро.

Тема 2. Периодический закон и периодическая система элементов.

Строение атома. Атомная модель по Розерфорду. Атомная модель по Бору. Современные представления о строении атома; s-, p- , d- орбитали, их конфигурационные и энергетические характеристики. Порядок заполнения орбиталей электронами, квантовые числа. Принцип неопределенности Гейзенберга, принцип Паули, правило Хунда и Клячковского. Периодический закон по Д.И. Менделееву и современная его интерпретация. Периодическая система элементов. Распределение элементов по семействам.

Тема 3. Радиоактивность.

Ядерная модель атома. Строения ядра. Радиоактивный распад: альфа-распад, бета-распад, электронный захват, спонтанное деление. Закон Мозли и его связь с периодической системой элементов. Явление изотопии. Стабильные и нестабильные изотопы. Радиоактивность и геотехнология.

Тема 4. Химическая связь.

Химическая связь с позиций теории вероятности. Основные характеристики химической связи: длина связи, энергия связи, валентные углы. Потенциал ионизации и энергия сродства. Типы химической связи: ионная, ковалентная, координационная, водородная, металлическая, кластеры и клатраты. Химическая связь с позиций метода орбитальных диаграмм. Гибридизация атомных орбиталей: Sp-, Sp2-, Sp3-. Сигма и пи-связи. Построение орбитальных диаграмм простейших химических соединений.

Тема 5. Термодинамика химических реакций.

Основные термодинамические характеристики химических реакций: теплоемкость, энтальпия, внутренняя энергия, тепловой эффект, работа, энтропия. Термодинамические критерии направленности химических реакций. Энергия Гиббса и Гельмгольца. Законы термохимии и термодинамики.

Тема 6. Кинетика химических реакций.

Основные кинетические характеристики химических реакций: скорость химической реакции, константа скорости, порядок и молекулярность, энергия активации, предъэкспоненциальный множитель и стерический фактор.

Основной закон кинетики.

Тема 7.^ Химическое равновесие.

Гомогенное и гетерогенное равновесия. Константа равновесия и закон действия масс. Факторы, влияющие на смещение равновесия. Принцип Ле-Шатилье.


Тема 8. Растворы неэлектролитов.

Энергетика процессов растворения. Зависимость растворения от природы и свойств растворенного вещества и растворителя. Идеальные и реальные растворы. Закон Рауля и Генри. Эбулиоскопия и криоскопия. Осмос и осмотическое дпвление. Закон Вант-Гоффа. Закон Прейфера.

Тема 9. Растворы электролитов.

Причины, вызывающие электролитическую диссоциацию. Сильные и слабые электролиты. Основные положения теории электролитической диссоциации Аррениуса. Степень диссоциации и константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Эквивалентная и удельная электропроводимости. Основные положения статистической теории Дюбая и Гюккеля. Активность и коэффициент активности. Ионная атмосфера. Ионная сила раствора.


Тема 10. Равновесие в растворах электролитов.

Ионное произведение воды, рН-метрия. Буферные растворы, рН буферных растворов. Гидролиз водных растворов солей. Константа и степень гидролиза. Электролиты с точки зрения теории Бенстеда-Лоури.

Произведение растворимости. Условия осаждения и растворения осадка.

Тема 11. Электрохимические процессы и системы.

Равновесие на границе металл-раствор. Электрохимический потенциал. Водородный электрод. Типы электродов сравнения: каломельный, меркурсульфатный, хлорсеребряный. Ряд стандартных потенциалов. Уравнение Нерста. Гальванические элементы. Электролиз и его законы. Электрохимическая и газовая коррозии. Окислительно-восстановительные реакции. Еh и рН природных систем.

Тема 12. Коллоидные растворы.

Классификация дисперсных систем. Коллоидное состояние вещества. Коагуляция. Причины, вызывающие коагуляцию. Лиофильные и лиофобные коллоиды, их отличительные особенности. Строение коллоидной частицы. Коллоидное состояние в природных системах.

Тема 13. Комплексные соединения.

Комплексные соединения в свете теории Вернера. Комплексообразователь, координационное число, диссоциация комплексных соединений. Константа нестойкости комплексного иона. Типа комплексных ионов. Номенклатура комплексных соединений. Комплексные соединения в аналитической химии. Двойные соли.

Тема 14. Обзор элементов по семействам.

Классификация химических элементов по семействам. Общая характеристика элементов s, p, d, f семейств. Основные свойства отдельных представителей этих семейств.

^

РАЗДЕЛ 2. «Органическая химия»

2.2.1. ТЕМЫ И КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛА


Тема 1. Органическая химия и теория химического строения органических веществ.

Источники органических веществ, их многообразие. Классификация органических соединений.

Теория химического строения А.М. Бутлерова и современные представления о строении органических веществ. Геометрическая (цис- транс-) и пространственная изомерия. Оптическая изомерия. Индукционные эффект и эффект сопряжения. Правило замещения в бензольном ядре. Электрофильные и нуклеофильные замещения.


Тема 2. Углеводороды.

