Рабочая программа учебной дисциплины химия

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

	УТВЕРЖДАЮ
	Проректор по учебной работе _________________________проф. В.В. Николина
	«____»_________________2011г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ХИМИЯ

Уровень основной образовательной программы бакалавриат

(бакалавриат, магистратура)

Направление(я) подготовки 050100 «Педагогической образование»

Профиль(и) «География-безопасность жизнедеятельности»

Форма обучения очная

(очная, очно-заочная, заочная)

Срок освоения ООП нормативный

(нормативный или сокращенный срок обучения)

Факультет Естественно-географический

Кафедра Химии и химического образования

Декан факультета

Заведующий кафедрой

Нижний Новгород

2011

При подготовке рабочей программы учебной дисциплины в основу положены:

1) ФГОС ВПО по направлению подготовки 050100 «Педагогической образование» ,

утвержденный Министерством образования и науки РФ « 22 »декабря 2009 года.

2) Учебный план профиля (профилей) «География-безопасность жизнедеятельности» ,

одобрен Ученым советом ГОУВПО «НГПУ»

от «_____» ____________20___г. Протокол № _____

Рабочая программа учебной дисциплины одобрена на заседании кафедры

химии и химического образования от «_____» ___________20___г. Протокол № _____

Заведующий кафедрой

Рабочая программа учебной дисциплины одобрена Советом факультета ЕГФ

от «_____» ____________20___г. Протокол № _____

Председатель Совета факультета

Разработчики:

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Цель дисциплины: усвоение научных знаний в области химии, овладе­ние химическим практикумом.

Задачи:

ознакомление с многообразием и единством веществ и химических явлений, их значением в природе и жизни человека;

-  формирование системы химических понятий во взаимосвязи их друг с другом;

-  ознакомление с методами познания природы, общими для естествен­ных наук;

формирование необходимых в повседневной жизни навыков безопасно­го обращения с веществами.

2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП

Место дисциплины (модуля) «Химия (общая и неорганическая)», в структуре ООП бакалавриата. Дисциплина «Химия (общая и неорганическая)» относится к базовой части Математического и естественнонаучного цикла (Б2).

Для освоения дисциплины «Химия (общая и неорганическая)» обучающиеся используют знания, умения, сформированные в ходе изучения предмета «Химия» в общеобразовательной школе.

Дисциплина «Химия (общая и неорганическая)» является базовой для последующего изучения других дисциплин вариативной части профессионального цикла (Аналитическая химия с основами ФХМА, Физическая и коллоидная химия) и дисциплин по выбору (Химия окружающей среды, Экологическая химия).

3. КОМПЕТЕНЦИИ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Изучение данной дисциплины направлено на формирование у обучающихся следующих специальных компетенций:

- владеет основными физическими и химическими понятиями; знаниями фундаментальных законов физики и химии, явлений и процессов, изучаемых этими науками (СК-1); - понимает особенности химической формы организации материи, единство литосферы, гидросферы и атмосферы, роль неорганических и органических систем в эволюции Земли (СК-2); - знает состав, строение и основные физические и химические свойства важнейших простых веществ и химических соединений; имеет представление об электронном строении атомов и молекул, закономерностях химических превращений веществ (СК-3) - владеет знаниями о закономерностях развития органического мира и химических основах биорегуляции организмов (СК-4); - владеет классическими и современными методами анализа веществ (СК-5); - знает об основных принципах оптимальной организации технологических процессов химических производств (СК-7); - умеет оценивать агрессивность и другие вредные воздействия химических систем, понимает необходимость безопасного устойчивого взаимодействия человека и окружающей среды (СК-9);

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ, ОБЪЕМ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

