Реакционная способность молекул (стр. 3 )

10.  Симметрия МО и электронных состояний, способы ее рассмотрения и описания. Узловая структура МО.

11.  Заселенности МО и электронная конфигурация молекулы.

12.  Методы расчета характеристик молекул: атомные электронные плотности и атомные заряды, порядки связей, атомные и связевые поляризуемости, индексы различного типа.

13.  Ядерный остов молекул. ППЭ и ее характеристики. Колебания и вращения молекул.

14.  Стехиометрия. Пространство состояний химической системы. Стехиометрические траектории.

15.  Энергетические эффекты химических превращений. Свободная энергия и химическое сродство. Поверх­ности потенциальной энергии химических систем и молекул.

16.  Кинетика реакций. Численные параметры кинетических моделей: константы скоростей, времена релаксации, амплитуды и вероятности переходов.

17.  Качественные корреляции. Реакционные центры и их "сила".

18.  Нуклеофильные реакции. Типы механизмов. Нуклеофилы, их получение, устойчивость (влияние электроотрицательности атомов, эффектов сопряжения, геометрии молекулы, растворителя). Субстраты нуклеофильных реакций.

19.  Электрофильные реакции. Типы механизмов Электрофилы, их получение, устойчивость (влияние электроотрицательности атомов, эффектов сопряжения, геометрии молекулы, растворителя). Субстраты электрофильных реакций.

20.  Радикальные реакции. Типы механизмов. Свободные радикалы, их получение, устойчивость (влияние эффектов сопряжения). Субстраты радикальных реакций.

21.  Синхронные реакции. Качественные правила отбора.

22.  Реакционные серии. Линейные соотношения между константами равновесия и констан­тами скоростей. Уравнения Гаммета, Тафта и аналогичные им. Оценка индуктивных, резонансных (мезомерных) и простран­ственных (стерических) эффектов. Влияние растворителя.

23.  Механическая модель элементарного химического акта. Струк­тура ППЭ: химические формы, потенциальные барьеры, активиро­ванный комплекс, переходное состояние.

24.  Индексы реакционной способности. Связь квантовомеханических расчетных характеристик молекулы с ее химическим поведением в реакциях различного типа: радикальных, нуклеофильных и электрофильных.

25.  Методы оценки реакционной способности молекул. Постулат Хэммонда. Приближение локализации и приближение изолированной молекулы. Индексы реакционной способности для различных типов реакций.

26.  Правила отбора в синхронных реакциях. Принцип сохранения орбитальной симметрии. Разрешенные и запрещенные реакции. Правила отбора. Методы корреляционных диаграмм, граничных орбиталей и переходного состояния.

27.  Пространственные эффекты. Стерические затруднения. Напряжение и его виды. Эффекты сближения.

28.  Растворители и их роль в химических процессах. Типы межмолекулярных взаимодействий в растворах. Классификация растворителей. Влияние растворителей на скорость гомогенных реакций.

10.  Образовательные технологии.

При реализации дисциплины с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся предусматриваются следующие формы обучения:

•  активные формы обучения (проблемные лекции, выполнение мини-проектов на практических занятиях, решение ситуационных задач);

•  интерактивные формы обучения ( мультимедийные лекции, использование тестовых заданий по дисциплине для проверки знаний студентов, мастер-классы специалистов).

11.  Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.

11.1.  Основная литература:

1. Беляцкий в органическую химию. Тюмень: Изд-во ТюмГУ. 2007.

2. Паничев атомов и молекул. Тюмень: Изд-во ТюмГУ. 2008.

3. Паничев основы квантовой химии. Тюмень. Изд-во ТюмГУ, 2008.

11.2.  Дополнительная литература:

1. , , Миняев строения молекул. Ростов на Дону.: Феникс, 1997.

2. , и др. Задачи по теории строения молекул. Ростов на Дону.: Феникс, 1997.

3. Паничев модели в курсах "Строение вещества" и "Квантовая механика и квантовая химия". Тюмень: Изд-во ТюмГУ. 2003.

Программное обеспечение и Интернет – ресурсы:

http://*****

http://e.

http://*****/stroenie-veshhestva. html

12.  Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины.

Все лекции и семинарские занятия обеспечены мультимедийными презентациями и видеофильмами. Для чтения лекций и проведения семинарских занятий необходимо наличие аудиторий, оснащенных мультимедийной техникой (компьютер, проектор и др.).