Предельные, непредельные, циклические и ароматические углеводороды. Важнейшие представители и номенклатура. Взаимосвязь гомологических рядов.


Тема 3. Производные углеводородов.

Функциональные группы и производные углеводородов.

Галоидные производные углеводородов. Многогалоидные и полигалоидные. Важнейшие представители и номенклатура. Спирты: предельные, непредельные, ароматические. Важнейшие представители и номенклатура. Эфиры простые и сложные. Альдегиды и кетоны: изомерия, важнейшие представители и номенклатура. Карбоновые кислоты: предельные, непредельные и ароматические. Представители, строение, номенклатура. Нитросоединения. Амины: предельные и ароматические. Важнейшие представители и номенклатура.


Тема 4.Уголь и природный газ.

Коксование каменного угля. Основные продукты газообразного топлива: доменный, коксовый, природный газы. Природный газ как химическое сырье. Попутные нефтяные газы.

Тема 5. Нефть и нефтепродукты.

Основной состав нефти. Биогенный генезис нефти. Фракционирование нефти. Жидкие топлива: бензин, керосин, лигроин. Октановое и цитановое числа. Реакции переработки нефти.

Тема 6. Полимеризация и поликонденсация.

Высокомолекулярные соединения. Процессы полимеризации и поликонденсации. Основные группировки, склонные к полимеризации. Влияние заместителей. Структура высокомолекулярных соединений.

Крахмал и клетчатка как полимеры. Гидролиз крахмала. Целлюлоза и ее гидролиз. Нитрование целлюлозы (пироксилин). Ацетилирование целлюлозы (диацетил- и триацетилцеллюлоза).

Тема 7. Каучуки.

Каучуки как полимеры. Натуральный (изопреновый) каучук. Синтетические (бутадиеновый и дивиниловый) каучуки. Вулканизация резины и эбонита. Сополимеризация. Бутадиен – стирольный каучук.

Тема 8. Жир

Реакции этерификации, гидролиза и омыления. Жидкие и твердые жиры. Мыла и синтетические моющие средства.

Тема 9. Природные и синтетические волокна.

Волокна природные, животного и растительного происхождения. Синтетические волокна как полимеры. Нейлон, капрон, лавсан.

Тема 10. Витамины.

Витамины и их роль в функционировании организмов. Витамины олифатического, олициклического, ароматического и гетероциклического рядов. Основные представители. Антивитамины.

Тема 11. Антибиотики.

Антибиотики и их функции. Природные и синтетические антибиотики. Элементный состав антибиотиков. Стрептомицин, эритромицин, пенициллин и тетрациклины, как представители антибиотиков.

Тема 12. Канцерогены.

Канцерогенные углеводороды и их физическое действие. Строение канцерогенных углеводородов. Синтетические канцерогены. Бензпирен, антрацен, бензантрацен, бензфенантрен как представители канцерогенных углеводородов.

Тема 13. Алкалоиды.

Алкалоиды как группа органических веществ растительного или животного происхождения. Элементный состав алкалоидов. Физиологическое действие алкалоидов. Эфедрин, никотин, кодеин и морфин как представители алколоидов.

Тема 14. Диоксины.

Строение диоксинов и их общая характеристика. Диоксины как супертоксиканты. Источники образования диоксинов. Диоксиновый эквивалент. Химические свойства диоксинов. Дибензодиоксины, дибензофураны и бифенилы как представители диоксинов.

^

РАЗДЕЛ 3. «Химическая экология»




3.2. 1. ТЕМЫ И КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛА


Тема 1. Химическая экология и проблемы охраны окружающей среды.

Некоторые экологические понятия. Концепция экосистем. Биосистема и биотический компонент. Принцип эмерджентности. Кибернетическая природа экосистем. Факторы, определяющие стабильность экосистем. Классификация экосистем. Биотоп и биоценоз. Сукцессия. Понятия «окружающая среда», «биосфера», «ноосфера».

Тема 2^ . Химическая экология атмосфер.

Атмосфера как часть биосферы, предел ее пространства. Тропо- страто- и мезопаузы. Диссипация атмосферных газов. Общий состав атмосферы и принципы ее классифицирования. Прозрачность и альбедо атмосферы.. Химические компоненты атмосферы, определяющие выпадение кислотных дождей. Механизм образования смога. Естественная радиоактивность атмосферы. Влияние первичных и вторичных космических лучей на состояние атмосферы. Радиоактивные аэрозоли.

Тема 3. Озоновый защитный слой.

Механизм образования озона в атмосфере. Суточное и сезонное распределение озона в атмосфере. Озоновые дожди. Защитные функции озонового слоя. Озоновый парниковый эффект. «Азотный цикл» в образовании и разрушении озона. «Хлорный цикл» и его влияние на озоновый защитный слой. Биологической воздействие озона. Влияние антропогенных факторов на озоновый слой. Озоновые «дыры».

Тема 4. Химическая экология гидросферы и мировой океан.

