Общая и неорганическая химия (стр. 1 )

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт математики, естественных наук и информационных технологий

Кафедра неорганической и физической химии

ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов специальности 020501.65 «БИОИНЖЕНЕРИЯ И БИОИНФОРМАТИКА» очной формы обучения

Тюменский государственный университет

2013

, Общая и неорганическая химия: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов очной формы обучения специальности 020501.65 «Биоинженерия и биоинформатика» Института математики, естественных наук и информационных технологий. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2013, 30 стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.

Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Общая и неорганическая химия [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. *****., свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой неорганической и физической химии. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой , д. х.н., профессор

© Тюменский государственный университет, 2013

© , 2013

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1.1  Цели и задачи дисциплины

Химия – одна из важнейших фундаментальных естественных наук, изучающая вещества, их свойства и процессы превращения веществ, сопровождающиеся изменением состава и структуры. Глубокое знание законов химии и их применение позволяет как совершенствовать существующие, так и создавать новые процессы, машины, установки и приборы. Знание основных химических понятий, закономерностей и законов необходимо для формирования современных специалистов − бакалавров, инженеров, специалистов, магистров. Химия является общетеоретической дисциплиной. Она призвана дать студентам современное научное представление о веществе как одном из видов материи, о путях, механизмах и способах превращения одних веществ в другие. Владение техникой химических расчетов, понимание возможностей, предоставляемых химией, значительно ускоряет получение нужного результата в различных сферах инженерной и научной деятельности. Технический прогресс промышленного производства неразрывно связан с разработкой и использованием новейших материалов, создание и использование которых невозможно без знаний химических свойств, состава, строения и структуры веществ. Курс «Общая и неорганическая химия» закладывают теоретические основы многообразной и сложной картины химических явлений.

Основной задачей курса «Общая и неорганическая химия» является обучение грамотному восприятию химических явлений в мире, в том числе в биологических объектах, создание химического мышления, помогающего решать вопросы, связанные с закономерностями протекания процессов в химических системах, в установлении связей между составом, строением и свойствами веществ.

Целью изучения дисциплины «Общая и неорганическая химия» состоит в том, чтобы помочь студентам познать материальный мир, законы его развития, химическую форму движения материи, законы ее развития, освоить основные понятия и законы химии и основные закономерности протекания химических реакций.

Конкретными задачами дисциплины «Общая и неорганическая химия» являются:

·  передать основные теоретические знания по курсу дисциплины;

·  помочь студентам получить навыки работы с химическими реактивами и проведения количественных расчетов;

·  научить решать типовые задачи и писать во всех формах уравнения химических реакций, что способствует неформальному усвоению изучаемого материала;

·  сформировать навыки химического мышления у студентов.

В результате изучения курса «Общая и неорганическая химия» студенты должны приобрести знания, которые помогут решать многочисленные химические и биохимические проблемы, возникающие при работе в различных отраслях промышленности.

1.2 Место дисциплины в структуре ООП специалитета

Дисциплина «Общая и неорганическая химия» предназначена для студентов Института математики, естественных наук и информационных технологий дневной формы обучения и относится к базовой части математического и естественно-научного цикла (С2) рабочего учебного плана по специальности 020501.65 «БИОИНЖЕНЕРИЯ И БИОИНФОРМАТИКА».

В информационном и логическом планах дисциплина «Общая и неорганическая химия» последовательно развивает знания, полученные из школьной программы по химии, и, в свою очередь, служит информационной и методологической основой для изучения следующих дисциплин:

·  аналитическая химия;

·  органическая химия;

·  физическая и коллоидная химия;

·  биохимия;

·  физика.

Данный курс служит введением в химию вообще и в ее отдельные разделы в частности. Для изучения курса требуются знания по химии, физике, математики, информатики в объеме средней школы.

1.3Компетенции выпускника ООП специалитета, формируемые в результате освоения данной ООП ВПО.

