Учебно-методический комплекс дисциплины "Неорганическая химия" (стр. 1 )

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Мурманский государственный педагогический университет»

(МГПУ)

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ДИСЦИПЛИНЫ

ЕН. Ф.04.

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям)

032400 «Биология-География», 050102 «Биология»

Утверждено на заседании

кафедры биологии и химии

естественно-экологического факультета

(протокол от 01.01.01 г.)

Зав. кафедрой

__________________

РАЗДЕЛ 1. Программа учебной дисциплины.

1.1 Автор программы: , старший преподаватель кафедры биологии и химии ЕГФ МГПУ.

1.2 Рецензенты:

, кандидат биол. наук, доцент кафедры биологии и химии ЕГФ МГПУ.

, кандидат биол. наук, доцент кафедры географии и экологии ЕГФ МГПУ.

1.3 Пояснительная записка

При изучении курса «Неорганическая химия» студенты-биологи получают современное научное представление строении, свойствах, получении металлических и неметаллических элементов и их соединений. В курсе неорганической химии рассматриваются современные представления о действии химических соединений на организм человека и природные экосистемы, о биогеохимических циклах важнейших химических элементов; рассматриваются основные характеристики некоторых наиболее важных технологических процессов и основные области применения химических соединений в промышленности, в медицине, в быту. В программе уделяется много внимания веществам, наиболее часто встречающимся лабораторной практике, а также веществам - загрязнителям окружающей среды. Рассматриваются токсические свойства этих веществ, приёмы безопасной работы с ними, основные экологические проблемы, связанные с химическим загрязнением ими окружающей среды. Студенты-биологи знакомятся с экологическими аспектами действия тяжелых металлов, оксидов углерода, азота, серы, радиоактивных изотопов, знакомятся современными представлениями о биологической роли ионов металлов.

Изучение металлических и неметаллических элементов и их соединений начинается с общей характеристики их на основе положения в Периодической системе и строении атома, что, с одной стороны, способствует развитию у студентов химического мышления, а не простому механическому запоминанию многочисленных свойств веществ без связи и системности, а с другой стороны, позволяет взглянуть на изучаемые явления более широко и дать им более строгое научное обоснование. Большое место при изучении свойств веществ уделяется зависимости кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств элементов от их степени окисления в конкретных соединениях. Это даёт возможность использовать наиболее общие закономерности в прогнозировании свойств элементов и их соединений.

Программа составлена в соответствии с требованиями к минимуму подготовки выпускника вуза по специальности - «Биология», определяемой государственным стандартом высшего профессионального образования.

При разработке данной программы были использованы: Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по специальности «Биология»; методические разработки , , сборники задач и тематических заданий по различным разделам курса (см. список литературы по разделам).

На развитие исследовательских навыков, химического мышления, направлены практические и лабораторные занятия.

По завершению изучения курса неорганической химии студенты

должны знать:

-  основные классы неорганических соединений, их номенклатуру, физические и химические свойства, получение и применение;

-  взаимосвязь состава, строения и свойств веществ;

-  генетическую взаимосвязь классов неорганических соединений, закономерностей и особенностей протекания окислительно-восстановительных процессов, а также реакций, происходящих в растворах;

-  биогеохимические циклы важнейших химических элементов;

-  механизмы протекания химических реакций с участием неорганических соединений, их роли в биологических процессах и процессах протекающих в окружающей среде;

-  действие химических соединений на организм человека и природные экосистемы;

должны уметь:

-  составлять химические формулы и уравнения, с использованием степени окисления и валентности;

-  делать расчеты по уравнениям реакций;

-  характеризовать генетическую взаимосвязь классов неорганических соединений;

-  характеризовать химические реакции с точки зрения химической кинетики и термодинамики, возможности протекания процесса;

-  проводить химические реакции с участием неорганических веществ в лабораторных условиях.

-   

1.4  Извлечение из ГОС ВПО:

Требования ГОС к обязательному минимуму
содержания основной образовательной программы

Индекс	Дисциплина и ее основные разделы	Всего часов
ЕН. Ф.04	Химия биогенных элементов: неметаллов IV-VII главных подгрупп, металлов I-III главных подгрупп. Биогенные элементы побочных подгрупп Периодической системы. Радиоактивные элементы.	140

1.5  Объем дисциплины и виды учебной работы:

№ п/п	Шифр и наименование специальнос-ти	Курс	Семестр	Виды учебной работы в часах	Вид итогового контроля (форма отчетнос-ти)
Трудо-ёмкость	Всего ауд.	ЛК	ПР/СМ	ЛБ	Сам. раб.
1.	050102 – «БИОЛОГИЯ»	1	I	88	60	30	10	20	28	ЭКЗАМЕН
2.	032400 – «БИОЛОГИЯ - ГЕОГРАФИЯ»	1	I	88	60	30	10	20	28	ЭКЗАМЕН

1.6 Содержание дисциплины.