Гидросфера и Мировой океан. Условная прозрачность морской и океанической воды. Соленость океана. Химический состав морской воды и подразделение его на группы. Механизм регулирования рН в океанах. Химические ресурсы океана.

Химическая экология пресных вод. Биологическая вода, ювенильные воды. Пленочная, капиллярная, гравитационная воды и гидродинамические различия между ними. Регулирование рН речных и озерных вод. Различие между средним элементным составом поверхностных пресных вод суши и Мирового океана.

Тема 5. Химическая экология гидросферы и сточных вод.

Биологическая воды, ювенильные воды. Пленочная, капиллярная гравитационная воды и гидродинамические различия между ними. Регулирование рН речных и озерных вод. Различие между средним элементным составом поверхностных пресных вод суши и Мирового океана.

Тема 6. Химическая экология литосферы.

Литосфера как часть биосферы. «Поверхность Мохо». Физико-химические особенности метаморфических горных пород. Основной химический состав земной коры. Геохимическая классификация элементов. Биофильные элементы. Микро- и макробиогенные элементы. Общая характеристика подземной гидросферы. «Граница Конрада». Пленочная, капиллярная, гравитационная воды и гидродинамические различия между ними. Средний элементный состав поверхностных вод суши и мирового океана. Принципы регулирования рН речных и озерных вод. Биогеохимические функции живого вещества. Функции живого вещества в ивиде «мыслящего интеллекта». Ноосфеора как разумная оболочка планеты. Антропогенно-геологическая деятельность и охрана геологической среды.


Тема 7. Химическая экология и традиционная энергетика.

Старение Солнечной системы. Термодинамические принципы в экологии. Применение законов термодинамики к экосистемам. Коэффициент качества энергии и мера экологического оборота. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии. Традиционные источники ресурсов. Фотохимические, фотоэлектрические и термоэлектрические процессы в плане энергетических ресурсов. Биогеохимические преобразователи энергии. Космические энергетические системы и перспективы их использования. Истощение традиционных источников энергии.

Тема 8. Химическая экология и нетрадиционная энергетика.

Водород как экологически чистое топливо. Факторы, предопределяющие развитие водородной энергетики. Электролиз и пиролиз воды в плане водородной энергетики. Органическое сырье как источник водорода. Связь водородной энергетики с атомной. Атомная энергетика и проблемы ядерного горючего. Принципы работы бридерных реакторов. Отличительные принципы термоядерной энергетики.

Тема 9. Тяжелые металлы.

Классификация и химические свойства. Особенности проблемы загрязнения природных объектов тяжелыми металлами. Источники загрязнения. Коэффициент миграции тяжелых металлов. Подвижность в подземных водах и ее зависимость от физико-химических характеристик ионов. Метод обессоливания. Электролиз и сорбционные методы очистки сточных вод от тяжелых металлов.

Тема 10. Кислотные дожди.

Факторы, вносящие вклад в кислотность атмосферы. Мокрое и сухое осаждение кислотных потоков. Атмосферные процессы окисления сернистого газа и окислов азота. Вклад хлористого водорода в кислотные дожди. Влияние кислотных дождей на геохимическую подвижность алюминия в почвах и водоемах. Механизм воздействия кислотных дождей на строительные материалы и архитектурные памятники. Альтернативные концепции в проблеме кислотных дождей.

Тема 11. Ксенобиотики.

Ксенобиотики и их характеристика. Пестициды, их классификация и представители. ДДТ, метилртуть и бензопирены в плане экологических проблем.

Тема 12. Элементы водной токсикологии.

Элементы водной токсикологии. Коэффициент накопления, метаболизм и конъюгация. Формы воздействия токсичных веществ в двухкомпонентных системах. Антагонизм, синергизм, аддитивность, сенсибелизация, индекс токсичности смеси.

Тема 13. Стратегические принципы экологической безопасности.

Поддерживающая емкость среды и рост народонаселения. Тенденции, связанные с истощением ресурсов, загрязнением окружающей среды и ростом народонаселения. Экологический императив.


^ Распределение часов по темам и видам работ.

Учебно-тематический план для студентов очного отделения

экологического факультета

Номера и наименование разделов и тем

Всего часов учебных занятий

Аудиторные занятия

В том числе

Самостоят. работа

Виды контроля

Лекции

Семинары

Контрольные работы

9 семестр

^ Раздел 1. «Общая и неорганическая химия»

Тема 1. Основные понятия

6

4

2

2

-

2




Тема 2. Периодический закон и периодическая система элементов

6

4

2

2

КР1

2




Тема 3. Радиоактивность

6

4

2

2

-

2




Тема 4. Химическая связь

7

4

2

2

КР2

3




Тема 5. Термодинамика химических реакций

6

4

2

2

-

2




Тема 6. Кинетика химических реакций

6

4

2

2

-

2




Тема 7. Химическое равновесие

6

4

2

2

КР-3

2




Тема 8. Растворы неэлектролитов

6

4

2

2

-

2




Тема 9. Растворы электролитов

6

4

2

2

-

2




Тема 10. Равновесие в растворах электролитов

6

4

2

2

КР-4

2




Тема 11. Электрохимические процессы и системы.