Студент, изучивший курс «Общей и неорганической химии», должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК):

ОК-1: способностью представить современную картину мира на основе целостной системы естественнонаучных и математических знаний, ориентироваться в ценностях бытия, жизни, культуры.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Минимальный уровень:

знать: историю развития представлений о строении атома; модели строения атома, их достоинства и недостатки; формулировки периодического закона, его философско-научное значение; понятия химических элементов, простого и сложного вещества; виды химической связи; распространение в природе металлов и неметаллов, их применение;

уметь: применять знания о строении атома; обосновывать корпускулярно-волновые свойства электрона; устанавливать связь между положением элемента в Периодической системе, электронным строением атома и его свойствами;

владеть: аппаратом категорий и понятий общей и неорганической химии в областях, касающихся проблем строения атома; основами распределения электронов на энергетических уровнях атома.

Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню):

знать: основные уравнения квантовой механики, описывающих современное строение атома; виды элементарных частиц и состав ядра атома; физический смысл квантовых чисел; понятия об энергии ионизации, сродства к электрону, электроотрицательности; периодичность изменения свойств элементов по периодам и группам периодической системы;

уметь: применять знания о периодическом законе химических элементов, структуре и основных закономерностях периодической системы для характеристики химических элементов по их положению в системе; составлять формулы соединений; раскрывать тенденции изменения состава и свойств простых и сложных веществ;

владеть: вычислительными методами общей химии, обозначенными в программе.

Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому уровню):

знать: структуру категорий и понятий общей и неорганической химии, историю ее развития, место химии среди естественных наук; существующие проблемы и перспективы ее развития; области применения химии в различных отраслях народного хозяйства;

уметь: применять методы общей и неорганической химии для описания свойств соединений и определять возможность их рационального использования в различных областях науки и техники;

владеть: компьютерными моделями и технологиями в области строения атома и движения материи.

ОК-9: способностью на научной основе организовывать свой труд, самостоятельно оценить результаты своей деятельности, владением навыками самостоятельной работы, в том числе в сфере проведения научных исследований.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Минимальный уровень:

знать: роль общей химии, как теоретического фундамента современной химии, основы химической кинетики и катализа, основы теории растворов и электрохимических процессов;

уметь: самостоятельно писать уравнения химических реакций разных типов в молекулярной и ионной формах, рассчитывать кинетические характеристики равновесных химических и электрохимических процессов;

владеть: минимальными навыками организации и проведения научных исследований, способностью самостоятельно составлять план исследования.

Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню):

знать: основные законы химии и химической кинетики, основы химических процессов, протекающих в электрохимических цепях и в растворах электролитов и неэлектролитов;

уметь: применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных, представлять полученные в исследованиях результаты в виде лабораторных отчетов;

владеть: самостоятельными навыками работы на современных приборах, используемых для проведения научных исследований и способами обработки полученной информации, правилами безопасного обращения с химическими материалами с учетом их физических и химических свойств, способностью проводить оценку возможных рисков.

Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому уровню):

знать: химические основы биологических процессов и важнейшие принципы молекулярной логики живого, молекулярные основы биокатализа, метаболизма, наследственности, иммунитета;

уметь: анализировать научную литературу с целью выбора направления и методов, применяемых в исследовании, представлять полученные в исследованиях результаты в виде научных публикаций (стендовые доклады, рефераты, статьи);

владеть: навыками использования программных средств и работы в компьютерных сетях, умением создавать базы специальных данных и использовать ресурсы сети Интернет.

ОК-11: способностью самостоятельно или в составе группы вести научный поиск, реализуя специальные средства и методы получения нового знания.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Минимальный уровень:

знать: теоретические основы общей и неорганической химии (состав, строение и химические свойства основных простых веществ и химических соединений;

уметь: описывать свойства веществ на основе закономерностей, вытекающих из периодического закона и Периодической системы элементов;

владеть: навыками и методами синтеза неорганических веществ.

Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню):

знать: взаимосвязь строения вещества и протекания химических процессов в нем;

уметь: анализировать возможность протекания химических реакций исходя из свойств химических соединений;

владеть: теоретическими представлениями общей и неорганической химии, знаниями о составе, строении и свойствах неорганических соединений для проведения химического синтеза, способами обеспечения безопасности при проведении научных исследований.

Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому уровню):

знать: представления о структуре химико-технологических систем, типовые химико-технологические процессы производства, систему взаимодействия химического производства и окружающей среды;

уметь: находить наиболее простые, менее трудоемкие и энергозатратные способы решения поставленной задачи;

владеть: способами защиты персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф и т. д., мерами по ликвидации этих последствий.