4.1. Структура дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
I	II	III
часов	часов	часов
1	2	3	4	5
Аудиторные занятия (всего) В том числе:	54	54
Лекции (Л)	18	18
Практические занятия (ПЗ)	36	36
Самостоятельная работа студента (СРС) (всего) В том числе:	54	54
Подготовка к практическим занятиям	12	12
Индивидуальные домашние задания (ИДЗ)	16	18
Подготовка к коллоквиуму (Кол)	14	14
Подготовка к контрольной работе (КР)	12	12
Контроль самостоятельной работы (КСР)	13	13
Вид промежуточной аттестации	зачет (З), зачет с оценкой (ЗО) ФПА с оценкой	+
экзамен (Э)
ИТОГО: Общая трудоемкость	часов	108	108
зач. ед.	3	3

Основные требования к уровню усвоения содержания дисциплины

В результате освоения содержания дисциплины студенты должны иметь представление:

-  о роли химии в природе и жизни человека;

-  о методе молекулярных орбиталей;

-  о механизме электрохимической коррозии; понимать:

-  строение и свойства индивидуальных веществ;

-  свойства растворов неэлектролитов и электролитов;

-  закономерности протекания химических реакций;

-  сущность электрохимических процессов;

-  сущность окислительно-восстановительных процессов. знать:

- современную формулировку периодического закона, физический
смысл порядкового номера; структуру периодической таблицы; связь между
положением элемента в периодической таблице и электронным строением
атома;

- периодически и непериодически изменяющиеся свойства, причины пе­
риодичности;

- закономерности изменения атомных радиусов, энергии ионизации,
сродства к электрону, электроотрицательности в периодах и группах;

-  основные особенности ковалентной, ионной и металлической связи;

-  механизмы образования ковалентной связи;

-  типы гибридизации атомных орбиталей; сущность полярной связи;

-  механизм процесса электролитической диссоциации;

-  закономерности диссоциации слабых электролитов;

-  влияние одноименных ионов на диссоциацию слабых электролитов и на растворимость малорастворимых веществ;

-  закономерности образования и растворения осадков;

-  условия, при которых реакции необратимы;

-  понятие о химическом равновесии; принцип Ле-Шателье;

-  различные случаи гидролиза;

-  правила составления уравнений ОВР;

-  понятие скорости химической реакции и ее зависимость от температу­ры, концентрации реагирующих веществ, природы реагирующих веществ;

-  сущность процессов, протекающих в гальванических элементах;

-  различные виды химических источников тока;

-  способы защиты от коррозии;

-  сущность процесса электролиза;

-  катодные и анодные процессы при электролизе;

-  применение процессов электролиза;

-  классификацию дисперсных систем;

-  методы получения коллоидных растворов; уметь:

-  решать задачи на применение основных законов химии;

-  определять состав ядра;

-  писать уравнения ядерных реакций;

-  с помощью квантовых чисел рассчитывать количество подуровней, орбиталей и электронов на данном уровне;

-  строить электронные и электронно-графические формулы элементов, зная их порядковые номера в таблице и если указано их по­ложение в таблице;

-  объяснять природу химической связи; по характеру заполнения элек­тронами орбиталей определять порядок связи в молекуле; устанавливать за­висимость между порядком связи, энергией связи, ее длиной; по типу пере­крывания атомных орбиталей различать а-, п - связи;

-  изображать пространственную конфигурацию молекул; определять на­личие или отсутствие электрического момента диполя у молекулы; приме­нять теорию гибридизации орбиталей центрального атома для описания строения молекул; различать понятия степени окисления, координационного числа центрального атома.

- определять положение элемента в периодической системе на основании
его электронной формулы; сопоставлять различные свойства элементов, ру­
ководствуясь их положением в периодической системе;

-  рассчитывать концентрацию ионов в насыщенных растворах мало­растворимых веществ;

-  предсказывать возможность осуществления ионных реакций и записы­вать их уравнения; выражать процесс гидролиза с помощью ионных и пол­ных уравнений;

-  рассчитывать константы гидролиза солей и рН их растворов;

-  отличать реакции с изменением и без изменения степени окисления элементов; в окислительно-восстановительных реакциях отличать окисли­тель, восстановитель;

-  составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций и под­бирать коэффициенты в них, пользуясь степенями окисления элементов;

