Энгельсский технологический институт (филиал)
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Саратовский государственный технический университет имени »
Кафедра «Физическая и органическая химия»
Р А Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А
по дисциплине ЕН. Ф.04
«Основы теоретической химии»
240201.65 – Технология и оборудование производств химических волокон и композиционных материалов на их основе
курс - 1
семестр - 1
лекции – 10
практические занятия – 4
лабораторные занятия – 8
самостоятельная работа – 128
экзамен - 1 семестр
курсовая работа - нет
курсовой проект - нет
расчетно-графическая работа – нет
контрольная работа – 1 семестр
часов в неделю - нет
всего аудиторных часов – 22 часов
всего – 150 часов
Утверждена на заседании кафедры «_»________ 201_ г. протокол № _.
Зав. кафедрой ФОХ, проф.________
Утверждена на заседании УМКС «ТХВ»
«__»_________ 201_ г. Протокол № _
Председатель УМКС, проф.________
Энгельс 2011 г.
1.Цели и задачи преподавания дисциплины, ее место в учебном процессе.
1.1 Цель преподавания дисциплины
Среди дисциплин, составляющих базовую подготовку инженеров-технологов, важное место занимает химия – наука, изучающая общие свойства и формы движения материи. С успехами химии и смежных с ней наук связано появление новых источников энергии, создание синтетических материалов, расширение сырьевой базы. Знание химии необходимо не только для понимания основ создания новых материалов и технологических процессов, но и для сохранения здоровья людей. Безответственное отношение к этим вопросам, отсутствие "химической культуры" уже сегодня пагубно отразилось на окружающей среде и поставило человечество на край экологической пропасти. Химия является одним из основных компонентов, составляющих методологическую базу подготовки специалистов в области естественных и технических наук.
Важными составляющими современной химии являются четыре учения: о строении вещества, о направлении химических реакций (химическая термодинамика), о скорости химических реакций (химическая кинетика) и о периодическом изменении свойств элементов и их соединений. Все эти учения тесно связаны между собой. Без знания теории строения вещества нельзя обсуждать вопросы о направлении и скорости химических реакций; выводы о строении вещества немыслимы без сведений об энергетических характеристиках связи; энергии химических связей и межмолекулярных взаимодействий веществ обуславливают не только тепловой эффект реакции, но и ее скорость и тот или иной механизм реакции; классификация элементов основана на распределении электронов по энергетическим уровням и подуровням атомов: периодичность в изменении свойств атомов обуславливает периодичность в изменении свойств простых веществ, однотипных соединений и характеристик химических реакций.
Особенность курса химии состоит в том, что все изучаемое им сопоставляется и сравнивается на основе периодического закона и периодической системы элементов .
Программа курса состоит из двух частей. В первой даны теоретические основы химии. Во второй части приводится систематический обзор свойств элементов и основных соединений, обращается внимание на применение изучаемых веществ в промышленности, а также на вопросы экологии, связанные с применением этих веществ.
1.2 Задачи изучения дисциплины.
Основной задачей изучения дисциплины является развитие у студентов химического мышления, чтобы будущий специалист мог не только самостоятельно решать различные химические проблемы, но и перенести общие методы научной работы на работу по специальности.
Не менее важной задачей изучения теоретической химии является создание необходимой теоретической основы для последующего изучения инженерных и специальных дисциплин.
Необходимо также показать роль отечественных и зарубежных ученых в становлении и развитии теоретических основ химии.
1.3 Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для усвоения данной дисциплины
Для изучения курса теоретической химии необходимо знание школьных курсов химии, физики и математики. Усвоение этого курса необходимо для успешного изучения следующих теоретических и специальных дисциплин: неорганическая, органическая, аналитическая, физическая химия, технология химических волокон и композиционных материалов на их основе.
Требования к знаниям и умениям студентов по дисциплине
Студент должен знать теоретические основы общей и неорганической химии.
Студент должен уметь применить полученные теоретические знания при решении задач и при выполнении лабораторных работ.