Для самостоятельной работы студентов необходим доступ в компьютерный класс, имеющий выход в Интернет.

Дополнения и изменения к рабочей программе на 2013/ 2014 учебный год

В рабочую программу вносятся следующие изменения:

пересмотрена рекомендуемая литература

Основная:

1. Иванов, химия: учебное пособие / , , . - 6-е изд., стер.. - Москва: Академия, 20с.

2. Стромберг, химия: учебник для студентов вузов, обучающихся по химическим специальностям/ , . - 7-е изд., стер.. - Москва: Высшая школа, 20с.

Дополнительная:

1. Российский химический журнал. - Журнал: Журнал Российского химического общества им. : научно-теоретический журнал по химии и химической технологии,

2. Журнал физической химии. - Журнал,

3. Успехи химии. - Журнал: обзорный журнал по химии,

Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры органической и экологической химии «22» октября 2013 г.

И. о.заведующего кафедрой ___________________//

ПАСПОРТ КОМПЕТЕНЦИЙ

по дисциплине «Реакционная способность молекул»

(направление 020100.68 — Химия; магистерская программа «Химия нефти и экологическая безопасность»)

ОК-6: понимание принципов работы и умение работать на современной научной аппаратуре при проведении научных исследований

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Минимальный уровень:

·  Знать: цели экспериментальной деятельности в химии; основные виды и типы научных химических проблем, которые можно решить за счет использования экспериментальных методов.

·  Уметь: формулировать смысл и содержание экспериментальных проблем и задач в области химии (по теме магистерской диссертации); планировать их решение и потенциальные результаты.

·  Владеть: основными приемами современных экспериментальных методик, используемых для исследования химических объектов и процессов.

Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню)

·  Знать: содержание и структуру основных типов экспериментальной деятельности, направленных на решение научных и практических проблем в области химии (по теме магистерской диссертации).

·  Уметь: планировать экспериментальную деятельность в области химии (по теме магистерской диссертации)

·  Владеть: основными приемами подготовки образцов для экспериментального исследования (вещества, смеси, растворы, пробы природных сред — воздуха, воды, почвы, донных отложений и др.).

Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому уровням)

·  Знать: основные экспериментальные факты, лежащие в основе методологии классической химии и квантовой механики; основные методы теоретической обработки экспериментальных данных, приводящие к научным законам.

·  Уметь: планировать и практически применять основные типы исследования химической структуры молекул, основанные на использовании квантовых явлений (ядерная, атомная и молекулярная спектроскопия.

·  Владеть: основными приемами статистической обработки данных, получаемых при экспериментальных структурных исследованиях (по теме магистерской диссертации).

Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах занятий:

•  лекции,

•  семинары,

•  индивидуальные консультации и консультации по дисциплине,

•  самостоятельная работа студента, в том числе, выполнение домашних контрольных заданий.

Оценка сформированности компетенций по уровням осуществляется оценочными средствами:

•  контрольные опросы на лекциях (10 тестовых вопросов по каждой теме),

•  выступления и доклады на семинарах,

•  домашние задания,

•  семестровый зачет.

ПК-1: имеет представления о наиболее актуальных направлениях исследований в современной теоретической и экспериментальной химии (синтез и применение веществ в наноструктурных технологиях, исследования в экстремальных условиях, химия жизненных процессов, химия и экология и другие)

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Минимальный уровень:

·  Знать: характер исторического развития естествознания; основные актуальные направления развития теоретической и экспериментальной химии (синтез, анализ, экспертиза, математическое и компьютерное моделирование и др.).

·  Уметь: работать с учебной, научной и справочной литературой по квантовой химии и химической кинетике (включая электронные базы данных в компьютерных сетях), составлять аналитические обзоры.

·  Владеть: основными приемами информационного поиска в области современной химической проблематики.

Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню)

·  Знать: характер основные этапы исторического развития квантовой механики и квантовой химии; актуальные на современном этапе проблемы и задачи классической и квантовой химии.

·  Уметь: работать с основными типами экспериментального оборудования в области структурной химии и химической кинетики, основанного на квантовых явлениях.

·  Владеть: основными приемами статистической обработки экспериментальных данных, получаемых при исследовании химических объектов и процессов (химический состав и строение, механизмы реакций, термодинамические характеристики и кинетика химических превращений).

Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому уровням)

·  Знать: основные философские проблемы, связанные с появлением квантовой механики и ее внедрением в классическую химию.