6

4

2

2

-

2




Тема 12.Коллоидные растворы

6

4

2

2

-

2




Тема 13. Комплексные соединения

6

4

2

2

КР-5

2




Тема 14. Обзор химии элементов по семействам

14.1. Общая характеристика элементов S семейства

14.2 Общая характеристика элементов Р семейства

14.3. Общая характеристика элементов d семейства



7


7


7



4


4


4



2


2


2



2


2


2







3


3


3




^ Лабораторный практикум

16

16

-

16

-

-




^ Всего часов

55

40

12

28

-

15

Зачет

Раздел 2. «Органическая химия»

Тема 1. Органическая химия и теория химического строения органических веществ.

8

4

2

2

-

4




Тема 2. Углеводороды

8

4

2

2

-

4




Тема 3. Производные углеводородов

8

4

2

2

-

4




Тема 4. Уголь и природный газ

6

4

2

2

-

2




Тема 5. Нефть и нефтепродукты

6

4

2

2

-

2




Тема 6. Полимеризация и поликонденсация

10

8

4

4

КР-1

2




Тема 7. Каучуки

6

4

2

2

-

2




Тема 8. Жиры и мыла

6

4

2

2

-

2




Тема 9. Природные и синтетические волокна

6

4

2

2

-

2




Тема 10. Витамины

6

4

2

2

КР-2

2




Тема 11. Антибиотики

6

4

2

2

-

2




Тема 12. Канцерогены

6

4

2

2

-

2




Тема 13. Алкалоиды

6

4

2

2

-

2




Тема 14. Диоксины

6

4

2

2

КР-3

2




Тема 15. Лабораторный практикум

22

16

-

16

-

6




^ Всего часов

116

76

30

46

-

40

Экзамен

Раздел 3 «Химическая экология»

Тема 1. Химическая экология и проблемы охраны окружающей среды

4

2

2

-

-

2




Тема 2. Химическая экология атмосферы

4

2

2

-

-

2




Тема 3. Озоновый защитный слой

6

4

2

2

-

2




Тема 4. Химическая экология гидросферы и Мировой океан

4

2

2

-

-

2




Тема 5. Химическая экология гидросферы и пресные воды

4

2

2

-

-

2




Тема 6. Химическая экология литосферы

6

4

2

2

КР-1

2




Тема 7. Химическая экология и традиционная энергетика

4

2

2

-

-

2




Тема 8. Химическая экология и нетрадиционная энергетика

4

2

2

-

-

2




Тема 9. Тяжелые металлы

4

2

2

-

-

2




Тема 10. Кислотные дожди

6

4

2

2

КР-2

2




Тема 11. Ксенобиотики

4

2

2

-

-

2




Тема 12. Элементы водной токсикологии

4

2

2

-

-

2




Тема 13. Стратегические принципы

4

2

2

-

-

2




^ Всего часов

58

32

26

6

-

26

Экзамен

Всего за курс.

^ Всего часов

230

148

56

80

-

82

Экзамен



^ 3. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Раздел «Неорганическая химия».

  1. Что такое молярная масса? Как ее рассчитать?

  2. Что такое квантовое число?

  3. Что такое орбиталь и каковы ее характеристики?

  4. Каков порядок заполнения электронных орбиталей? Как он связан с положением элемента в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева?

  5. Из чего состоит ядро атома? Что такое «изотоп»?

  6. Каковы основные виды радиоактивного распада?

  7. Как образуется химическая связь?

  8. Какие типы химической связи Вы знаете?

  9. Каковы характеристики химической связи?

  10. Каковы основные теории химической связи?

  11. Что такое гибридизация атомных орбиталей?

  12. Каковы термодинамические характеристики химических веществ и реакций?

  13. Что определяет направление химической реакции?

  14. Что такое скорость химической реакции и от чего она зависит?

  15. Какова кинетическая классификация химических реакций?

  16. В чем сущность основного закона кинетики?

  17. Что такое химическое равновесие и чем оно определяется?

  18. Что такое константа равновесия?

  19. Что такое раствор? Какие типы растворов Вы знаете?

  20. Каковы основные законы растворов неэлектролитов?

  21. Каковы основные законы растворов электролитов?

  22. Что такое рН?

  23. Что такое произведение растворимости?

  24. Что такое гидролиз? Каковы его основные закономерности?

  25. Что такое электрод и его потенциал?

  26. Что такое гальванический элемент и его потенциал?

  27. Каковы основные законы электролиза?

  28. Что такое окислительно-восстановительные реакции?

  29. Что такое коллоидные растворы? Каковы их классификация и свойства?

  30. Что такое комплексные соединения? Каковы их классификация, строение и свойства?

  31. Как зависят свойства химических элементов от их положения в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева?

  32. Дайте общую характеристику элементов s семейства. Назовите основные свойства отдельных представителей этого семейства.

  33. Дайте общую характеристику элементов p семейства. Назовите основные свойства отдельных представителей этого семейства.