3 Распределение трудоемкости (час) дисциплины по темам и видам занятий
№ модуля | № недели | № темы | Наименование темы | Всего часов | Лекции | Лаб. зан. | Практ. зан. | СРС | Примечание |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
1 2 3 4 | 1 2 3 4 | Атомно-молекулярное учение Строение вещества Строение и свойства веществ в конденсированном состоянии Окислительно-восстановительные процессы | 38 38 37 37 | 3 2 2 3 | 2 -- 4 2 | 2 2 | 32 32 32 32 | ||
Итого: з/о | 150 | 10 | 8 | 4 | 128 |
4. Содержание лекционного курса
5.
№ темы | Всего часов | № лекции | Тема лекции. |
1 | 3 | 1 | 1.Введение. Основные законы химии. Методы определения молекулярных масс газообразных веществ. |
1 | 2 | Энергетика химических процессов. Основные понятия и законы термодинамики. | |
1 | 2 | Химическая кинетика и равновесие. | |
2 | 2 | 3 | Строение атома. Порядок распределения электронов в атоме. |
2 | 3 | Периодическая система элементов им. Д.И. Менделеева и строение атома. | |
2 | 4 | Квантово - механическая теория химической связи. Метод валентных связей. | |
3 | 2 | 5 | Физическая и химическая теории растворов. Растворы электролитов. Межмолекулярные взаимодействия в растворах электролитов. |
3 | 5 | Гидролиз. | |
4 | 3 | 6 | Окислительно- восстановительные реакции |
4 | 6 | Электродные потенциалы металлов. Гальванические элементы | |
4 | 7 | Электролиз. Законы электролиза. | |
4 | 7 | Коррозия металлов. | |
4 | 7 | Методы защиты от коррозии |
6. Перечень практических занятий
№ темы | Всего часов | № занятия | Тема практического занятия. Вопросы, отрабатываемые на практическом занятии. | Литература (доп. список) |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
3 | 2 | 3 | Ионные реакции обмена. Гидролиз солей. Сильные и слабые электролиты. Комплексные соединения. | 7,12 |
4 | 2 | 4 | Окислительно-восстановительные реакции. Метод электронного баланса. Гальванические элементы. Коррозия металлов. | 8,9,10 |
7. Перечень лабораторных работ
№ темы | Всего часов | № занятия | Наименование лабораторной работы. Вопросы, отрабатываемые на лабораторном занятии. | Литература (доп. список) |
1 | 2 | 1 | Скорость химических реакций. Химическое равновесие | 5 |
3 | 4 | 2 | Ионно-обменные реакции в растворах. Гидролиз | 6 |
4 | 2 | 4 | Окислительно-восстановительные реакции | 7 |
8. Задания для самостоятельной работы студентов.
№ темы | Всего часов | Вопросы для самостоятельного изучения | Литература |
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | 32 | Химический элемент. Простое и сложное вещество. Закон Дальтона. Закон Авогадро. | 1 - 3 с.19-33, с.10-23 с.14-17 |
2 | 32 | Ионная связь. Ненаправленность и ненасыщаемость ионной связи. Металлическая связь. | 1 - 3 с.101-107, с.94-98 с.106-115 |
3 | 32 | Теория электролитической диссоциации. Ионные уравнения. Порядок составления ионных уравнений. | 2,3 с.144-185 с.204-243 |
4 | 32 | Окислительно-восстановительные реакции. Расстановка коэффициентов методом электронного баланса. | 1, 3 с.198-207, с.251-268 |
11. Контрольная работа
Предусмотрена 1 контрольная работа, включающая 5 теоретических вопросов и 5 расчетных задач. Они выполняются в соответствии с методическими указаниями.
12. Экзаменационные вопросы
Раздел 1. Атомно-молекулярное учение. Основные законы химии.
Закон сохранения массы, закон эквивалентов, закон кратных отношений, закон постоянства состава. Закон Авогадро и следствия из него.
Понятия эквивалент, эквивалентная масса, методы определения эквивалентных масс.
Элементы химической термодинамики. Энтальпия, энтропия, свободная энергия Гиббса при химических реакциях. Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы.
Скорость химических реакций и закон действующих масс – основной закон химической кинетики. Влияние температуры на скорость химических реакций.
Химическое равновесие, принцип Ле Шателье. Влияние различных факторов на химическое равновесие.
Задачи по теме.
Раздел 2. Строение вещества.