-  составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций, поль­зуясь методом полуреакций;

-  отличать характер изменения энтальпии системы при экзо - и эндотер­мическом процессе; вычислять энтальпию процесса пользуясь законом Гесса; вычислять энтальпию реакции по энтальпиям образования исходных и конеч­ных продуктов реакции;

-  вычислять изменение энтропии в реакции, исходя из значений энтро­пии исходных веществ и продуктов реакции; вычислять изменение стандарт­ной энергии Гиббса реакции по значениям стандартной энергии Гиббса об­разования веществ - реагентов и продуктов;

-  вычислять AG по известным значениям АН и AS для заданной темпера­туры; определять влияние температур на направление химического процесса, если известны знаки при АН и AS;

-  производить расчеты, связанные с концентрацией вещества;

-  составлять уравнения токообразующих реакций в гальванических эле­ментах; рассчитывать э. д.с, предсказывать возможность самопроизвольного протекания окислительно-восстановительных реакций;

-  составлять схемы электродных процессов при электрохимической кор­розии и электролизе.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Наименование разделов	Лекции	Семинарские занятия	Лабораторные работы	Самостоятельная работа студентов
Введение
1	Основные химиче­ские понятия и зако­ны	4	2		8/2
2	Строение вещества. Химическая связь	4	10		8/2
3	Периодический закон и периодическая си­стема химических элементов ­делеева	4	4	-	8/2
4	Скорость химических реакций. Химическое равновесие	4	4	2	8/2
5	Химическая термоди­намика	2	4		8/2
6	Вода. Растворы	4	2	6	10/4
7	Теория электролити­ческой диссоциации. Гидролиз	4	4	4	8/4
8	Окислительно-восста­новительные процес­сы	4	4	2	8/4
9	Электрохимические процессы	4	3		9/4
ВСЕГО	34	51	75/26

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Рекомендуемая литература

Основная литература

1. Ахметов и неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 1998.-743с.

2.  , Юстратов . - СПб.: Издательство «Лань», 2001.-480 с.

3.  Глинка химия.: Учебное пособие для вузов / Под ред. . - М.: Интеграл-Пресс, 20с.

4.  Угай и неорганическая химия: Учеб. Для вузов. - М.: Высш. шк., 20с.

Дополнительная литература

1. С, , Бадыгина и семинар­ские занятия по общей и неорганической химии: Учебн. Пособие. - М.: Высш. шк.; Изд. Центр «Академия», 19с.

2.  Глинка и упражнения по общей химии.- Л.: Химия, 19с.

3.  , Федотова по неорганической химии.-Л.: Химия, 1990.-240 с.

3.  Практикум по неорганической химии: Учебн. пособие для студентов пед. ин-тов / , , и др. - М.: Просвеще­ние, 1991.-320 с.

4.  Соловьев химии. - М.: Просвещение, 1983.

5. Химия в действии.- М: Мир, 1991.
Средства обеспечения освоения дисциплины «Химия»

1. Учебный кабинет общей и неорганической химии с лабораторным оборудованием и техническим оборудованием.

2.  Стеклянная и фарфоровая посуда, аппарат Кипа, нагревательные при­боры, химические реактивы.

ЧАСТЬ П. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗА­ЦИИ ОБУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЕ «ХИМИЯ» Содержание разделов дисциплины

Введение

Предмет химии. Краткая история химии. Практическое значение химии. Раздел 1. Основные химические понятия и законы

Атомно-молекулярное учение, его значение для современной химии. Ра­боты . Атомы и молекулы как дискретные частицы. Разме­ры и массы атомов и молекул. Относительные атомные и молекулярные мас­сы. Единица количества вещества - моль. Число Авогадро. Относительная молекулярная масса вещества. Закон Авогадро. Молярный объем вещества в газообразном состоянии. Химический элемент. Изотопы. Простые вещества как форма существования элемента в свободном состоянии. Сложные веще­ства как форма существования элементов в химических соединениях. Закон постоянства состава вещества. Химическая формула как отражение закона постоянства состава. Простейшие и истинные формулы вещества. Расчеты по химическим формулам. Структурные формулы. Границы применимости за­кона постоянства состава. Понятие о бертоллидах. Закон сохранения массы и энергии при химических реакциях. Понятие о взаимосвязи массы и энергии. Уравнение химической реакции как отражение закона сохранения массы ве­щества. Расчеты по химическим уравнениям. Весовые отношения реагирую­щих и образующихся веществ. Объемные отношения реагирующих и образу­ющихся веществ. Объемные отношения реагирующих и образующихся газо­образных веществ.