1.6.1 Разделы дисциплины и виды занятий (в часах). Примерное распределение учебного времени:

№ п/п	Наименование раздела, темы	Количество часов
032400 -«БИОЛОГИЯ - ГЕОГРАФИЯ» 050102 – «БИОЛОГИЯ»
Всего ауд.	ЛК	ПР/СМ	ЛБ	Сам. раб.
1.	Водород и кислород.	6	2	2	2	2
2.	Галогены и их соединения.	6	2	2	2	4
3.	Сера, селен, теллур.	6	4	-	2	2
4.	Азот, фосфор. Их соединения.	8	4	2	2	4
5.	IV группа элементов.	8	4	2	2	2
6.	Общие свойства металлов. Сплавы.	6	4		2	4
7.	Щелочные металлы.	4	2		2	2
8.	Главная подгруппа второй группы.	4	2		2	2
9.	Алюминий и хром.	4	2	2		2
10.	Семейство железа.	4	2		2	2
11.	Благородные газы. Платиновые металлы.	4	2		2	2
ВСЕГО	60	30	10	20	28

1.6.2 Содержание разделов дисциплины.

ТЕМА 1. ВОДОРОД И КИСЛОРОД.

Водород в природе. Получение водорода – лабораторные и промышленные методы. Физические и химические свойства водорода. Применение водорода. Пероксид водорода. Физические и химические свойства. Применение.

Кислород в природе. Характеристика состава воздуха. Получение, физические и химические свойства кислорода. Биогеохимический круговорот кислорода.

Озон. Превращения озона в кислород и взаимодействия оксида азота (II) с озоном. Озоновые дыры. Озонирование питьевой воды.

ТЕМА 2. ГАЛОГЕНЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ.

Общая характеристика галогенов. Галогены в природе. Физические свойства галогенов. Химические свойства галогенов. Получение (лабораторные и промышленные методы) и применение галогенов. Соединения галогенов с водородом и кислородом их физические и химические свойства. Хлорирование питьевой воды.

РАЗДЕЛ 3. СЕРА, СЕЛЕН, ТЕЛЛУР.

Сера в природе. Получение серы. Физические и химические свойства серы. Применение серы. Сероводород, получение, физические и химические свойства, применение. Сульфиды, получение, физические и химические свойства, применение. Диоксид серы, получение, физические и химические свойства, применение. Сернистая кислота, получение, физические и химические свойства, применение. Триоксид серы, получение, физические и химические свойства, применение. Серная кислота, получение, физические и химические свойства, применение. Круговорот серы и факторы, влияющие на него. Кислотные дожди. Факторы, вносящие вклад в кислотность атмо­сферы. Примеры процессов, протекающих при очистке дымовых газов от оксида серы (IV) аммиаком.

Селен, получение, физические и химические свойства, применение, его соединения и их свойства. Теллур, получение, физические и химические свойства, применение.

ТЕМА 4. АЗОТ, ФОСФОР, ИХ СОЕДИНЕНИЯ.

Азот в природе. Получение и свойства азота. Аммиак. Соли аммония. Получение аммиака. Оксиды азота. Азотистая кислота, химические свойства. Азотная кислота, химические свойства. Фосфор в природе. Получение и свойства фосфора. Соединения фосфора с водородом и галогенами. Оксиды и кислоты фосфора. Круговороты азота и фосфора и факторы, влияющие на них. Реакций связывания фосфора в при­роде. Фосфорные удобрения.

ТЕМА 5. IV ГРУППА ЭЛЕМЕНТОВ.

Углерод в природе. Аллотропные модификации углерода. Химические свойства углерода. Карбиды. Диоксид углерода, угольная кислота, их получение и химические свойства. Оксид углерода (II). Соединения углерода с серой и азотом. Реакций связывания углерода в при­роде. Биогеохимический круговорот углекислого газа.

Кремний в природе. Получение и свойства кремния. Соединения кремния с водородом и галогенами. Диоксид кремния, его химические свойства. Кремниевые кислоты и их соли. Стекло, керамика, цемент. Олово, свинец.

РАЗДЕЛ 6. ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.

Физические и химические свойства металлов. Электронное строение металлов, изоляторов и полупроводников. Кристаллическое строение металлов. Добывание металлов из руд. Получение металлов высокой чистоты. Диаграммы строения металлических систем.

Проблемы загрязнения природных объектов тяжелыми металлами. Миграция тяжелых металлов. Ряд токсичности ме­таллов для различных организмов.

ТЕМА 7. ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ.

Щелочные металлы в природе. Получение и свойства щелочных металлов. Натрий, физические и химические свойства, получение, применение. Калий, физические и химические свойства, получение, применение.

ТЕМА 8. ГЛАВНАЯ ПОДГРУППА II ГРУППЫ.