  34. Дайте общую характеристику элементов d семейства. Назовите основные свойства отдельных представителей этого семейства.

  35. Дайте общую характеристику элементов f семейства. Назовите основные свойства отдельных представителей этого семейства.

Раздел «Органическая химия».

  1. Какие соединения называют органическими? Каково их строение и классификация?

  2. Сформулируйте основные положения теории строения Бутлерова.

  3. Какие классы углеводородов Вам известны? Каковы их строение и сваойства?

  4. Перечислите функциональные группы органических соединений и приведите примеры.

  5. Какие органические соединения содержат кислород? Как их получить? Каковы их свойства?

  6. Какие соединения называют ароматическими? Каково их строение и свойства?

  7. Какие органические соединения встречаются в природе? В состав каких ископаемых они входят?

  8. Сформулируйте суть индукционного эффекта.

  9. Сформулируйте суть эффекта сопряжения.

  10. Перечислите виды изомерии. Приведите примеры изомерии органических соединений.

  11. Приведите механизмы нуклеофильного и электрофильного замещений.

  12. Приведите типы гибридизации связей органических соединений.

  13. Сформулируйте правило замещения в бензольном ядре.

  14. Запишите реакцию «серебряного зеркала».

  15. Сформулируйте правило Марковникова.

  16. Запишите реакцию Коновалова.

  17. Запишите реакцию Кучерова.

  18. Дайте определение октановому и цитановому числу.

  19. Какие соединения называют полимерами? Какие из них относятся к природным, а какие к синтетическим?

  20. Приведите примеры органических полимеров и дайте им соответствующее название.

  21. Поясните разницу между процессами полимеризации и поликонденсации.

  22. Какие соединения называют жирами и мылами? Каковы их свойства?

  23. Какие соединения называют металлоорганическими? Назовите их основных представителей?

  24. Приведите известные Вам органические топлива.

  25. Что такое диоксины? Каково их строение и свойства?


Раздел «Химическая экология».

  1. Дайте общую характеристику атмосферы.

  2. Каков состав атмосферы? Какие вещества относятся к ее загрязнителям?

  3. Что такое озоновый защитный слой? Как он образуется и разрушается?

  4. Поясните роль азотного и хлорного циклов в разрушении озона.

  5. Дайте общую характеристику гидросферы.

  6. Каков состав поверхностных и морских вод?

  7. Дайте определение солености океана.

  8. Дайте определение буферных свойств океана.

  9. Приведите химические реакции, снижающие временную и постоянную жесткость воды.

  10. Какова природа загрязнения рек, озер, морей?

  11. Дайте общую характеристику литосферы и ее строения.

  12. Каков химический состав земной коры?

  13. Каковы свойства подземных вод?

  14. Дайте химическую интерпретацию кислотных дождей.

  15. Приведите примеры влияния кислотных дождей на окружающую среду.

  16. Дайте определение ксенобиотикам. Приведите примеры химических соединений, относящихся к ним.

  17. Сформулируйте термодинамические принципы в экологии.

  18. Какие виды источников энергии относят к возобновляемым и невозобновляемым?

  19. Каково воздействие различных видов источников энергии на окружающую среду?

  20. Каковы перспективы нетрадиционной энергетики?

  21. Каковы основные физико-химические способы очистки сточных вод?

  22. Каковы основные физико-химические способы очистки газовых выбросов?

  23. Что такое безотходная и малоотходная технология?

  24. Какие металлы относят к «тяжелым»? Какова их роль в загрязнении окружающей среды?

  25. Перечислите биогеохимические функции живого вещества.

  26. Перечислите известные Вам постулаты Вернадского о биосфере.

  27. Перечислите известные Вам постулаты о ноjсфере Вернадского и Гумелева.



^ 3.1.ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ.

Раздел «Неорганическая химия».

Периодический закон в свете современных представлений о строении атома. Квантовые числа. Принцип Паули и правило Хунда.

Периодический закон в свете современных представлений о строении ядра. Типы радиоактивного распада. Закон Мозли.

Энтропия как термодинамическая характеристика. Условия самопроизвольного протекания химических процессов.

Тепловые эффекты химических реакций. Соотношение между термохимическими и термодинамическими величинами. Закон Гесса.

Закон действующих масс для необратимых реакций. Энергия активации. Основное уравнение химической кинетики.

Химическое равновесие. Закон действующих масс для обратимых процессов. Принцип Ле-Шателье.

Дисперсные системы и их типы. Коллоидные растворы. Золь-гельные переходы.

Растворы неэлектролитов. Законы Рауля и Вант-Гоффа.

Растворы электролитов. Степень и константа диссоциации. Слабые электролиты.

Ионное произведение воды. Водородный показатель. Буферные системы.

Сильные электролиты. Активность и коэффициент активности. Ионная сила раствора.

Гидролиз солей. Типы гидролиза. Константа и степень гидролиза.

Произведение растворимости. Условия растворения и выпадения в осадок.

Ряд активности металлов и следствия из него.

Гальванические элементы. ЭДС гальванических элементов.