Раздел 2. Строение вещества.

Квантово-механическая модель атома. Квантовые числа. Атомные орби-тали. Принцип Паули. Правила и порядок заполнения атомных орбиталей. Строение многоэлектронных атомов. Электронные формулы атомов. Количе­ственные характеристики основных свойств атомов: энергия ионизации, энергия сродства к электрону. Относительная электроотрицательность эле­ментов. Твердое состояние вещества. Атомные, ионные и молекулярные кри­сталлические решетки. Свойства веществ с различным типом решетки.

Раздел 3. Химическая связь

Общие сведения о химической связи. Основные типы химической связи: ионная, ковалентная (полярная и неполярная), металлическая. Ионная связь, механизм ее образования. Механизмы образования ковалентной связи. Ха­рактеристики химической связи: длина связи, энергия связи, валентный угол. Полярность связи, полярность молекул. Электрический дипольный момент связи и молекулы в целом. Метод валентных связей, понятие о методе моле­кулярных орбиталей. Межмолекулярные взаимодействия. Водородная связь. Раздел 4. Периодический закон и периодическая система

химических элементов

Открытие периодического закона . Современная форму­лировка периодического закона. Периодичность свойств элементов как про­явление периодичности изменения электронных конфигураций атомов.

Периодическая система элементов. Периоды и группы. Подгруппы. Связь между номерами периода, группами периодической системы и элек-

тронным строением атомов. Особенности электронных конфигураций атомов элементов в главных и побочных подгруппах. Элементы s-, p-, d-, f - семейств.

Изменение атомных радиусов, энергии ионизации и энергии сродства к электрону в группах и периодах. Периодичность в изменении свойств про­стых веществ, оксидов и гидроксидов.

Раздел 5. Скорость химических реакций. Химическое равновесие

Понятие о скорости химических реакций. Факторы, влияющие на ско­рость реакции: природа реагирующих веществ, их концентрация, температу­ра, катализаторы. Константа скорости реакции. Гомогенный катализ. Цепные реакции. Гомогенный катализ. Гетерогенный катализ. Необратимые и обра­тимые химические процессы. Химическое равновесие. Константа химическо­го равновесия. Смещение химического равновесия при изменении концентра­ции реагирующих веществ, давления и температуры. Принцип Ле Шателье.

Раздел 6. Химическая термодинамика

Энергетические эффекты химических реакций. Внутренняя энергия и эн­тальпия. Термохимия. Законы Гесса. Энтальпия образования химических со­единений. Энтропия и ее изменения при химических процессах. Энергия Гиббса. Условия самопроизвольного протекания химических реакций.

Раздел 7. Вода. Растворы

Электронное строение молекул воды. Ассоциация молекул воды. Поня­тие о водородной связи. Физические и химические свойства воды. Роль воды в природе. Дисперсные системы, их классификация. Истинные растворы. Ме­ханизм процесса растворения. Тепловой эффект процесса растворения. Гид-ратная теория . Растворы неэлектролитов. Способы выраже­ния концентрации растворов.