·  Уметь: работать с основными типами научных данных (теоретические и математические модели, результаты экспериментальных измерений, статистические оценки и др.), используемых в исследованиях в области классической и квантовой химии; составлять обзоры, научных отчеты, доклады, статьи, заявки.

·  Владеть: основными приемами информационных технологий, используемых в естественных науках.

Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах занятий:

•  лекции,

•  семинары,

•  индивидуальные консультации и консультации по дисциплине,

•  самостоятельная работа студента, в том числе, выполнение домашних контрольных заданий.

Оценка сформированности компетенций по уровням осуществляется оценочными средствами:

•  контрольные опросы на лекциях (10 тестовых вопросов по каждой теме),

•  выступления и доклады на семинарах,

•  домашние задания,

•  семестровый зачет.

ПК-3: владеет теорией и навыками практической работы в избранной области химии (в соответствии с темой магистерской диссертации)

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Минимальный уровень:

·  Знать: цели практической и экспериментальной деятельности в химии; основные виды и типы научных химических проблем, которые можно решить за счет использования практических и экспериментальных методов.

·  Уметь: формулировать смысл и содержание практических проблем и задач в области химии (по теме магистерской диссертации); планировать их решение и потенциальные результаты.

·  Владеть: основными приемами современных экспериментальных методик, используемых для исследования химических объектов и процессов (по теме магистерской диссертации).

Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню)

·  Знать: содержание и структуру основных типов практической и экспериментальной деятельности, направленных на решение научных и практических проблем в области химии (по теме магистерской диссертации).

·  Уметь: планировать практическую работу в области химии (по теме магистерской диссертации), оценивать ее потенциальные результаты, научную и практическую эффективность.

·  Владеть: основными приемами подготовки образцов для экспериментального исследования (вещества, смеси, растворы, пробы природных сред — воздуха, воды, почвы, донных отложений и др.).

Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому уровням)

·  Знать: нормативные требования к выполнению экспериментальных измерений в области химии (по теме магистерской диссертации).

·  Уметь: выполнять основные типы экспериментального определения химического состава и строения молекул, их реакционной способности (газовая и жидкостная хроматография, капиллярный электрофорез, атомно-абсорбционная спектроскопия, ИК-спектрофотометрия и др.).

·  Владеть: основными приемами статистической обработки экспериментальных данных, получаемых при экспериментальном определении химического состава и строения и рекомендуемых ГОСТированными методиками.

Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах занятий:

•  лекции,

•  семинары,

•  индивидуальные консультации и консультации по дисциплине,

•  самостоятельная работа студента, в том числе, выполнение домашних контрольных заданий.

Оценка сформированности компетенций по уровням осуществляется оценочными средствами:

•  контрольные опросы на лекциях (10 тестовых вопросов по каждой теме),

•  выступления и доклады на семинарах,

•  домашние задания,

•  семестровый зачет.

ПК-4: умеет анализировать научную литературу с целью выбора направления исследования по предлагаемой научным руководителем теме и самостоятельно составлять план исследования.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Минимальный уровень:

·  Знать: основные типы информационных источников в области химических наук (научные и реферативные журналы, тезисы докладов, справочники, сборники нормативных документов, реестр аналитических методик, электронные базы данных и др.)

·  Уметь: работать с учебной, научной и справочной литературой по химии (включая электронные базы данных в компьютерных сетях), составлять рефераты и аналитические обзоры.

·  Владеть: основными приемами компьютерного информационного поиска в области современной химической проблематики.

Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню)

·  Знать: основы методологии естествознания, типы проблем, решаемых теоретическими и экспериментальными методами.

·  Уметь: составлять план научного исследования (формулировка целей и задач, выбор теоретических моделей и экспериментальных методик, анализ потенциальных результатов) и др.).

·  Владеть: основными приемами математического и компьютерного моделирования, используемыми в квантовой химии.

Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому уровням)

·  Знать: основные эпистемологические проблемы фундаментальных естественнонаучных дисциплин, связанных с классической и квантовой химией, химической кинетикой, основные методы получения, оценки и практического использования естественнонаучного знания.

·  Уметь: обрабатывать основные типы научных данных (теоретические и математические модели, результаты экспериментальных измерений и др.), используемых в исследованиях в области классической и квантовой химии, составлять обзоры, научных отчеты, доклады, статьи, заявки.

·  Владеть: современными приемами информационных технологий (компьютерный поиск информации в электронных сетях, редактирование текстов, электронных таблиц, графиков и диаграмм, мультимедийных презентаций и т. д.).

Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах занятий:

•  лекции,

•  семинары,

•  индивидуальные консультации научного руководителя,

•  самостоятельная работа студента, в том числе, выполнение домашних контрольных заданий.

Оценка сформированности компетенций по уровням осуществляется оценочными средствами:

•  контрольные опросы на лекциях (10 тестовых вопросов по каждой теме),

•  выступления и доклады на семинарах,

•  беседы с научным руководителем,

•  домашние задания,

•  семестровый зачет.

ПК-5: способен анализировать полученные результаты, делать необходимые выводы и формулировать предложения

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Минимальный уровень:

·  Знать: основные виды и правила научного дискурса (научные статьи, доклады и тезисы, учебные тексты, методические указания и пособия, справочники и др.)

·  Уметь: работать с учебной, научной и справочной литературой по квантовой химии (включая электронные базы данных в компьютерных сетях), составлять рефераты и аналитические обзоры.

·  Владеть: основными приемами составления литературного обзора, описания эксперимента, обсуждения результатов, формулировки выводов и заключений, списка цитированной литературы.

Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню)

·  Знать: основные учебники, статьи и монографии в области квантовой химии, использованные в них логические и семантические приемы.

·  Уметь: самостоятельно составлять научные тексты (научные статьи, доклады и тезисы, учебные и методические пособия и др.) в области квантовой химии, строения молекул и из реакционной способности.

·  Владеть: основными приемами научной логики, используемыми при планировании научных исследований и анализе его результатов.

Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому уровням)

·  Знать: категориально-понятийную структуру квантовой механики и классической химии (применительно к проблематике реакционной способности молекул).

·  Уметь: осуществлять категоризацию природных явлений, объектов и процессов, реализовывать базовые математические методы (интерполяция и экстраполяция, аппроксимация с использованием статистических оценок и др.) для обработки данных.

·  Владеть: методикой ведения научной дискуссии (представление результатов, публичная защита, формулировка вопросов и ответов).

Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах занятий:

•  лекции,

•  семинары,

•  индивидуальные консультации научного руководителя,

•  самостоятельная работа студента, в том числе, выполнение домашних контрольных заданий,

•  участие в студенческой научной конференции.

Оценка сформированности компетенций по уровням осуществляется оценочными средствами:

•  контрольные опросы на лекциях (10 тестовых вопросов по каждой теме),

•  выступления и доклады на семинарах,

•  беседы с научным руководителем,

•  домашние задания,

•  семестровый зачет.

ПК-6: имеет опыт профессионального участия в научных дискуссиях

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Минимальный уровень:

·  Знать: роль научных дискуссий в исследовательской естественнонаучной деятельности (в том числе, в области квантовой химии); их основные типы и формы: устные дискуссии на научных конференциях и семинарах, заочные дискуссии в печатных изданиях и электронных сетях.

·  Уметь: вести научные дискуссии разных типов и форм с соблюдением общепринятых правил и норм.

·  Владеть: основными приемами ведения научных дискуссий разных типов и форм с соблюдением общепринятых правил и норм.

Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню)

·  Знать: историю развития научных дискуссий в разные эпохи и периоды, исторические примеры таких дискуссий (Пруст – Бертолле, совещани АН СССР 1948 г. по проблемам квантовой химии и др.).

·  Уметь: самостоятельно подготовиться к проведению научной дискуссии по тематике магистерской диссертации, составить тезисы и вопросы, варианты ответов.

·  Владеть: основными приемами научной логики, используемыми при планировании научных исследований и анализе его результатов.

Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому уровням)

·  Знать: содержание современных научных дискуссий, ведущихся в научной печати по проблемам квантовой химии (по указанию научного руководителя).

·  Уметь: организовать научную дискуссию на студенческой научной конференции, учебном занятии, защите ВКР.

·  Владеть: основными логическими и семантическими средствами научного языка, используемыми при проведении научных дискуссий.

Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах занятий:

•  лекции и семинары,

•  индивидуальные консультации научного руководителя,

•  самостоятельная работа студента, в том числе, выполнение домашних контрольных заданий,

•  участие в студенческой научной конференции.

Оценка сформированности компетенций по уровням осуществляется оценочными средствами:

•  контрольные опросы на лекциях (10 тестовых вопросов по каждой теме),

•  выступления и доклады на семинарах,

•  беседы с научным руководителем,

•  домашние задания,

•  семестровый зачет.