Электролиз. Типы электролиза. Законы электролиза.

Коррозия металлов. Типы коррозии. Гальванические покрытия.

Комплексные соединения и их строения. Номенклатура. Константа нестойкости комплексных ионов.

Химическая связь. Основные типы химической связи. Потенциал ионизации и энергия сродства.

Химическая связь и орбитальные диаграммы.  и  связи.

Гибридизация связей. Типы гибридизации.

Общая характеристика элементов s семейства. Na и Са как представители s семейства.

Общая характеристика элементов р семейства. Кислород и азот как представители р семейства.

Общая характеристика элементов d семейства. . Cr и Mg как представители d семейства

Общая характеристика элементов f семейства. Актиноиды как представители f семейства

Взаимодействие металлов с концентрированной и разбавленной серной кислотой.

Взаимодействие металлов с концентрированной и разбавленной азотной кислотой.

Амфотерность гидроксидов металлов. Номенклатура их солей.

Кислородные соединения хлора. Гидролиз хлора.

Неорганические удобрения.

^ Раздел «Органическая химия».

  1. Основные положения теории химического строения органических соединений. Изомерия, и ее виды.

  2. Основные положения теории химического строения органических соединений. Индукционный эффект и эффект сопряжения.

  3. Правило замещения в бензольном ядре. Нуклеофильные и электрофильные замещения.

  4. Гибридизация химических связей на примере органических соединений. Sp, sp2, sp3 гибридизации.

  5. Предельные и непредельные углеводороды. Представители их гомологических рядов и строение.

  6. Циклические и ароматические углеводороды. Представители их гомологических рядов и строение.

  7. Гетероциклические соединения, их представители и строение.

  8. Спирты предельные, непредельные и ароматические. Представители, строение, номенклатура.

  9. Альдегиды предельные, непредельные и ароматические. Представители, строение, номенклатура.

  10. Кетоны предельные, непредельные и ароматические. Представители, строение, номенклатура.

  11. Кислоты предельные, непредельные и ароматические. Представители, строение, номенклатура.

  12. Эфиры простые и сложные. Представители, строение, номенклатура.

  13. Нитросоединения предельные и ароматические. Представители, строение, номенклатура.

  14. Амины предельные и ароматические. Представители, строение, номенклатура.

  15. Двухатомные и трехатомные спирты. Представители, строение, номенклатура.

  16. Каменный уголь и природный газ. Природный и попутные газы.

  17. Нефть и нефтепродукты. Фракционирование нефти. Реакции переработки нефти.

  18. Жидкие топлива: бензин, керосин, лигроин. Октановое и цитановое числа.

  19. Реакции этерификации, гидролиза и омыления. Жидкие и твердые жиры.

  20. Мыла и синтетические моющие средства.

  21. Процессы полимеризации и поликонденсации. Основные группировки, склонные к полимеризации. Факторы, влияющие на процессы полимеризации.

  22. Каучуки как полимеры. Натуральные и синтетические каучуки. Вулканизация каучуков.

  23. Волокна животного и растительного происхождения. Синтетические волокна как полимеры.

  24. Крахмал и клетчатка как полимеры. Гидролиз крахмала. Целлюлоза и ее гидролиз.

  25. Аминокислоты как биополимеры. Общая характеристика аминокислот.

  26. Белки как биополимеры. Общая характеристика белков.

  27. Моносахариды и их общая характеристика. Важнейшие представители.

  28. Полисахариды и их общая характеристика. Важнейшие представители.

  29. Азотистые основания и их общая характеристика. Важнейшие представители.

  30. АТФ, АДФ и АМФ как нуклеотиды. Их общая характеристика.

  31. Нуклеиновые кислоты как биополимеры. Их общая характеристика.

  32. Основные положения теории цветности.

  33. Красители и их структура. Хромофоры и ауксохромы.

  34. Металлоорганические соединения и их общая характеристика. Тетраэтилсвинец.

  35. Антибиотики и их общая характеристика. Пеницилин.

  36. Алколоиды и их общая характеристика. Никотин.

  37. Витамины и антивитамины. Общая характеристика.

  38. Металлоорганические соединения. Общая характеристика. Типичные представители металлоорганических соединений.

  39. Диоксины. Их общая характеристика. Диоксины как супертоксиканты.

  40. Органическая химия и охрана окружающей среды.

Раздел «Химическая экология».

  1. Озонный слой и его защитные функции. Озоновые дожди. Влияние антропогенных факторов. На озонный слой. «Озоновые дыры».

  2. Атмосфкра как составная часть биосферы. Состав и общая характеристика. Диссипация атмосферных газов. Барометрическая формула.

  3. Озонный слой и парниковый эффект. Парниковые газы. Экологические проблемы, связанные с парниковым эффектом.

  4. Аэрозоли и их влияние на качество атмосферы. Природные и антропогенные источники аэрозолей. Радиоактивные аэрозоли.

  5. Гидросфера как составная часть биосферы. Гидросфера и Мировой океан. Химический состав морской воды. Буферные свойства океана.