Строение атома. Квантовые числа. Принцип Паули. Принцип минимума энергии, правило Клечковского, правило Хунда.
Структура периодической системы элементов (ПСЭ) . Периодичность в изменении свойств элементов. Значение периодического закона.
Химическая связь и строение молекул. Основные положения метода валентных связей (МВС). Свойства связи: энергия, длина, кратность, насыщаемость, полярность поляризуемость. Гипотеза гибридизации атомных орбиталей, гипотеза полной гибридизации Гиллеспи, геометрическая форма молекул.
Метод молекулярных орбиталей как линейной комбинации атомных орбиталей.
Задачи по теме.
Раздел 3. Растворы.
Растворы, причины их образования, законы растворимости. Способы выражения концентрации растворов. Решение задач. Диссоциация сильных и слабых электролитов. Ионное произведение воды, водородный показатель.
Гидролиз, типы гидролиза, степень и константа гидролиза. Факторы, влияющие на гидролиз. Ступенчатый гидролиз. Практическое значение гидролиза.
Раздел 4. Окислительно – восстановительные процессы.
Окислительно – восстановительные реакции (ОВР). Составление уравнений ОВР методом электронного баланса. Важнейшие окислители и восстановители и направление ОВР. Влияние среды на характер протекания ОВР.
Основы электрохимии. Электродные потенциалы металлов и факторы, влияющие на их величину. Понятие о стандартных потенциалах. Гальванические элементы. ЭДС гальванических элементов. Электрохимический ряд напряжений металлов. Практическое использование гальванических элементов.
Электролиз расплавов и растворов электролитов. Катодные и анодные процессы при электролизе.
Коррозия металлов. Способы защиты от коррозии.
Раздел 5. Комплексные соединения.
Координационная теория Вернера. Строение комплексных соединений. Номенклатура комплексных соединений (КС). Классификация КС. Диссоциация КС в растворах. Константа нестойкости. Значение КС.
13 Литература
Основная
1. Глинка химия. - М. Интеграл-пресс,2000
2. Угай и неорганическая химия. М.: Высшая школа,2007
3. Коровин химия. М.: Высшая школа, 2008
4. Ахметов и неорганическая химия - М. Высшая школа.2008.
5., Н, Камышова (под редакцией ) Задачи и упражнения по общей химии. М.: Высшая школа, 2008
6., , Шаповал основы общей химии: учебник для студентов технических университетов и вузов. М.: Изд-во МГТУ им. , 2001
Дополнительная
1. Лидин по общей и неорганической химии. – М.: Просвещение, 1997
2. Лидин и неорганическая химия в вопросах. – Л. Дрофа, 2004
3. Некрасов общей химии (2 тт.) С.-П.: Лань, 2003
4. , , Рыжова работы по химии. М.: Высшая школа, 2007
5. , Окишева законы химии. Руководство к лабораторным работам. - Саратов,2008.
6. , Окишева ионного обмена. Гидролиз солей. Методические указания к выполнению лабораторных работ – Саратов, 2008.
7., Окишева -восстановительные реакции. Методические указания к выполнению лабораторных работ – Саратов, 2008.
8. , Рябухова -восстановительные реакции. Методические указания к выполнению лабораторных работ. – Саратов, 2006, рег. № 000 э
9. , Панкстьянов процессы в курсе общей химии. Методические указания к выполнению лабораторных работ. – Саратов, 2006
10. , Окишева элементов. Методические указания к выполнению лабораторных работ. – Саратов, 2009
11. , , Аликина и неорганическая химия. Программы, методические указания, примеры решения задач и контрольные задания. - М.: Высшая школа, 2006
Перечень наглядных и других пособий по проведению учебных занятий.
14 Перечень наглядных пособий и ТСО
1. Таблица «Периодическая система элементов ».
2.Таблица растворимости солей и оснований в воде.
3. Ряд стандартных электродных потенциалов.
4.Плакат «Форма s-, p-, d-орбиталей.
Рабочую программу составила:
Дополнения и изменения в рабочей программе
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры
"____"________________201 г., протокол № ____
Зав. кафедрой____________________
Внесенные изменения утверждаю
Председатель УМКС (УМКН) ____________________
«_____»______201 г., протокол №________