и профессиональными компетенциями (ПК):

ПК-24: способностью использовать специализированные знания фундаментальных разделов математики, физики, химии, экологии для проведения исследований в области биоинженерии, биоинформатики и смежных дисциплин.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Минимальный уровень:

знать: основные законы и теоретические концепции химии (стехиометрия, периодическая система, структура молекул, химическая кинетика, равновесия в растворах электролитов);

уметь: применять законы и принципы общей и неорганической химии для решения типовых задач; пользоваться учебной и справочной литературой в данной области знаний;

владеть: стандартными методами решения задач и обработки экспериментальных результатов исследования; навыками безопасной работы с химическими реактивами; навыками сборки химических установок для проведения эксперимента.

Базовый уровень (дополнительно к минимальному уровню):

знать: обоснование основных законов и теоретических концепций общей и неорганической химии, их современное содержание

уметь: разъяснять смысл химических формул и уравнений; выводить расчетные формулы исходя из условий равновесия и основных законов химии; составлять генетические ряды, образованные металлами и неметаллами, и выявлять генетические связи между веществами одного ряда и разных рядов;

владеть: современными инструментальными методами химического эксперимента, способами интерпретации полученных результатов.

Повышенный уровень (дополнительно к минимальному и базовому уровню):

знать: методологические принципы общей и неорганической химии; существующие недостатки и проблемы основных концепций; ограничения основных законов химии; перспективы общей и неорганической химии для развития и совершенствования химической картины мира;

уметь: решать конкретные проблемы общей и неорганической химии; критически анализировать научную и справочную литературу, а также экспериментальные данные, полученные в результате научного исследования;

владеть: компьютерными методами и программами, используемыми в общей и неорганической химии; методами поиска научной информации в базах данных и сетях интернета.

Освоение данных компетенций осуществляется на следующих видах занятий:

·  лекции;

·  лабораторные работы и семинары;

·  индивидуальные консультации и консультации по дисциплине;

·  самостоятельная работа студентов, в том числе выполнение домашних контрольных и тестовых заданий.

Оценка сформированности компетенций по уровням осуществляется оценочными средствами:

·  контрольные опросы на лекциях;

·  выступления на семинарах;

·  проверка отчетов выполненных лабораторных работ;

·  проверка домашних заданий;

·  итоговая контрольная работа;

·  итоговый экзамен или рейтинговая оценка.

2. СТРУКТУРА И ТРУДОЕМКОСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина «Общая и неорганическая химия» преподается в течение первого семестра. Основной материал курса излагается в цикле лекций (36 часов. 2 ЗЕ), раскрывающий содержание основных законов, теоретических и практических понятий химии. Методы решения конкретных задач рассматриваются в ходе лабораторных занятий (72 часа, 4 ЗЕ). Итоговый контроль осуществляется посредством балльной системы оценок текущей успеваемости студентов и (или) семестрового экзамена.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.

3. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Таблица 1

Тематический план

№	Тема	недели семестра	Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.	из них в интерактивной форме, в час.	Итого часов по теме	Итого количество баллов
Лекции	Лабораторные занятия	Самостоятель-ная работа
Модуль 1
1.	Стехиометрия. Основные понятия и законы стехиометрии. Классы химических соединений.	1	2	4	6	2	12	0-4
2.	Основы химической кинетики.	2-4	6	12	18	4	36	0-14
	Всего		8	16	24	6	48	0-18
Модуль 2
1.	Растворы. Растворы неэлектролитов.	5-6	4	8	12	3	24	0-10
2.	Равновесия в растворах электролитов.	7-8	4	8	12	3	24	0-14
3.	Окислительно-восстановительные реакции	9-10	4	8	12	3	24	0-14
	Всего		12	24	36	9	72	0-38
Модуль 3
1.	Строение атома и периодическая система.	11-12	4	8	12	3	24	0-14
2.	Химическая связь.	13-14	4	8	12	2	24	0-14
3.	Химия металлов.	15-16	4	8	12	2	24	0-8
4.	Химия неметаллов.	17-18	4	8	12	2	24	0-8
	Всего		16	32	48	9	96	0-44
	Итого (часов, баллов):		36	72	108		216	0–100
	Из них часов в интерактивной форме		4	20		24

Таблица 2