  6. Гидросфера и пресные воды. Средний химический состав речных вод. Жесткость воды. Водородный показатель речных и озерных вод.

  7. Литосфера как составная часть биосферы. Земная кора и ее средний химический состав. Гумус и его основные функции.

  8. Почва как составная часть земной коры.

  9. Почвенный азот. Процессы нитрификации и денитрификации. Источники пополнения азотных соединений почвы.

  10. Почвенный фосфор. Органические и минеральные удобрения, их роль. Фосфаты, преципитаты. Амофосы и нитрофосы.

  11. Ксенобиотики и их общая характеристика. Гербициды, инсектициды, дефолианты. ДДТ и экологические проблемы.

  12. Геологическая среда и инженерная геологическая деятельность. Антропогенные факторы, вызывающие проседание земной поверхности, и экологические последствия этого.

  13. Подземная гидросфера и ее общая характеристика. Свободная и связанная вода. Флюация, диффузия, фильтрация как формы передвижения подземных вод. Химический состав подземных вод.

  14. Биогеохимические функции живого вещества. Функции живого вещества в виде «мыслящего интеллекта». Ноосфера как разумная оболочка планеты.

  15. Термодинамические принципы в экологии. Законы термодинамики на примере фотосинтеза. Самоорганизация и отрицательная энтропия.

  16. Фотосинтез в химических аспектах. Механизм фотосинтеза. Световая и темновая фазы фотосинтеза. АТФ и ее роль в фотосинтезе.

  17. Общая характеристика процессов дыхания, брожения и гниения. Механизм дыхания. Дыхание и фотосинтез.

  18. Характеристика качества энергии. Коэффициент качества. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии.

  19. Водород как экологически чистое топливо. Факторы, предопределяющие развитие водородной энергетики. Органическое сырье как источник водорода. Связь водородной энергетики с атомной.

  20. Атомная энергетика и проблемы ядерного горючего. Отличительные принципы термоядерной энергетики. Перспективы развития термоядерной энергетики.

  21. Радиоактивность и виды радиоактивного распада. Глобальные радионуклиды и их отличительные особенности. Кюри и Беккерель как единицы радиоактивности.

  22. Влияние антропогеннных факторов на круговороты воды и углекислого газа.

  23. Химический мониторинг объектов окружающей среды и его задачи. Типы мониторинга. ПДК, ПДВ, ХПК и БПК как мониторинговые характеристики. Общий органический углерод.

  24. Антропогенное загрязнение биосферы. Краткая характеристика основных химических загрязнителей окружающей среды и источников их поступления.

  25. Показатели качества воды в системе глобального мониторинга. Биоиндикация и коэффициент энергетического обмена.

  26. Окислительно-восстановительный потенциал природных систем (Еh). Верхний и нижний пределы значений Еh. Взаимосвязь между Еh и рН.

  27. Принципы биохимических методов очистки сточных вод. Аэробная и анаэробная очистка. Активный ил. Основные факторы, влияющие на биологическую очистку.

  28. Сточные воды и принципы их классификации. Принципы физико-химических методов очистки сточных вод.

  29. Принципы физико-химических и методов очистки газовых выбросов в атмосферу. Седиментация, фильтрация, коронный разряд.

  30. Принципы очистки выхлопных газов. Катализаторы дожига и их основные функции.

  31. Кислотные дожди и их источники. Мокрое и сухое осаждение кислотных потоков. Влияние кислотных дождей на экосистемы.

  32. Тяжелые металлы и источники загрязнения ими окружающей среды. Особенности протекания процессов загрязнения тяжелыми металлами. Роль атмосферных осадков в загрязнении гидросферы тяжелыми металлами.

  33. Превращения органических токсикантов. Метаболизм и коньюгация.Формы воздействия токсических веществ в двухкомпанентных системах при биологическом действии.

  34. Поддерживающая емкость среды и рост народонаселения. Риск и уровень риска. Социальный и технический риск.

  35. Экологические проблемы альтернативной энергетики.



^

3.2. ФОРМА ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ


Раздел «Неорганическая химия».

В пятом семестре студенты сдают зачет. Зачет проводится в два этапа. На первом – студенты проходят тестовый контроль, отвечая на вопросы в тестовой форме; на втором – собеседование с ведущими преподавателями кафедры в основном по тем вопросам, которые вызвали затруднения при тестировании.
^

Раздел «Органическая химия».


В шестом семестре студенты сдают экзамен. Экзамен проводится в два этапа. На первом этапе студенты проходят тестовый контроль, отвечая на вопросы в тестовой форме; на втором – отвечают на вопросы экзаменационного билета.

^ Раздел «Химическая экология».

В седьмом семестре студенты сдают экзамен. Экзамен проводится в два этапа. На первом этапе студенты проходят тестовый контроль, отвечая на вопросы в тестовой форме; на втором – отвечают на вопросы экзаменационного билета.


^ 3.3. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Раздел «Неорганическая химия».
Основная

1.Коровин Н.В. Общая химия. М.: Высш.шк., 2005. – 557 с..
Дополнительная

  1. Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Изд-во Химия, 1973.