Магний, нахождение в природе, получение, физические и химические свойства, применение. Кальций, нахождение в природе, получение, физические и химические свойства, применение. Жесткость воды и методы ее устранения.

Реакции известкования почвы и воды (нейтрализация загрязните­лей в ОС).

ТЕМА 9. АЛЮМИНИЙ И ХРОМ.

Алюминий и хром, нахождение в природе, получение (лабораторные и промышленные методы), физические и химические свойства, применение. Оксиды азота и хрома, нахождение в природе, получение (лабораторные и промышленные методы), физические и химические свойства, применение.

ТЕМА 10. СЕМЕЙСТВО ЖЕЛЕЗА.

Железо. Нахождение в природе. Физические свойства железа. Диаграмма состояния железо-углерод. Производство чугуна и стали. Сплавы железа. Химические свойства железа. Соединения железа и их свойства.

ТЕМА 11. БЛАГОРОДНЫЕ ГАЗЫ. ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ.

Общая характеристика благородных газов. Гелий, нахождение в природе, получение, применение, физические и химические свойства. Общая характеристика платиновых металлов. Платина, палладий, иридий, нахождение в природе, получение, применение, физические и химические свойства.

1.6.3 Темы для самостоятельного изучения.

№	Тема	Задания для самостоятельного изучения	Кол-во часов	Форма контроля
1.	Водород и кислород.	Вопросы для самостоятельного изучения: Оксиды и гидриды. Нахождение в природе. Озон. Перекись водорода. Решение расчетных задач, выполнение упражнений.	2	Опрос на ПЗ, проверка решений задач и упражнений
2.	Галогены и их соединения.	Вопросы для самостоятельного изучения: Галогены, их соединения, состав, свойства. Кислородсодержащие соединения галогенов. Физические и химические свойства. Применение. Решение расчетных задач, выполнение упражнений.	4	Проверка заполнения таблицы, решений задач и упражнений
3.	Сера, селен, теллур.	Вопросы для самостоятельного изучения: Сера и ее соединения: сероводород, оксиды серы, серная и сернистая кислоты и их соли. Получение и применение. Решение расчетных задач, выполнение упражнений.	2	Опрос на ПЗ, проверка решений упражнений
4.	Азот, фосфор. Их соединения.	Вопросы для самостоятельного изучения: . Соли аммония. Оксиды азота. Азотистая кислота, химические свойства, получение применение. Нитриты. Нитраты. Получение и свойства фосфора. Соединения фосфора с водородом и галогенами. Оксиды и кислоты фосфора. Решение расчетных задач, выполнение упражнений.	4	Опрос на ПЗ, проверка решений задач и упражнений
5.	IV группа элементов.	Вопросы для самостоятельного изучения: Аллотропные модификации углерода. Химические свойства углерода. Карбиды. Соединения углерода с серой и азотом. Реакций связывания углерода в при­роде. Биогеохимический круговорот углекислого газа. Кремний в природе. Получение и свойства кремния. Решение расчетных задач, выполнение упражнений.	2	Опрос на ПЗ; проверка решений задач и упражнений
6.	Общие свойства металлов. Сплавы.	Вопросы для самостоятельного изучения: Физические и химические свойства металлов. Электронное строение металлов. Кристаллическое строение металлов. Получение металлов. Сплавы. Коррозия металлов. Решение расчетных задач, выполнение упражнений.	4	Опрос на ПЗ; проверка решений задач и упражнений
7.	Щелочные металлы.	Вопросы для самостоятельного изучения: Подгруппа меди. Нахождение в природе. Физические и химические свойства. Применение.	2	Опрос на ПЗ; проверка решений задач и упражнений;
8.	Главная подгруппа второй группы.	Вопросы для самостоятельного изучения: Цинк, кадмий, ртуть. Нахождение в природе. Физические и химические свойства. Применение. Решение расчетных задач, выполнение упражнений.	2	Опрос на ПЗ, проверка решений задач и упражнений
9.	Алюминий и хром.	Вопросы для самостоятельного изучения: Хром. Молибден, вольфрам, марганец. Нахождение в природе. Физические и химические свойства. Применение.	2	Проверка заполнения таблицы, решений задач и упражнений
10.	Семейство железа.	Вопросы для самостоятельного изучения: Значение железа и его сплавов в технике. Никель, физические и химические свойства. Применение. Решение расчетных задач, выполнение упражнений.	2	Опрос на ПЗ, проверка решений упражнений
11.	Благородные газы. Платиновые металлы.	Вопросы для самостоятельного изучения: Неон, аргон, нахождение в природе, физические и химические свойства. Получение и применение. Решение расчетных задач, выполнение упражнений.	2	Опрос на ПЗ, проверка решений задач и упражнений тестирование по модулю «Неорганическая химия»
		ИТОГО	28

1.7 Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.