Раздел 8. Теория электролитической диссоциации. Гидролиз

Основные положения теории электролитической диссоциации. Аррениуса. Механизм диссоциации веществ с различным типом связи. Гидратация ионов в растворах. Образование иона гидроксония. Степень дис­социации электролитов. Сильные и слабые электролиты. Зависимость степе­ни диссоциации от концентрации растворенного вещества, природы раство­ренного вещества и растворителя. Равновесие в растворах слабых электро­литов. Константа диссоциации слабых электролитов. Кислоты, основания и соли в свете теории электролитической диссоциации. Амфотерные гидрокси-ды. Ступенчатая диссоциация многоосновных гидроксидов. Диссоциация кислых и основных солей. Реакции обмена в растворах электролитов. Направленность реакций обмена в растворах электролитов. Произведение растворимости. Аналитические методы определения важнейших катионов и анионов.

Гидролиз солей в водных растворах. Случаи гидролиза. Смещение рав­новесия гидролиза. Роль гидролиза в химических процессах и процессах вы­ветривания минералов и горных пород.

Раздел 9. Окислительно-восстановительные процессы

Реакции, идущие с изменением степени окисления атомов элементов. Окислители и восстановители. Классификация окислительно-восстанови-

тельных реакций. Правила составления уравнений окислительно-восстанови­тельных реакций. Роль среды в протекании окислительно-восстановительных реакций. Взаимодействие металлов с кислотами и солями в водных растворах как окислительно-восстановительный процесс.

Раздел 10. Электрохимические процессы Предмет электрохимии. Получение электрического тока при химической реакции. Понятие о гальваническом элементе. Направленность окислитель­но-восстановительных реакций. Ряд напряжений металлов. Коррозия метал­лов и способы защиты от нее. Электролиз как окислительно-восстановитель­ный процесс. Законы электролиза. Электролиз расплавов и водных раство­ров кислот, оснований, солей и его практическое использование.

Самостоятельная работа студентов

Реализация основной образовательной программы подготовки специали­ста учителя географии предусматривает блок самостоятельной работы, кото­рый включен в общий объем трудоемкости по дисциплине и составляет от 30 до 60 %. Самостоятельная работа студентов всецело направлена на достиже­ние требований к усвоению знаний по дисциплине.

Система самостоятельной работы студентов

Специальность 020401 и 050103

Разделы и темы	Темы для самостоятельной работы	Форма контроля
Введение
Раздел 1.	1. История развития представлений о строении атома.	Конспект. Сообщение по теме
Раздел 2.	2. Ионная связь. Поляризация ионов. 3. Водородная связь. Виды межмолекуляр­ ного взаимодействия	Вопросы зачета, экзамена
Раздел 3.	4. История представлений о химической связи	Конспект, сообщение.
5. Типы кристаллические решетки. Свой­ства веществ с различным типом кристал­лических решеток	Вопросы зачета, экзамена
Раздел 4.	6. История открытия периодического зако­на.	Конспект, сообщение
Раздел 5.	7. Методы изучения скорости химической реакции.	Конспект, вопрос зачета.
Раздел 6.	8. Химико-термодинамические расчеты ■	Практические за­дания зачета и экзамена

Разделы и темы	Темы для самостоятельной работы	Форма контроля
Раздел 7.	9. Дисперсные системы.	Вопрос экзамена
10. Проблемы гидросферы. 11. Состав природных вод. Сточные воды. 12. Методы очистки сточных вод. 13. Современные методы очистки питье­ вой воды.	Конспект, сообщение
Раздел 8.	14. Реакции ионного обмена. Гидролиз	Практические за­дания экзамена
Раздел 9.	15. Окислительно-восстановительные про­цессы в природе.	Подготовка сооб­щений по теме
Раздел 10.	16. Коррозия. Методы защиты от корро­ зии. Ингибиторы коррозии. 17. Виды химических источников тока. 18. Применение электролиза.	Вопросы экзамена

Оценка результатов усвоения

Оценка результатов усвоения программного материала осуществляется систематически в ходе текущей и промежуточной аттестации студентов.

Текущий контроль проводится в форме оценки устных, письменных от­ветов на практических занятиях (письменный ответ у доски, письменная про­верочная работа).

Промежуточная аттестация осуществляется на коллоквиумах, которые про­ходят в первом семестре.

Итоговый контроль: зачет