  2. Зайцев О.С. Общая химия: направление и скорость химических процессов. - М.: Высшая школа, 1983.

  3. Зайцев О.С. Задачи и вопросы по химии. – М.: Изд-во Химия, 1985.

  4. Павлов Н.Н. Теоретические основы общей химии. – М.: Изд-во МГУ, 1978.Химическая энциклопедия. – М.: Советская энциклопедия, 1998.

  5. Экологическая химия: Основы и концепции. /Под ред. Корте Ф. – М.: Мир, 1996.



Раздел «Органическая химия»

Основная

1.Ортименко А.И. Органическая химия. – М.: Высш.шк. 2005. – 605 с.
Дополнительная

  1. Потапов В.Н., Татаринчик С.Н. Органическая химия. – М.: Химия, 1989.

  2. Химическая энциклопедия. – М.: Советская энциклопедия, 1998.

  3. Чичибабин А.Е. Основные начала органической химии. – М.: Химическая литература, 1959.

  4. Экологическая химия: Основы и концепции. /Под ред Корте Ф. – М.: Мир, 1996.



Раздел «Химическая химия».
Основная
1.Экологическая химия /Под ред. Корте Ф., – М.: Мир. 2005. – 395с. Дополнительная

  1. Богдановский Г.А. Химическая экология. – М.: Изд-во МГУ,

  2. Гимодеев М.М., Шеповских А.И. Современные проблемы охраны атмосферного воздуха. – Казань: Тибиратъ, 1997.

  3. Лурье Ю.Ю. Химический анализ производственных сточных вод. – М.: Изд-во , 1984.

  4. Майстренко В.Н. и др. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов: Для исп. в учебн. процессе. – М.: Химия, 1996.

  5. Материалы конференции «Химические основы экологической безопасности» /Под ред. Г.А. Богдановского, Н.А. Галактионовой. «Научные труды МНЭПУ». Вып. 4. Серия: «Реймерсовские чтения». – М.: Изд-во МНЭПУ, 2000.

  6. Методика и результаты оценки воздействия автомобидьного транспорта на загрязнение окружающей среды региона крупного города: на примере г. Москвы. – М.: Прима-Пресс, 1997.

  7. Одум Ю. Экология. – М.: Мир, 1986.

  8. Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания: В 4-х книгах. Кн. 2. Загрязнение воды и воздуха. – М.: Мир, 1995.

  9. Реймерс Н.Ф. Экология. – М.: Россия молодая, 1994.

  10. Экологическая химия /Под ред. Ф. Корте. – М.: Мир, 1996.

  11. Экология, охрана природы, экологическая безопасность. Учебное пособие. /Под ред. Т.А. Никитина, С.А. Степанова. – М.: Изд-во МНЭПУ, 2000.



^ 3.4.темы промежуточных контрольных работ

.Раздел «Неорганическая химия»

КР-1

  1. Содержание основных законов химии.

  2. Формулировка периодического закона.

  3. Квантовые числа, их числовые и смысловые значения.

  4. Электронные орбитали, их графическое изображение и ориентирование в пространстве.

  5. Примеры, отражающие принцип Паули и правило Хунда.

КР-2

  1. Типы радиоактивного распада.

  2. Изотопия. Изотопы водорода, кислорода, углерода, азота.

  3. Закон Мозли. Химический элемент, образующийся при α + β распаде.

  4. Типы химической связи. Пример водородной связи.

  5. Орбитальные диаграммы молекулы азота и углерода.

КР-3

  1. Основные термодинамические характеристики.

  2. Энтропия и степень беспорядка.

  3. Соотношения, связывающие термодинамические и термохимические величины.

  4. Изобарно-изотермический потенциал. Соотношение, определяющее самопроизвольный процесс ΔG>0; ΔG<0; ΔG=0.

  5. Законы термодинамики.

КР-4

  1. Основные кинетические характеристики.

  2. Основные факторы, влияющие на скорость химических реакций.

  3. Закон действующих масс для необратимых процессов.

  4. Температурный коэффициент.

  5. Энергия активации как основной кинетический фактор. Величина энергии активации, при которой наиболее легко развернется кинетический процесс: 2000 Кал/моль; 4000 Кал/моль; 6000 Кал/моль.

КР-5

  1. Химические и электрохимические равновесия.

  2. Принцип Ле-Шателье.

  3. Взаимодействие металлов с кислотами. Газы, выделяющиеся при взаимодействии металлов с концентрированной азотной кислотой: N2O, NO, NO2, N2, NH3.

  4. Водородный показатель. Концентрация ионов водорода, отвечающая указанному значению pH: pH=9.

  5. Электролиз и его законы. Количество водорода, которое выделится на катоде при пропускании одного фарадея электричества: 11200мл; 22400мл; 33600мл.




Скачать 451,48 Kb.
оставить комментарий
Дата30.09.2011
Размер451,48 Kb.
ТипПрограмма, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

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

наверх