ПК-7: умеет представлять полученные в исследованиях результаты в виде отчетов и научных публикаций (стендовые доклады, рефераты и статьи в периодической научной печати)

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Минимальный уровень:

·  Знать: роль и значение информационного общения в научном сообществе, в исследовательской деятельности; формы и способы такого общения (рефераты и статьи в периодической научной печати, устные доклады и дискуссии на научных конференциях и семинарах и др.).

·  Уметь: представлять результаты проведенных исследований в форме рукописи (статья, научный отчет, тезисы доклада).

·  Владеть: основными средствами оформления научных рукописей (компьютерные текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, вычислительные комплексы и др.).

Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню)

·  Знать: историю развития информационного общения в научном сообществе, в исследовательской деятельности в разные эпохи и периоды, исторические примеры (международные съезды и конгрессы химиков, развитие научной периодической печати, системы препринтов и др.).

·  Уметь: представлять результаты проведенных исследований в форме мультимедийной презентации.

·  Владеть: основными средствами подготовки мультимедийных презентаций (программы Power Point, MS Word, Excel) и их практического проведения.

Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому уровням)

·  Знать: правила и сложившиеся нормы информационного общения в современном научном сообществе, их значение и роль, необходимость соблюдения.

·  Уметь: пользоваться техникой работы в интернете, компьютерными средствами поиска информации и информационного обмена; вести информационное общение в компьютерных сетях (научная переписка, on-line конференции и др.).

·  Владеть: профессиональным химическим языком (основные категории и понятия химии, их взаимосвязи, особенности семантики и синтаксиса химического языка).

Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах занятий:

•  лекции и семинары,

•  индивидуальные консультации научного руководителя,

•  самостоятельная работа студента, в том числе, выполнение домашних контрольных заданий, изучение литературы по теме магистерской диссертации,

•  участие в студенческой научной конференции.

Оценка сформированности компетенций по уровням осуществляется оценочными средствами:

•  контрольные опросы на лекциях (10 тестовых вопросов по каждой теме),

•  выступления и доклады на семинарах,

•  беседы с научным руководителем,

•  домашние задания,

•  семестровый зачет.

ПК-10: способен определять и анализировать проблемы, планировать стратегию их решения

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Минимальный уровень:

·  Знать: основные эпистемологические и методологические проблемы естествознания в целом и химической науки, в том числе; основные типы научных проблем, существующие подходы к их решению.

·  Уметь: формулировать научные проблемы (на материале магистерской диссертации); классифицировать и ранжировать их, оценивать качество возможных решений.

·  Владеть: основными средствами научного дискурса, используемыми при формулировке научных проблем и их решении.

Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню)

·  Знать: историю возникновения научных проблем и использованных для их решения средств в разные исторические периоды (методологический, инструментальный, классический, технологический, современный).

·  Уметь: разрабатывать планы решения конкретных научных проблем (на материале магистерской диссертации) в рамках и с учетом общей тематики работы кафедры или лаборатории.

·  Владеть: основными теоретическими и экспериментальными средствами решения научных проблем (категоризация в рамках известной теоретической концепции, использование математических моделей, экспериментальные измерения, статистическая обработка экспериментальных данных).

Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому уровням)

·  Знать: современные научные и организационные проблемы в области химии, государственную политику в отношении этих проблем.

·  Уметь: составлять заявки на гранты в рамках официальных исследовательских программ и проектов, формулировать предлагаемые к решению проблемы и определять необходимые для этого средства.

·  Владеть: основными логическими и семантическими средствами научного химического языка, используемыми для формулировки научных проблем, поиска решений и оценки их качества.

Освоение данной компетенции осуществляется на следующих видах занятий:

•  лекции и семинары,

•  индивидуальные консультации научного руководителя,

•  самостоятельная работа студента, в том числе, выполнение домашних контрольных заданий, изучение литературы по теме магистерской диссертации,

•  участие в студенческой научной конференции.

Оценка сформированности компетенций по уровням осуществляется оценочными средствами:

•  контрольные опросы на лекциях (10 тестовых вопросов по каждой теме),

•  выступления и доклады на семинарах,

•  беседы с научным руководителем,

•  защита магистерской диссертации.

•  семестровый зачет.

Данное дополнение к УМК утверждено на заседании кафедры органической и экологической химии от "22" октября 2013 г., протокол

И. о. заведующего кафедрой